第8章 单片机系统的扩展课件

《第8章 单片机系统的扩展课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第8章单片机系统的扩展8.1系统扩展概述8.2常用的扩展器件简介8.3存储器的扩展*8.4I/O口的扩展什么叫做最小系统1、使得单片机能够工作的最基本电路。(单片机、电源、时钟、复位)2、使得单片机能够工作并且具备简单的输入输出功能的系统——这是一个不准确的说法。8.1系统扩展概述8.1.1最小应用系统单片机系统的扩展是以基本的最小系统为基础的,故应首先熟悉最小应用系统的结构。内部带有程序存储器的8051或8751单片机本身就是一个最简单的最小应用系统。对于内部无程序存储器的芯片8031来说,则要用外接程序存储器的方法才能构成一个最小应用系统。1.片内带程序存储器的最小应用系统片内带程序存储

2、器的8051、8751本身即可构成一片最小系统,只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可,同时接高电平,ALE、信号不用,系统就可以工作。如图8―1(a)所示该系统的特点如下:(1)系统有大量的I/O线可供用户使用:P0、P1、P2、P3四个口都可以作为I/O口使用。(2)内部存储器的容量有限,只有128B的RAM和4KB的程序存储器。(3)应用系统的开发具有特殊性,由于应用系统的P0口、P2口在开发时需要作为数据、地址总线,故这两个口上的硬件调试只能用模拟的方法进行。8051的应用软件须依靠厂家用掩膜技术置入,故一般只适用于可作大批量生产的应用系统。图8―1MCS—51系列最小化系统MASK

3、(掩膜)：单片机掩膜是指程序数据已经做成光刻版，在单片机生产的过程中把程序做进去。优点是：程序可靠、成本低。缺点：批量要求大，每次修改程序就需要重新做光刻板，不同程序不能同时生产，供货周期长。8031片内不带程序存储器ROM，使用时用户需外接程序存储器和一片逻辑电路373，外接的程序存储器多为EPROM的2764系列。用户若想对写入到EPROM中的程序进行修改，必须先用一种特殊的紫外线灯将其照射擦除，之后再可写入。写入到外接程序存储器的程序代码没有什么保密性可言。8051片内有4kROM，无须外接外存储器和373，更能体现“单片”的简练。但是你编的程序你无法烧写到其ROM中，只有将程序交芯片

4、厂代你烧写，并是一次性的，今后你和芯片厂都不能改写其内容。8751与8051基本一样，但8751片内有4k的EPROM，用户可以将自己编写的程序写入单片机的EPROM中进行现场实验与应用，EPROM的改写同样需要用紫外线灯照射一定时间擦除后再烧写。2.片内无程序存储器的最小应用系统片内无程序存储器的芯片构成最小应用系统时,必须在片外扩展程序存储器。由于一般用作程序存储器的EPROM芯片不能锁存地址,故扩展时还应加1个锁存器,构成一个3片最小系统,如图8―1(b)所示。该图中74LS373为地址锁存器,用于锁存低8位地址。图8―1MCS—51系列最小化系统8.1.2系统扩展的内容与方法1.单片

5、机的三总线结构当单片机最小系统不能满足系统功能的要求时,就需要进行扩展。为了使单片机能方便地与各种扩展芯片连接,常将单片机的外部连线变为一般的微型计算机3总线结构形式。图8―2单片机的3总线结构形式控制总线:扩展系统时常用的控制信号为:ALE——地址锁存信号,用以实现对低8位地址的锁存。——片外程序存储器取指信号。——片外数据存储器读信号。——片外数据存储器写信号。地址总线:由P2口提供高8位地址线，由P0口提供低8位地址线。数据总线:由P0口提供。读取指令过程P2、P0输出指令地址ALE下降沿有效将P0口地址锁存在373中PSEN有效读取程序存储器输出的指令当锁存允许端G为高电平时，O随数

6、据D而变。当G为低电平时，O被锁存在已建立的数据电平2.系统扩展的内容与方法(1)系统的扩展一般有以下几方面的内容:①外部程序存储器的扩展;②外部数据存储器的扩展;③输入/输出接口的扩展;④管理功能器件的扩展(如定时/计数器、键盘/显示器、中断优先编码器等)。(2)系统扩展的基本方法:①使用TTL(逻辑门电路)中小规模集成电路进行扩展。②采用外围芯片来扩展。8.2常用的扩展器件简介在MCS—51单片机系统的扩展中常用的扩展器件如表4―1所示。现将另外几种常用器件简介如下。8.2.18D锁存器74LS37374LS373是一种带输出三态门的8D锁存器，其结构示意图如图7―3所示。其中：1D～8

7、D为8个输入端。1Q～8Q为8个输出端。G为数据打入端：当G为“1”时，锁存器输出状态(1Q～8Q)同输入状态(1D～8D)；当G由“1”变“0”时，数据打入锁存器中。图8―374LS373的结构示意图图8―474LS373用作地址锁存器8.2.2总线驱动器74LS244,74LS245总线驱动器74LS244和74LS245经常用作三态数据缓冲器，74LS244为单向三态数据缓冲器，而74LS245为双向三