存儲器及擴展

第6章存儲器及擴展存儲器概述1程序存儲器及擴展

1.1常用程序存儲器芯片1.2程序存儲器的擴展1.3程序存儲器擴展實例

程序存儲器

采用只讀存儲器，非易失性。（1）掩膜ROM在制造過程中編程,只適合于大批量生產(chǎn)。（2）可編程ROM（PROM）用獨立的編程器寫入，只能寫入一次。

（3）EPROM電信號編程，紫外線擦除的只讀存儲器芯片。（4）E2PROM（EEPROM）電信號編程，電擦除。讀寫操作與RAM相似，寫入速度稍慢。斷電后能夠保存信息。（5）FlashROM又稱閃爍存儲器，簡稱閃存。電改寫，電擦除，讀寫速度快（70ns），讀寫次數(shù)多（1萬次）。1.1常用程序存儲器芯片單片機外部擴展常用程序存儲器芯片為EPROM，其掉電后信息不會丟失，且只有在紫外線的照射下，存儲器的單元信息才可擦除。用作擴展的EPROM主要是27系列，如2716、2732、2764、27128、27256等，其中高位數(shù)字27表示該芯片是EPROM，低位數(shù)字表明存儲容量，如2716表示16K個存儲位，亦即字節(jié)容量為2K的EPROM。常用的還有EEPROM

，即28系列，如2816/2817、2864等，型號含義同上。

1.1常用程序存儲器芯片常用EPROM芯片管腳和封裝如下圖所示。EPROM除2716外均為28線雙列直插式封裝，各引腳定義如下。A0～Ai：地址輸入線，i=12～15。D0～Di：三態(tài)數(shù)據(jù)總線，讀或編程校驗時為數(shù)據(jù)輸出線，編程時為數(shù)據(jù)輸入線。其余時間呈高阻狀態(tài)。PGM：編程脈沖輸入線。OE：讀出選通線，低電平有效。CE：片選線，低電平有效。VPP：編程電源線，其值因芯片及制作廠商而異。VCC：電源線，接+5V電源。GND：接地。1.1常用程序存儲器芯片EPROM的操作方式主要有以下幾種。編程方式：把程序代碼(目標(biāo)文件)固化到EPROM中。編程校驗方式：讀出EPROM中的內(nèi)容，校驗編程操作的正確性。讀出方式：CPU從EPROM中讀出代碼。維持方式：數(shù)據(jù)端呈高阻態(tài)。編程禁止方式：用于多片EPROM并行編程。

2764和27128的操作方式

1.2程序存儲器的擴展

一、擴展總線

74LS373是有輸出三態(tài)門的電平允許8D鎖存器。當(dāng)G（使能端）為高電平時，鎖存器的數(shù)據(jù)輸出端Q的狀態(tài)與數(shù)據(jù)輸入端D相同（透明的）。當(dāng)G端從高電平返回到低電平時（下降沿后），輸入端的數(shù)據(jù)就被鎖存在鎖存器中，數(shù)據(jù)輸入端D的變化不再影響Q端輸出。

二、片外ROM操作時序

進(jìn)行ROM的擴展，其擴展方法較為簡單容易，這是由單片機的優(yōu)良擴展性能決定的。單片機的地址總線為16位，擴展的片外ROM的最大容量為64KB，地址為0000H～FFFFH。擴展的片外RAM的最大容量也為64KB，地址為0000H～FFFFH。由于8051采用不同的控制信號和指令，盡管ROM與RAM的地址是重疊的，也不會發(fā)生混亂。8051對片內(nèi)和片外ROM的訪問使用相同的指令，兩者的選擇是由硬件實現(xiàn)的。

芯片選擇可以采用線選法，也可以采用地址譯碼法。ROM與RAM共享數(shù)據(jù)總線和地址總線。1.3程序存儲器擴展實例

【例1】8031擴展一片2764EPROM(8KB)。解：P2口的P2.0～P2.4與EPROM的高5位地址線及片選CE連接；P0口經(jīng)地址鎖存器輸出的地址線與EPROM的低8位地址線相連，同時P0口又與EPROM的數(shù)據(jù)線相連；單片機ALE連接鎖存器的鎖存控制端；PSEN接EPROM的輸出允許OE；8031的內(nèi)、外存儲器選擇端EA接地。擴展單片EPROM，其片選CE直接接地即可。只要系統(tǒng)執(zhí)行讀外部程序存儲器的指令，該EPROM就處于選通操作。P2口的P2.5～P2.7未用，所以它們的狀態(tài)與2764的尋址無關(guān)；P2.5～P2.7有八種狀態(tài)，2764的尋址范圍對應(yīng)有八個映像區(qū)。1.3程序存儲器擴展實例單片機與外部ROM的連接

2數(shù)據(jù)存儲器及其擴展

2.1常用數(shù)據(jù)存儲器芯片2.2數(shù)據(jù)存儲器的擴展2.3數(shù)據(jù)存儲器擴展實例2.1常用數(shù)據(jù)存儲器芯片數(shù)據(jù)存儲器用于存儲現(xiàn)場采集的原始數(shù)據(jù)、運算結(jié)果等。外部數(shù)據(jù)存儲器應(yīng)能隨機讀/寫，通常由半導(dǎo)體靜態(tài)隨機讀/寫存儲器RAM組成。EEPROM芯片有時也會用作外部數(shù)據(jù)存儲器。靜態(tài)RAM主要有讀出、寫入、維持三種工作方式。常用的靜態(tài)RAM(SRAM)電路有61系列的6116以及62系列的6264、62128、62256等。

2.1常用數(shù)據(jù)存儲器芯片各引腳定義如下:A0～Ai：地址輸入線，i=10(6116)，12(6264)，

13(62128)，14(62256)。D0～Di：雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線(6116為I/O0～I(xiàn)/O7)。CE：片選信號輸入端，低電平有效。6264的26腳(CS1)為高電平，且CE為低電平時才選中該片。OE：讀選通信號輸入端，低電平有效。WE：寫允許信號輸入端，低電平有效。VCC：工作電源，接+5V電壓。GND：接地。62系列SRAM引腳與封裝

OEOEOEWEWEWE2.1常用數(shù)據(jù)存儲器芯片注：X代表任意狀態(tài)。*代表對于CMOS靜態(tài)RAM電路，CE為高電平時，電路處于降耗狀態(tài)。此時VCC可降至3V左右，內(nèi)部所存數(shù)據(jù)也不會丟失。

6116/6264/62128/62258的操作方式

2.2數(shù)據(jù)存儲器的擴展一、RAM擴展原理擴展RAM和擴展ROM類似，由P2口提供高8位地址，P0口分時地作為低8位地址線和8位雙向數(shù)據(jù)總線。外部RAM讀時序為：外部RAM寫時序為：2、數(shù)據(jù)存儲器擴展電路2.3數(shù)據(jù)存儲器擴展實例

【例2】8051擴展三片6116靜態(tài)RAM(6KB)。解：擴展靜態(tài)RAM與擴展ROM相似，只是控制信號有所不同。用線選法擴展RAM6116。單片機的RD接RAM的輸出允許OE；WR接RAM的寫允許WE。8051擴展6KBRAM

P2口的P2.3、P2.4未用，所以它們的狀態(tài)與6116的尋址無關(guān)；假設(shè)無關(guān)位P2.3和P2.4為0，則1號片的地址為C000H～C7FFH，2號片的地址為A000H～A7FFH，3號片的地址為6000H～67FFH。

P2.7

ALE

P0.0～P0.7

8051

P2.0～P2.6

WR

RD

PSEN

CE

A0～A7

62256

D0～D7

A8～A14

WE

OE

G

74LS373

CE

A0～A7

27256

D0～D7

A8～A14

OE

2.3數(shù)據(jù)存儲器擴展實例【例3】

8051同時擴展一片62256RAM和一片27256ROM。解：用線選法同時擴展一片62256RAM和一片27256ROM.

32KBEPROM的地址為0000H～7FFFH，

32KBRAM的地址也為0000H～7FFFH；雖然片選信號同為P2.7，兩者的地址相同，但不會發(fā)生地址沖突；因為外部RAM的讀寫控制信號為RD和WR，它們由MOVX指令產(chǎn)生，而外部ROM的讀控制信號PSEN在CPU向外部ROM取指令時才產(chǎn)生，也就是說外部RAM的讀寫控制信號與外部ROM的讀控制信號不會同時產(chǎn)生。【例4】

分別用線選法和譯碼法8031外部數(shù)據(jù)存儲器。地址線為A0～A12，故剩余地址線為三根。用線選法可擴展3片6264。譯碼選通法

P2.7P2.6譯碼輸出選中芯片地址范圍存儲容量

00YO*IC10000H-3FF