第8章 单片机资源扩展.ppt

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1、单片机原理及应用（第八章单片机资源扩展）教学内容单片机扩展的总线结构存储器扩展简单输入/输出口扩展可编程并行接口8255A可编程接口8155DATE:2021/9/3PAGE:2一、单片机扩展的总线结构单片机资源扩展的典型结构是总线结构。各扩展部件通过总线与单片机连接起来，相当于系统中各部件挂在总线上，分时利用总线与CPU通讯。当选中某部件时，可对该部件进行读写及控制，而其它部件与总线间处于“高阻态”，相当于与总线断开。DATE:2021/9/3PAGE:3一、单片机扩展的总线结构单片机系统的三总线构造方法如下：以P0口线作数据总线/低位地址总线：先由P0口

2、线作地址总线把低8位地址送锁存器，由锁存器提供给系统，然后再将P0口线作数据总线读写数据，从而实现地址总线的低8位地址信号和数据总线共用P0口线而不产生冲突。以P2口线作高位地址总线：P2口线最多可提供8位高位地址，加上P0口线提供的低8位地址，最多可提供16位地址，可使单片机系统的寻址范围最大达到64KB。采用功能引脚形成控制总线：由RD（P3.6引脚）和WR（P3.7引脚）作为读写选通信号线；由ALE作为地址锁存信号线，以配合P0口实现分时复用；PSEN以作为片外程序存储器读选通信号线；以EA作为片内和片外程序存储器的选择信号。DATE:2021/9/3

3、PAGE:4二、存储器扩展存储器片选方法线选法：单片机系统的地址线与存储芯片的地址线从低到高依次相接后，由用剩余的高位地址线直接与芯片片选引脚相连作为片选信号。线选法连线简单，但地址空间不连续，适用于扩展容量较小且芯片数目较少的情况。译码法：单片机系统的地址线与存储芯片的地址线相接后，剩余的高位地址线与译码器相连，以译码器的输出作为芯片的片选信号。译码法能有效利用存储空间，且地址连续，适用于多芯片下的扩展。常用译码器芯片有74LS138等。DATE:2021/9/3PAGE:5二、存储器扩展程序存储器扩展地址线：地址是由P0和P2口提供的。ROM的地址线(A

4、0～A15)中，低8位A0～A7通过锁存器74LS373与P0口连接，高8位A8～A11直接与P2口的P2.0～P2.7连接。数据线：片外ROM的8位数据线直接与单片机的P0口相连。DATE:2021/9/3PAGE:6二、存储器扩展控制线：CPU执行ROM中存放的程序指令时，取指阶段就是对ROM进行读操作。读操作控制线有以下几条：地址锁存信号ALE：单片机的ALE管脚与锁存器的锁存使能端，G相连，用于单片机从片外ROM在读指令时给出低8位地址的锁存信号。片选信号CS：低电平有效。如果系统中只扩展了一片程序存储器芯片，可将该片选端直接接地，使该芯片一直有效。

5、若同时扩展多片，需通过线选法或译码法来完成片选工作。读选通信号OE：低电平有效。该引脚接8051的片外ROM读选通信号端PSEN。在访问片外程序存储器时，只要端出现负脉冲，即可从ROM中读出指令或数据。片外程序存储器的选用控制信号EA：当EA引脚接高电平时，CPU只访问单片机内部的程序存储器并执行内部程序存储器中的指令，但当程序存储量超过内部程序存储器的最大容量时，将自动转去执行单片机外部程序存储器内的程序。当输入信号引脚接低电平(接地)时，CPU只访问外部程序存储器并执行外部程序存储器中的指令。DATE:2021/9/3PAGE:7二、存储器扩展在执行片外

6、ROM读指令时，单片机自动进行的操作时序：（1）首先由PO口和P2口给出16位地址，然后ALE出现下降沿通知锁存器74LS373将P0口的低8位地址锁存；（2）PSEN出现低电平，使片外ROM有效；（3）根据锁存器74LS373和P2口提供的地址取出指令并送P0口，由P0口读入单片机执行。在上述过程中，数据存储器RAM读写信号端WR和RD一直处于高电平状态，使RAM与总线隔离。DATE:2021/9/3PAGE:8二、存储器扩展例8-1根据下图电路编写程序用数码管显示0-9共10个数字循环显示。DATE:2021/9/3PAGE:9二、存储器扩展#inclu

7、deunsignedcharled[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90};//字型码intmain(void){unsignedchari;while(1){for(i=0;i<10;i++)//循环显示10个数字{P1=led[i];delay();//延时一段时间}}}DATE:2021/9/3PAGE:10voiddelay()//延时函数{inti,j;for(i=0;i<3000;i++)for(j=0;j<5;j++);}二、存储器扩展数据存储器扩展数据存储器

8、RAM的扩展主要用到以下3个控制信号：ALE：低8位