片機(jī)擴(kuò)展存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)課件

單片機(jī)原理

任課教師：朱奇光E-MAIL:zhu7880@

單片機(jī)原理單片機(jī)原理任課教師：朱奇光單片1第七章MCS-51擴(kuò)展存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)

7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述

7.2單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)

7.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介

7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展

7.5數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展

7.6程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器綜合擴(kuò)展

單片機(jī)原理第七章MCS-51擴(kuò)展存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)

7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概27.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述一、最小應(yīng)用系統(tǒng)

單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展是以基本的最小系統(tǒng)為基礎(chǔ)的,故應(yīng)首先熟悉最小應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。實(shí)際上,內(nèi)部帶有程序存儲(chǔ)器的8051或8751單片機(jī)本身就是一個(gè)最簡(jiǎn)單的最小應(yīng)用系統(tǒng),許多實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)就是用這種成本低和體積小的單片結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了高性能的控制。對(duì)于8031來(lái)說(shuō)，由于內(nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器,則要用外接程序存儲(chǔ)器的方法才能構(gòu)成一個(gè)最小應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)原理7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述一、最小應(yīng)用系統(tǒng)單片機(jī)原理7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述(1)片內(nèi)帶程序存儲(chǔ)器的最小應(yīng)用系統(tǒng)片內(nèi)帶程序存儲(chǔ)器的8051、8751本身即可構(gòu)成一片最小系統(tǒng),只要將單片機(jī)接上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路即可,同時(shí)接高電平,ALE、信號(hào)不用,系統(tǒng)就可以工作。如圖(a)所示(2)片內(nèi)無(wú)程序存儲(chǔ)器的最小應(yīng)用系統(tǒng)片內(nèi)無(wú)程序存儲(chǔ)器的芯片構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時(shí),必須在片外擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器。由于一般用作程序存儲(chǔ)器的EPROM芯片不能鎖存地址,故擴(kuò)展時(shí)還應(yīng)加1個(gè)鎖存器,構(gòu)成一個(gè)3片最小系統(tǒng),如圖(b)所示。該圖中74LS373為地址鎖存器,用于鎖存低8位地址。單片機(jī)原理7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述(1)片內(nèi)帶程序存儲(chǔ)器的最小應(yīng)用7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述單片機(jī)原理7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述單片機(jī)原理7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述二、擴(kuò)展方法存儲(chǔ)器擴(kuò)展的核心問(wèn)題是存儲(chǔ)器的編址問(wèn)題。所謂編址就是給存儲(chǔ)單元分配地址。由于存儲(chǔ)器通常由多片芯片組成,為此存儲(chǔ)器的編址分為兩個(gè)層次:即存儲(chǔ)器芯片的選擇和存儲(chǔ)器芯片內(nèi)部存儲(chǔ)單元的選擇。存儲(chǔ)器芯片的選擇有兩種方法:線選法和譯碼法。1.線選法：所謂線選法,就是直接以系統(tǒng)的地址線作為存儲(chǔ)器芯片的片選信號(hào),為此只需把用到的地址線與存儲(chǔ)器芯片的片選端直接相連即可。2.譯碼法：所謂譯碼法就是使用地址譯碼器對(duì)系統(tǒng)的片外地址進(jìn)行譯碼,以其譯碼輸出作為存儲(chǔ)器芯片的片選信號(hào)。單片機(jī)原理7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述二、擴(kuò)展方法單片機(jī)原理7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述譯碼法又分為完全譯碼和部分譯碼兩種。(1)完全譯碼：地址譯碼器使用了全部地址線，地址與存儲(chǔ)單元一一對(duì)應(yīng)，也就是1個(gè)存儲(chǔ)單元只占用1個(gè)唯一的地址。(2)部分譯碼：地址譯碼器僅使用了部分地址線，地址與存儲(chǔ)單元不是一一對(duì)應(yīng)，而是1個(gè)存儲(chǔ)單元占用了幾個(gè)地址。1根地址線不接，一個(gè)單元占用2(21)個(gè)地址；2根地址線不接，一個(gè)單元占用4(22)個(gè)地址；3根地址線不接，則占用8(23)個(gè)地址，依此類(lèi)推。單片機(jī)原理7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述譯碼法又分為完全譯碼和部分譯碼兩種。7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述在設(shè)計(jì)地址譯碼器電路時(shí)，如果采用地址譯碼關(guān)系圖的話，將會(huì)帶來(lái)很大的方便。所謂地址譯碼關(guān)系圖，就是一種用簡(jiǎn)單的符號(hào)來(lái)表示全部地址譯碼關(guān)系的示意圖。從地址譯碼關(guān)系圖上可以看出以下幾點(diǎn)：①屬完全譯碼還是部分譯碼；②片內(nèi)譯碼線和片外譯碼線各有多少根；③所占用的全部地址范圍為多少。單片機(jī)原理7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述在設(shè)計(jì)地址譯碼器電7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述.0100XXXXXXXXXXX

A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0在上面的關(guān)系圖中，有1個(gè)“·”(A15不接)，表示為部分譯碼，每個(gè)單元占用2個(gè)地址。片內(nèi)譯碼線有11根(A10～Ａ0),片外譯碼線有4根。其所占用的地址范圍如下：當(dāng)A15為0時(shí)，所占用地址為0010000000000000～0010011111111111，即2000H～27FFH。

當(dāng)A15為1時(shí)，所占用地址為1010000000000000～1010011111111111,即A000H～A7FFH。

共占用了兩組地址，這兩組地址在使用中同樣有效單片機(jī)原理7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述.0100XXXXXXXXXXX7.2單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)當(dāng)單片機(jī)最小系統(tǒng)不能滿(mǎn)足系統(tǒng)功能的要求時(shí),就需要進(jìn)行擴(kuò)展。為了使單片機(jī)能方便地與各種擴(kuò)展芯片連接,常將單片機(jī)的外部連線變?yōu)橐话愕奈⑿陀?jì)算機(jī)3總線結(jié)構(gòu)形式。對(duì)于MCS-51系列單片機(jī),其3總線由下列通道口的引線組成: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。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。因?yàn)镻0口又作為8位數(shù)據(jù)線(分時(shí)復(fù)用)，因此，還需要增加一個(gè)8位鎖存器。單片機(jī)原理7.2單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)當(dāng)單片機(jī)最小系統(tǒng)不7.2單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)

控制總線:擴(kuò)展系統(tǒng)時(shí)常用的控制信號(hào)為:

ALE——地址鎖存信號(hào),用以實(shí)現(xiàn)對(duì)低8位地址的鎖存。——片外程序存儲(chǔ)器取指信號(hào)。——片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀信號(hào)?！鈹?shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)信號(hào)。下圖為單片機(jī)擴(kuò)展成3總線結(jié)構(gòu)的示意圖。這樣一來(lái),擴(kuò)展芯片與主機(jī)的連接方法同一般3總線結(jié)構(gòu)的微型計(jì)算機(jī)就完全一樣了。對(duì)于MCS-51系列單片機(jī)而言,Intel公司專(zhuān)門(mén)為它們配套生產(chǎn)了一些專(zhuān)用外圍芯片,使用起來(lái)就更加方便。單片機(jī)原理7.2單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)控制總線:擴(kuò)展系統(tǒng)時(shí)常用的控制7.2單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)單片機(jī)原理7.2單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)單片機(jī)原理7.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介單片機(jī)原理7.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介單片機(jī)原理7.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介1、8D鎖存器74LS37374LS373是一種帶輸出三態(tài)門(mén)的8D鎖存器，其結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。其中：1D～8D為8個(gè)輸入端。1Q～8Q為8個(gè)輸出端。

G為數(shù)據(jù)打入端：當(dāng)G為“1”時(shí)，鎖存器輸出狀態(tài)(1Q～8Q)同輸入狀態(tài)(1D～8D)；當(dāng)G由“1”變“0”時(shí)，數(shù)據(jù)打入鎖存器中。單片機(jī)原理7.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介1、8D鎖存器74LS373單7.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介2、3—8譯碼器74LS138

3—8譯碼器74LS138為一種常用的地址譯碼器芯片，其管腳圖如下圖所示。其中，G1、

三個(gè)控制端，只有當(dāng)G1為“１”且,均為“0”時(shí)，譯碼器才能進(jìn)行譯碼輸出。否則譯碼器的8個(gè)輸出端全為高阻狀態(tài)。譯碼輸入端與輸出端之間的譯碼關(guān)系如下表所示。具體使用時(shí)，G1、與既可直接接至+5V端或地，也可參與地址譯碼。但其譯碼關(guān)系必須為100。需要時(shí)也可通過(guò)反相器使輸入信號(hào)符合要求。單片機(jī)原理7.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介2、3—8譯碼器74LS138單7.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介單片機(jī)原理7.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介單片機(jī)原理7.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介3、總線驅(qū)動(dòng)器74LS244、74LS245在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,擴(kuò)展的三總線上掛接很多負(fù)載,如存儲(chǔ)器、并行接口、A/D接口、顯示接口等,但總線接口的負(fù)載能力有限,因此常常需要通過(guò)連接總線驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行總線驅(qū)動(dòng)。系統(tǒng)總線中地址總線和控制總線是單向的,因此驅(qū)動(dòng)器可以選用單向的,如74LS244。74LS244還帶有三態(tài)控制,能實(shí)現(xiàn)總線緩沖和隔離。系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)總線是雙向的,其驅(qū)動(dòng)器也要選用雙向的,如74LS245。74LS245也是三態(tài)的,有一個(gè)方向控制端DIR，DIR=1時(shí)輸出(An→Bn)，DIR=0時(shí)輸入(An←Bn)。單片機(jī)原理7.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介3、總線驅(qū)動(dòng)器74LS2447.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介單片機(jī)原理7.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展EEPROM芯片每個(gè)字節(jié)可改寫(xiě)萬(wàn)次以上,信息的保存期大于10年。這種芯片給計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)帶來(lái)很大的方便,不僅可以修改參數(shù),而且斷電后能保存數(shù)據(jù)。它的缺點(diǎn)是價(jià)格偏高。自從EPROM2716芯片被逐漸淘汰后,目前比較廣泛采用的是2764芯片。該芯片容量為8K×8位，是雙列直插式28引腳的標(biāo)準(zhǔn)芯片,其中:

A12~A0:13位地址線。

D7~D0:8位數(shù)據(jù)線。:片選信號(hào),低電平有效。:輸出允許信號(hào),當(dāng)時(shí)，輸出緩沖器打開(kāi),被尋址單元的內(nèi)容才能被讀出。與單片機(jī)的相連。

VPP:編程電源,當(dāng)芯片編程時(shí),該端加上編程電壓(+25V或+12V);正常使用時(shí),該端加+5V電源。單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展EEPROM芯片7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展現(xiàn)分3種情況說(shuō)明程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展方法。

(1)不用片外譯碼的單片程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展例:試用EPROM2764構(gòu)成8031的最小系統(tǒng)。解:由于8031無(wú)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器,因此必須外接程序存儲(chǔ)器以構(gòu)成最小系統(tǒng)。其連接的關(guān)鍵在于地址譯碼。由于一般所采用的芯片其字節(jié)數(shù)均超過(guò)256個(gè)單元,也就是說(shuō)片內(nèi)地址線超過(guò)8條,故地址譯碼的核心問(wèn)題是高8位地址線的連接。單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展現(xiàn)分3種情況說(shuō)明程序存儲(chǔ)器的7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展(2)采用線選法的多片程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展例:在下圖所示的連接圖中,使用了兩片2764,一共構(gòu)成了8K×2=16K的有效地址?，F(xiàn)采用線選法編址,以P2.7(A15)直接作為片選信號(hào),當(dāng)P2.7=0時(shí),選中左邊1片2764,其地址范圍為0000H~1FFFH;當(dāng)P2.7=1時(shí),選中右邊1片2764,其地址范圍為8000H~9FFFH。這是部分譯碼,有2根地址線未接,1個(gè)單元要占用22=4個(gè)地址號(hào)。以上只是4組地址中的1組。若需地址連續(xù)的話,可取如下1組地址:6000H~7FFFH和8000H~9FFFH。單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展(2)采用線選法的多片程7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展

(3)采用地址譯碼器的多片程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。

例3:要求用2764芯片擴(kuò)展8031的片外程序存儲(chǔ)器空間,分配的地址范圍為0000H~3FFFH。

解：本例采用完全譯碼的方法,即所有地址線全部連接,每個(gè)單元只占用唯一的1個(gè)地址。①確定片數(shù):

片數(shù)=(末地址-首地址)+1芯片字?jǐn)?shù)=(3FFFH-0000H)+12000H=2(片)單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展(3)采用地址譯碼器的多片程序存7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展②分配地址范圍:第1組(1片)所占用的地址范圍為:0000000000000000(0000H)……0001111111111111(1FFFH)第2組(1片)所占用的地址范圍為:0010000000000000(2000H)……0011111111111111(3FFFH)單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展②分配地址范圍:單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展③畫(huà)出地址譯碼關(guān)系圖:第1組000XXXXXXXXXXXXXP2.7P2.6P2.5P2.4P2.0P0.7P0.0

A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0001XXXXXXXXXXXXX第2組上面打×部分為片內(nèi)譯碼,對(duì)于2764來(lái)說(shuō)有13位,其地址變化范圍為從全0變到全1,其余部分為片外譯碼。單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展③畫(huà)出地址譯碼關(guān)系圖:7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展④設(shè)計(jì)外譯碼電路:本例只介紹采用譯碼器芯片的設(shè)計(jì)方法,現(xiàn)采用3-8譯碼器74LS138。片外譯碼只有3根線(P2.7,P2.6,P2.5)，分別接至譯碼器的C、B、A輸入端?？刂贫薌1,,不參與譯碼，接成常有效。如下圖所示。單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展④設(shè)計(jì)外譯碼電路:單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展⑤畫(huà)出存儲(chǔ)器擴(kuò)展連接圖:該連接圖如下圖所示。單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展⑤畫(huà)出存儲(chǔ)器擴(kuò)展連接圖:該連接圖7.5數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器即隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM),用于存放可隨時(shí)修改的數(shù)據(jù)信息。它與ROM不同,對(duì)RAM可以進(jìn)行讀、寫(xiě)兩種操作。RAM為易失性存儲(chǔ)器,斷電后所存信息立即消失。按其工作方式,RAM又分為靜態(tài)(SRAM)和動(dòng)態(tài)(DRAM)兩種。靜態(tài)RAM只要電源加上,所存信息就能可靠保存。靜態(tài)RAM6264是8K×8位的靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片,采用CMOS工藝制造,為28引腳雙列直插式封裝,其引腳圖如下圖所示。單片機(jī)原理7.5數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器即7.5數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展單片機(jī)原理7.5數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展單片機(jī)原理7.5數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展與程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展相類(lèi)似,不同之處主要在于控制信號(hào)的接法不一樣,用和信號(hào),且直接與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的端和端相連即可。所占用的地址為：第1組4000H～5FFFH(A13=0)第2組6000H～7FFFH(A13=1)單片機(jī)原理7.5數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)7.5數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展所占用的地址為：2000H～3FFFH單片機(jī)原理7.5數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展所占用的地址為：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理7.6程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器綜合擴(kuò)展現(xiàn)以8031為例，說(shuō)明程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器綜合擴(kuò)展方法，如下圖所示。8031的片外程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址各為64K。若采用EPROM2764和RAM6264芯片，則各需8片才能構(gòu)成全部有效地址。芯片的選擇采用3—8譯碼器74LS138，片外地址線只有3根(A15、A14、A13)，分別接至74LS138的C、B、A端，其8路譯碼輸出分別接至8個(gè)2764和8個(gè)6264的片選端。單片機(jī)原理7.6程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器綜合擴(kuò)展7.6程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器綜合擴(kuò)展單片機(jī)原理7.6程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器綜合擴(kuò)展單片機(jī)原理單片機(jī)原理

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單片機(jī)原理單片機(jī)原理任課教師：朱奇光單片35第七章MCS-51擴(kuò)展存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)

7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述

7.2單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)

7.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介

7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展

7.5數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展

7.6程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器綜合擴(kuò)展

單片機(jī)原理第七章MCS-51擴(kuò)展存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)

7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概367.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述一、最小應(yīng)用系統(tǒng)

單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展是以基本的最小系統(tǒng)為基礎(chǔ)的,故應(yīng)首先熟悉最小應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。實(shí)際上,內(nèi)部帶有程序存儲(chǔ)器的8051或8751單片機(jī)本身就是一個(gè)最簡(jiǎn)單的最小應(yīng)用系統(tǒng),許多實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)就是用這種成本低和體積小的單片結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了高性能的控制。對(duì)于8031來(lái)說(shuō)，由于內(nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器,則要用外接程序存儲(chǔ)器的方法才能構(gòu)成一個(gè)最小應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)原理7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述一、最小應(yīng)用系統(tǒng)單片機(jī)原理7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述(1)片內(nèi)帶程序存儲(chǔ)器的最小應(yīng)用系統(tǒng)片內(nèi)帶程序存儲(chǔ)器的8051、8751本身即可構(gòu)成一片最小系統(tǒng),只要將單片機(jī)接上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路即可,同時(shí)接高電平,ALE、信號(hào)不用,系統(tǒng)就可以工作。如圖(a)所示(2)片內(nèi)無(wú)程序存儲(chǔ)器的最小應(yīng)用系統(tǒng)片內(nèi)無(wú)程序存儲(chǔ)器的芯片構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時(shí),必須在片外擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器。由于一般用作程序存儲(chǔ)器的EPROM芯片不能鎖存地址,故擴(kuò)展時(shí)還應(yīng)加1個(gè)鎖存器,構(gòu)成一個(gè)3片最小系統(tǒng),如圖(b)所示。該圖中74LS373為地址鎖存器,用于鎖存低8位地址。單片機(jī)原理7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述(1)片內(nèi)帶程序存儲(chǔ)器的最小應(yīng)用7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述單片機(jī)原理7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述單片機(jī)原理7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述二、擴(kuò)展方法存儲(chǔ)器擴(kuò)展的核心問(wèn)題是存儲(chǔ)器的編址問(wèn)題。所謂編址就是給存儲(chǔ)單元分配地址。由于存儲(chǔ)器通常由多片芯片組成,為此存儲(chǔ)器的編址分為兩個(gè)層次:即存儲(chǔ)器芯片的選擇和存儲(chǔ)器芯片內(nèi)部存儲(chǔ)單元的選擇。存儲(chǔ)器芯片的選擇有兩種方法:線選法和譯碼法。1.線選法：所謂線選法,就是直接以系統(tǒng)的地址線作為存儲(chǔ)器芯片的片選信號(hào),為此只需把用到的地址線與存儲(chǔ)器芯片的片選端直接相連即可。2.譯碼法：所謂譯碼法就是使用地址譯碼器對(duì)系統(tǒng)的片外地址進(jìn)行譯碼,以其譯碼輸出作為存儲(chǔ)器芯片的片選信號(hào)。單片機(jī)原理7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述二、擴(kuò)展方法單片機(jī)原理7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述譯碼法又分為完全譯碼和部分譯碼兩種。(1)完全譯碼：地址譯碼器使用了全部地址線，地址與存儲(chǔ)單元一一對(duì)應(yīng)，也就是1個(gè)存儲(chǔ)單元只占用1個(gè)唯一的地址。(2)部分譯碼：地址譯碼器僅使用了部分地址線，地址與存儲(chǔ)單元不是一一對(duì)應(yīng)，而是1個(gè)存儲(chǔ)單元占用了幾個(gè)地址。1根地址線不接，一個(gè)單元占用2(21)個(gè)地址；2根地址線不接，一個(gè)單元占用4(22)個(gè)地址；3根地址線不接，則占用8(23)個(gè)地址，依此類(lèi)推。單片機(jī)原理7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述譯碼法又分為完全譯碼和部分譯碼兩種。7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述在設(shè)計(jì)地址譯碼器電路時(shí)，如果采用地址譯碼關(guān)系圖的話，將會(huì)帶來(lái)很大的方便。所謂地址譯碼關(guān)系圖，就是一種用簡(jiǎn)單的符號(hào)來(lái)表示全部地址譯碼關(guān)系的示意圖。從地址譯碼關(guān)系圖上可以看出以下幾點(diǎn)：①屬完全譯碼還是部分譯碼；②片內(nèi)譯碼線和片外譯碼線各有多少根；③所占用的全部地址范圍為多少。單片機(jī)原理7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述在設(shè)計(jì)地址譯碼器電7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述.0100XXXXXXXXXXX

A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0在上面的關(guān)系圖中，有1個(gè)“·”(A15不接)，表示為部分譯碼，每個(gè)單元占用2個(gè)地址。片內(nèi)譯碼線有11根(A10～Ａ0),片外譯碼線有4根。其所占用的地址范圍如下：當(dāng)A15為0時(shí)，所占用地址為0010000000000000～0010011111111111，即2000H～27FFH。

當(dāng)A15為1時(shí)，所占用地址為1010000000000000～1010011111111111,即A000H～A7FFH。

共占用了兩組地址，這兩組地址在使用中同樣有效單片機(jī)原理7.1存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述.0100XXXXXXXXXXX7.2單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)當(dāng)單片機(jī)最小系統(tǒng)不能滿(mǎn)足系統(tǒng)功能的要求時(shí),就需要進(jìn)行擴(kuò)展。為了使單片機(jī)能方便地與各種擴(kuò)展芯片連接,常將單片機(jī)的外部連線變?yōu)橐话愕奈⑿陀?jì)算機(jī)3總線結(jié)構(gòu)形式。對(duì)于MCS-51系列單片機(jī),其3總線由下列通道口的引線組成: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。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。因?yàn)镻0口又作為8位數(shù)據(jù)線(分時(shí)復(fù)用)，因此，還需要增加一個(gè)8位鎖存器。單片機(jī)原理7.2單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)當(dāng)單片機(jī)最小系統(tǒng)不7.2單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)

控制總線:擴(kuò)展系統(tǒng)時(shí)常用的控制信號(hào)為:

ALE——地址鎖存信號(hào),用以實(shí)現(xiàn)對(duì)低8位地址的鎖存?！獬绦虼鎯?chǔ)器取指信號(hào)?！鈹?shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀信號(hào)?！鈹?shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)信號(hào)。下圖為單片機(jī)擴(kuò)展成3總線結(jié)構(gòu)的示意圖。這樣一來(lái),擴(kuò)展芯片與主機(jī)的連接方法同一般3總線結(jié)構(gòu)的微型計(jì)算機(jī)就完全一樣了。對(duì)于MCS-51系列單片機(jī)而言,Intel公司專(zhuān)門(mén)為它們配套生產(chǎn)了一些專(zhuān)用外圍芯片,使用起來(lái)就更加方便。單片機(jī)原理7.2單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)控制總線:擴(kuò)展系統(tǒng)時(shí)常用的控制7.2單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)單片機(jī)原理7.2單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)單片機(jī)原理7.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介單片機(jī)原理7.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介單片機(jī)原理7.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介1、8D鎖存器74LS37374LS373是一種帶輸出三態(tài)門(mén)的8D鎖存器，其結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。其中：1D～8D為8個(gè)輸入端。1Q～8Q為8個(gè)輸出端。

G為數(shù)據(jù)打入端：當(dāng)G為“1”時(shí)，鎖存器輸出狀態(tài)(1Q～8Q)同輸入狀態(tài)(1D～8D)；當(dāng)G由“1”變“0”時(shí)，數(shù)據(jù)打入鎖存器中。單片機(jī)原理7.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介1、8D鎖存器74LS373單7.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介2、3—8譯碼器74LS138

3—8譯碼器74LS138為一種常用的地址譯碼器芯片，其管腳圖如下圖所示。其中，G1、

三個(gè)控制端，只有當(dāng)G1為“１”且,均為“0”時(shí)，譯碼器才能進(jìn)行譯碼輸出。否則譯碼器的8個(gè)輸出端全為高阻狀態(tài)。譯碼輸入端與輸出端之間的譯碼關(guān)系如下表所示。具體使用時(shí)，G1、與既可直接接至+5V端或地，也可參與地址譯碼。但其譯碼關(guān)系必須為100。需要時(shí)也可通過(guò)反相器使輸入信號(hào)符合要求。單片機(jī)原理7.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介2、3—8譯碼器74LS138單7.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介單片機(jī)原理7.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介單片機(jī)原理7.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介3、總線驅(qū)動(dòng)器74LS244、74LS245在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,擴(kuò)展的三總線上掛接很多負(fù)載,如存儲(chǔ)器、并行接口、A/D接口、顯示接口等,但總線接口的負(fù)載能力有限,因此常常需要通過(guò)連接總線驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行總線驅(qū)動(dòng)。系統(tǒng)總線中地址總線和控制總線是單向的,因此驅(qū)動(dòng)器可以選用單向的,如74LS244。74LS244還帶有三態(tài)控制,能實(shí)現(xiàn)總線緩沖和隔離。系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)總線是雙向的,其驅(qū)動(dòng)器也要選用雙向的,如74LS245。74LS245也是三態(tài)的,有一個(gè)方向控制端DIR，DIR=1時(shí)輸出(An→Bn)，DIR=0時(shí)輸入(An←Bn)。單片機(jī)原理7.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介3、總線驅(qū)動(dòng)器74LS2447.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介單片機(jī)原理7.3常用擴(kuò)展器件簡(jiǎn)介單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展EEPROM芯片每個(gè)字節(jié)可改寫(xiě)萬(wàn)次以上,信息的保存期大于10年。這種芯片給計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)帶來(lái)很大的方便,不僅可以修改參數(shù),而且斷電后能保存數(shù)據(jù)。它的缺點(diǎn)是價(jià)格偏高。自從EPROM2716芯片被逐漸淘汰后,目前比較廣泛采用的是2764芯片。該芯片容量為8K×8位，是雙列直插式28引腳的標(biāo)準(zhǔn)芯片,其中:

A12~A0:13位地址線。

D7~D0:8位數(shù)據(jù)線。:片選信號(hào),低電平有效。:輸出允許信號(hào),當(dāng)時(shí)，輸出緩沖器打開(kāi),被尋址單元的內(nèi)容才能被讀出。與單片機(jī)的相連。

VPP:編程電源,當(dāng)芯片編程時(shí),該端加上編程電壓(+25V或+12V);正常使用時(shí),該端加+5V電源。單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展EEPROM芯片7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展現(xiàn)分3種情況說(shuō)明程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展方法。

(1)不用片外譯碼的單片程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展例:試用EPROM2764構(gòu)成8031的最小系統(tǒng)。解:由于8031無(wú)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器,因此必須外接程序存儲(chǔ)器以構(gòu)成最小系統(tǒng)。其連接的關(guān)鍵在于地址譯碼。由于一般所采用的芯片其字節(jié)數(shù)均超過(guò)256個(gè)單元,也就是說(shuō)片內(nèi)地址線超過(guò)8條,故地址譯碼的核心問(wèn)題是高8位地址線的連接。單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展現(xiàn)分3種情況說(shuō)明程序存儲(chǔ)器的7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展(2)采用線選法的多片程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展例:在下圖所示的連接圖中,使用了兩片2764,一共構(gòu)成了8K×2=16K的有效地址?，F(xiàn)采用線選法編址,以P2.7(A15)直接作為片選信號(hào),當(dāng)P2.7=0時(shí),選中左邊1片2764,其地址范圍為0000H~1FFFH;當(dāng)P2.7=1時(shí),選中右邊1片2764,其地址范圍為8000H~9FFFH。這是部分譯碼,有2根地址線未接,1個(gè)單元要占用22=4個(gè)地址號(hào)。以上只是4組地址中的1組。若需地址連續(xù)的話,可取如下1組地址:6000H~7FFFH和8000H~9FFFH。單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展(2)采用線選法的多片程7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展

(3)采用地址譯碼器的多片程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。

例3:要求用2764芯片擴(kuò)展8031的片外程序存儲(chǔ)器空間,分配的地址范圍為0000H~3FFFH。

解：本例采用完全譯碼的方法,即所有地址線全部連接,每個(gè)單元只占用唯一的1個(gè)地址。①確定片數(shù):

片數(shù)=(末地址-首地址)+1芯片字?jǐn)?shù)=(3FFFH-0000H)+12000H=2(片)單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展(3)采用地址譯碼器的多片程序存7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展②分配地址范圍:第1組(1片)所占用的地址范圍為:0000000000000000(0000H)……0001111111111111(1FFFH)第2組(1片)所占用的地址范圍為:0010000000000000(2000H)……0011111111111111(3FFFH)單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展②分配地址范圍:單片機(jī)原理7.4程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展③畫(huà)出地址譯碼關(guān)系圖:第1組000XXXXXXXXXXXXXP2.7P2.6P2.5P2.4P2.0P0.7P0.0