第八章 单片机系统及外扩展

《第八章 单片机系统及外扩展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第8章单片机小系统及外扩展8.1存储器的扩展(三总线)编址8.2新型串行总线技术8.2.1SPI接口技术8.2.2I2C总线8.2.2单总线10/6/202118-1-1系统扩展及结构8-1-2存储器扩展及编址技术8-1-3程序存储器扩展8-1-4数据存储器扩展8-1-5存储器综合扩展8-1-6存储器系统的特点和使用8.1存储器的扩展及编址10/6/20212单片机芯片内具有CPU、ROM、RAM、定时器/计数器及I/O口。但在实际应用中、大多数情况下仅靠片内资源是不够的。——资源性扩展：包括存储器扩展和I／O扩展。如何扩展?扩展功能如何实现?扩展部件如何连接?8-1-1系

2、统扩展及结构10/6/20213整个扩展系统以单片机为核心，通过总线把各扩展部件连接起来，各扩展部件“挂”在总线上。所谓总线，就是连接系统中各扩展部件的一组公共信号线。包括：地址总线（AB）；数据总线（DB）；控制总线（CB）。10/6/20214存储器的连接存储器与微型机三总线的连接：1、数据线D0～n连接数据总线DB0～n2、地址线A0～N连接地址总线低位AB0～N。3、片选线CS连接地址总线高位ABN+1。4、读写线OE、WE(R/W)连接读写控制线RD、WR。DB0～nAB0～NA0～NABN+1CSR/WR/W存储器微型机D0～n10/6/20215存储器与单片机

3、的连接存储器与微型机三总线的一般连接方法和存储器读写时序：1.数据总线与地址总线为两组独立总线。DB0～n地址输出数据有效数据采样R/WAB0～ND0～nDB0～nAB0～NA0～NABN+1CSR/WR/W存储器微型机D0～n10/6/20216存储器与单片机的连接2.微型机复用总线结构：数据与地址分时共用一组总线。ALE地址锁存地址锁存地址输出数据有效地址输出数据有效AD0～n数据采样数据采样R/W单片机AD0～nALER/WD0～nA0～nR/W存储器DiQiG地址锁存器10/6/202178-1-1-1单片机扩展的实现单片机扩展的首要问题就是构造系统总线，然后再往系

4、统总线上“挂”存储芯片或I/O接口芯片。“构造”总线——芯片本身并没有提供地址线和数据线。具体的构造方法说明如下：以P0口的8位口线作地址／数据线。复用技术——地址和数据进行分离。为此在构造地址总线时要添加一个8位锁存器。先把这低8位地址送锁存器暂存，然后就由地址锁存器给系统提供低8位地址，而把P0口线作为数据线使用。以P2口的口线作高位地址线。由P2口提供高8位，再加上P0口提供的低8位——64KB。但实际应用系统中，地址高位并不固定为8位，而根据需要从P2口中引出。10/6/202188位地址锁存器：74LS373、8282等。（Z为高阻抗）10/6/20219控制信号

5、：构成扩展系统的控制总线。1.ALE作地址锁存的选通信号，以实现低8位地址的锁存。2.PSEN作扩展程序存储器的读选通信号。3.EA作内外程序存储器的选通信号。4.RD和WR作扩展数据存储器和I/O端口的读写选通信号。80C51图8.210/6/202110MCS-51用于扩展存储器的外部总线信号：P0.0～0.7：8位数据和低8位地址信号，复用总线AD0～7。P2.0～2.7：高8位地址信号AB8～15。ALE：地址锁存允许控制信号。PSEN：片外程序存储器读选通信号。EA：内外程序存储器选择。RD：片外数据存储器读控制信号。WR：片外数据存储器写控制信号。10/6/20

6、21118-1-1-2总线扩展驱动当单片机外接芯片较多，超出总线负载能力，必须加总线驱动器。单向驱动器74LS244、74LS245用于地址总线驱动；双向驱动器74LS255用于数据总线驱动。10/6/20211274LS244引脚图10/6/2021138-1-2存储器扩展及编址技术D0～7数据线：传送存储单元内容。根数与单元数据位数相同。A0～n地址线(如：1K容量存储器，有10根地址线)：选择芯片内部一个存储单元。根数由存储器容量决定。CS片选线：选择存储器芯片。当CS信号无效，其它信号线不起作用。R/W(OE/WE)读写允许线：打开数据通道，决定数据的传送方向和传送

7、时刻。10/6/202114用多片存储器芯片组成微型计算机系统所要求的存储器系统。要求扩充后的存储器系统引出线符合微型计算机的总线结构要求。8-1-2-1存储器芯片的扩展10/6/202115片选方法：1.线选法：微型机剩余高位地址总线直接连接各存储器片选线。2.译码片选法：微型机剩余高位地址总线通过地址译码器输出片选信号。多片存储器芯片组成大容量存储器连接常用片选方法。二、扩充存储器容量：地址线、数据线和读写控制线均并联。为保证并联数据线上没有信号冲突，必须用片选信号区别不同芯片的地址空间（不能共用片选）。10