51單片機外部存儲器的擴展-文檔資料

1、8051單片機的總線擴展單片機的總線擴展系統(tǒng)擴展概述系統(tǒng)擴展概述 最小應用系統(tǒng) 單片機系統(tǒng)的擴展是以基本的最小系統(tǒng)為基礎的, 故應首先熟悉最小應用系統(tǒng)的結構。 實際上，內部帶有程序存儲器的8051或8751單片機本身就是一個最簡單的最小應用系統(tǒng)，許多實際應用系統(tǒng)就是用這種成本低和體積小的單片結構實現(xiàn)了高性能的控制。 對于內部無程序存儲器的芯片8031來說, 則要用外接程序存儲器的方法才能構成一個最小應用系統(tǒng)。 EAPSEN1. 片內帶程序存儲器的最片內帶程序存儲器的最小應用系統(tǒng)小應用系統(tǒng) 片內帶程序存儲器的8051、 8751本身即可構成一片最小系統(tǒng)，只要將單片機接上時鐘電路和復位電路即可,

2、同時 接高電平, ALE、 信號不用， 系統(tǒng)就可以工作。(1) 系統(tǒng)有大量的I/O線可供用戶使用: P0、 P1、 P2、 P3四個口都可以作為I/O口使用。 (2) 內部存儲器的容量有限, 只有128 B的RAM和4 KB的程序存儲器。 2. 片內無程序存儲器片內無程序存儲器的最小應用系統(tǒng)的最小應用系統(tǒng) 片內無程序存儲器的芯片構成最小應用系統(tǒng)時, 必須在片外擴展程序存儲器。 由于一 般 用 作 程 序 存 儲 器 的EPROM芯片不能鎖存地址, 故擴展時還應加1個鎖存器, 構成一個3片最小系統(tǒng)。該圖中74LS373為地址鎖存器, 用于鎖存低8位地址。 單片機的三總線結構 當單片機最小系統(tǒng)不能

3、滿足系統(tǒng)功能的要求時, 就需要進行擴展。 為了使單片機能方便地與各種擴展芯片連接, 常將單片機的外部連線變?yōu)橐话愕奈⑿陀嬎銠C3總線結構形式。 對于MCS-51系列單片機, 其3總線由下列通道口的引線組成: 地址總線: 由P2口提供高8位地址線, 此口具有輸出鎖存的功能, 能保留地址信息。 由P0口提供低8位地址線。 數(shù)據(jù)總線: 由P0口提供。 此口是雙向、 輸入三態(tài)控制的8位通道口。 MCS-51系統(tǒng)擴展的實現(xiàn)外部總線的擴展程序存儲器的擴展程序存儲器的擴展數(shù)據(jù)存儲器的擴展數(shù)據(jù)存儲器的擴展存儲器的擴展 通常，微機的通常，微機的CPU外部都有單獨的并行外部都有單獨的并行地地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總

4、線址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線。MCS-51單片機由于引腳的限制，單片機由于引腳的限制，數(shù)據(jù)總數(shù)據(jù)總線和地址總線是復用的線和地址總線是復用的。 地址需要鎖存：地址需要鎖存：為了能把復用的數(shù)據(jù)總線為了能把復用的數(shù)據(jù)總線和地址總線分離出來以便同外部的芯片正確和地址總線分離出來以便同外部的芯片正確的連接，需要在單片機的外部的連接，需要在單片機的外部增加地址鎖存增加地址鎖存器器，從而構成與一般，從而構成與一般CPU相類似的三總線結相類似的三總線結構。構。MCS-51系統(tǒng)外部總線的擴展MCS-51系統(tǒng)外部總線的擴展一、以一、以P0口作低口作低8位地址及位地址及8位數(shù)據(jù)的復用總線位數(shù)據(jù)的復用總線 復用，復用

5、，即一段時間內作兩種或兩種以上用途。即一段時間內作兩種或兩種以上用途。 在這里指在這里指P0口在每個口在每個CPU周期的周期的前半個周期前半個周期輸出低輸出低8位地址，由地址鎖存器鎖存，然后由地址鎖存器代替位地址，由地址鎖存器鎖存，然后由地址鎖存器代替P0口口輸出低輸出低8位地址。位地址。后半個周期后半個周期進行進行8位數(shù)據(jù)的輸入輸出。位數(shù)據(jù)的輸入輸出。二、以二、以P2口作為高口作為高8位的地址總線位的地址總線 P0口的低口的低8位地址加上位地址加上P2的高的高8位地址就可以形成位地址就可以形成16位的位的地址總線地址總線，達到，達到64KB的尋址能力。的尋址能力。 實際應用中，往往不需要擴展

6、那么多地址，擴展多少用實際應用中，往往不需要擴展那么多地址，擴展多少用多少口線，剩余的口線仍可作一般多少口線，剩余的口線仍可作一般I/O口來使用。口來使用。80518051擴展的三總線擴展的三總線P2ALE8051P0PSENWRRD地址地址鎖存器鎖存器地址總線地址總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線控制總線控制總線A8A15A0A7D0D7 三、控制信號線三、控制信號線ALE：地址鎖存信號地址鎖存信號，用以實現(xiàn)對低，用以實現(xiàn)對低8位地址的鎖存。位地址的鎖存。PSEN：片外程序存儲器讀選通信號片外程序存儲器讀選通信號。EA：程序存儲器選擇信號。程序存儲器選擇信號。為為低電平時低電平時，訪問，訪問外部外部程序存

7、儲程序存儲器；為器；為高電平時高電平時，訪問，訪問內部內部程序存儲器。程序存儲器。RD：片外數(shù)據(jù)片外數(shù)據(jù)存儲器讀選通信存儲器讀選通信號。號。WR：片外數(shù)據(jù)片外數(shù)據(jù)存儲器寫選通信存儲器寫選通信號。號。地址總線擴展電路地址總線擴展電路 地址鎖存器地址鎖存器74HC573與單片機與單片機P0口連接，擴展地址總線?？谶B接，擴展地址總線。ALEP0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0LE OE8D 8Q7D 7Q6D 6Q5D 5Q4D 4Q3D 3Q2D 2Q1D 1QA7A6A5A4A3A2A1A0805174HC573 OE：輸出允許端輸出允許端，為，為0時芯片有效。時芯片

8、有效。LE：鎖存控制端鎖存控制端，高電高電平時，平時，鎖存器的數(shù)據(jù)輸出端鎖存器的數(shù)據(jù)輸出端Q的狀態(tài)，與數(shù)據(jù)輸入端的狀態(tài)，與數(shù)據(jù)輸入端D相同，即相同，即鎖存器是透明的鎖存器是透明的；當當LE端端從高電平返回到低從高電平返回到低電平時（下降沿后），電平時（下降沿后），輸入輸入端的端的數(shù)據(jù)就被鎖存在鎖存器數(shù)據(jù)就被鎖存在鎖存器中中，數(shù)據(jù)輸入端，數(shù)據(jù)輸入端D的變化不的變化不再影響再影響Q端。端。74HC573是有輸出三態(tài)門的電平允許是有輸出三態(tài)門的電平允許8位鎖存器。位鎖存器。 MCS-51系列單片機片外數(shù)據(jù)存儲器的空間可系列單片機片外數(shù)據(jù)存儲器的空間可達達64KB，而片內數(shù)據(jù)存儲器的空間只有，而片內數(shù)

9、據(jù)存儲器的空間只有128B或或256B。如果片內的數(shù)據(jù)存儲器不夠用時，則需進。如果片內的數(shù)據(jù)存儲器不夠用時，則需進行數(shù)據(jù)存儲器的擴展。行數(shù)據(jù)存儲器的擴展。MCS-51存儲器的擴展 MCS-51系列單片機片內外程序存儲器的空系列單片機片內外程序存儲器的空間可達間可達64KB，而片內程序存儲器的空間只有，而片內程序存儲器的空間只有4KB。如果片內的程序存儲器不夠用時，則需。如果片內的程序存儲器不夠用時，則需進行程序存儲器的擴展。進行程序存儲器的擴展。 存儲器擴展的核心問題是存儲器擴展的核心問題是存儲器的編址存儲器的編址問題。問題。所謂編址就是給存儲單元分配地址。所謂編址就是給存儲單元分配地址。 由

10、于存儲器通常由多個芯片組成，為此由于存儲器通常由多個芯片組成，為此存儲器的編址分為兩個層次：存儲器的編址分為兩個層次： 即即存儲器芯片的選擇存儲器芯片的選擇和和存儲器芯片內部存儲器芯片內部存儲單元的選擇。存儲單元的選擇。 MCS-51存儲器的擴展 一、地址線的譯碼一、地址線的譯碼 存儲器芯片的選擇有兩種方法：存儲器芯片的選擇有兩種方法：線選法和譯碼法。線選法和譯碼法。 1、線選法。、線選法。所謂線選法，就是所謂線選法，就是直接以系統(tǒng)的地址線作為直接以系統(tǒng)的地址線作為存儲器芯片的片選信號，存儲器芯片的片選信號，為此只需把用到的地址線與存儲為此只需把用到的地址線與存儲器芯片的片選端直接相連即可。器

11、芯片的片選端直接相連即可。 2、譯碼法。、譯碼法。所謂譯碼法，就是所謂譯碼法，就是使用地址譯碼器對系統(tǒng)的使用地址譯碼器對系統(tǒng)的片外地址進行譯碼，片外地址進行譯碼，以其譯碼輸出作為存儲器芯片的片選以其譯碼輸出作為存儲器芯片的片選信號。信號。譯碼法又分為譯碼法又分為完全譯碼完全譯碼和和部分譯碼部分譯碼兩種。兩種。 （1 1）完全譯碼。）完全譯碼。地址譯碼器使用了全部地址線，地址與存儲地址譯碼器使用了全部地址線，地址與存儲單元一一對應，單元一一對應，也就是也就是1 1個存儲單元只占用個存儲單元只占用1 1個唯一的地址個唯一的地址。（2 2）部分譯碼。）部分譯碼。地址譯碼器僅使用了部分地址線，地址與存

12、地址譯碼器僅使用了部分地址線，地址與存儲單元不是一一對應儲單元不是一一對應，而是，而是1 1個存儲單元占用了幾個地址。個存儲單元占用了幾個地址。 二、擴展存儲器所需芯片數(shù)目的確定二、擴展存儲器所需芯片數(shù)目的確定 若所選存儲器芯片字長與單片機字長一致若所選存儲器芯片字長與單片機字長一致，則只需擴展容量。則只需擴展容量。所需芯片數(shù)目按下式確定：所需芯片數(shù)目按下式確定： 芯片數(shù)目芯片數(shù)目= =系統(tǒng)擴展容量系統(tǒng)擴展容量存儲器芯片容量存儲器芯片容量 若所選存儲器芯片字長與單片機字長不一若所選存儲器芯片字長與單片機字長不一致，則不僅需擴展容量，還需字擴展。致，則不僅需擴展容量，還需字擴展。所需所需芯片數(shù)目

13、按下式確定：芯片數(shù)目按下式確定： 芯片數(shù)目芯片數(shù)目= = 系統(tǒng)字長系統(tǒng)字長存儲器芯片字長存儲器芯片字長系統(tǒng)擴展容量系統(tǒng)擴展容量存儲器芯片容量存儲器芯片容量擴展程序存儲器常用擴展程序存儲器常用EPROMEPROM芯片：芯片：2716(2K8位位)、2732(4KB)、2764(8KB)、27128(16KB)、27256(32KB)、27512(64KB)。擴展數(shù)據(jù)存儲器常用靜態(tài)擴展數(shù)據(jù)存儲器常用靜態(tài)RAM 芯片：芯片： 6264（8K8位）、位）、62256（32K8位）、位）、628128（128K8位）等。位）等。MCS-51存儲器的擴展80318031與外部程序存儲器的連接與外部程序存儲器的連接 數(shù)據(jù)存儲器擴展MCS-5