单片机原理与应用第7章 系统扩展.ppt

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1、第七章单片机系统扩展数据存储器扩展及程序存储器扩展原理。I/O接口扩展技术。8155工作原理与接口技术。键盘接口扩展实例。LED显示扩展实例。LCD液晶扩展实例。2021/9/19广东松山职业技术学院课件制作组本章主要内容7.1概述7.2存储器扩展7.3简单I/O口扩展7.4可编程I/O接口芯片81557.5MCS-51的键盘接口7.6MCS-51的显示接口2021/9/19广东松山职业技术学院课件制作组7.1概述●单片机最小系统单片机内部集成了微型计算机的基本功能部件，一个单片机芯片就是一个完整的最

2、小单片机系统，能满足一般的需求。但事实上，单片机内部集成的ROM、RAM以及I/O资源均有限，应根据实际需要扩展单片机的RAM、键盘和显示等电路。●扩展的本质对单片机的功能扩展，实际上是对其数据总线、地址总线、控制总线进行扩展。许多接口电路都做成标准通用接口芯片，能与单片机很好的接口。用户根据系统的需要，选择适当的接口芯片与单片机的总线对应连接好，便能组成用户所需要完整单片机应用系统。2021/9/19广东松山职业技术学院课件制作组7.1概述●P0口的功能（分时复用）MCS51单片机的P0口是地址/数

3、据总线分时复用的一组端口。单片机工作在总线模式时，P0口外部加上地址锁存器。单片机访问外部存储空间通常需要2个指令周期，在前一指令周期中P0口输出地址信号且ALE产生负跳变，将地址信号锁存到锁存器中，而在后一指令周期P0口输出数据信号，而ALE无负跳变产生，不影响前一周期输出的地址信号。2021/9/19广东松山职业技术学院课件制作组7.1概述●MCS51单片机实际扩展图2021/9/19广东松山职业技术学院课件制作组7.1.1单片机总线1.地址总线地址总线用于传送单片机的地址信号，以便进行存储单元和

4、I/O端口的选择。地址总线是单向传输，只能从单片机向外部端口发送。地址线条数与存储单元大小的关：若有n条地址线，则具有2n个编码状态，对应2n存储地址编码，所能访问的最大存储器空间为2n个，地址编号为0～2n-1。MCS-51的三大总线：地址总线、数据总线、控制总线。2021/9/19广东松山职业技术学院课件制作组MCS-51单片机共16条地址线，所能寻址地址编码范围为0~65535，即通常所说的64KB。2.数据总线用于单片机与存储器或I/O端口之间传送数据，其位宽度与单片机CPU处理数据长度一致。

5、MCS-51单片机的数据总线的位数为8bit。数据总线是双向传输。3.控制总线用以控制数据传输传输方向、分配时序等控制信号的集合7.1.1单片机总线2021/9/19广东松山职业技术学院课件制作组7.1.2扩展方法1.数据总线由于MCS-51单片机没有提供专门的数据总线，而是与P0口共用。P0口既用作低8位地址线，又用作系统的数据总线，地址和数据信号分时从P0口输出。在实际中，通常在P0口外接一个锁存器，用以在ALE信号下降沿到来时锁存低8位地址信号，而后P0口输出数据，但此时ALE无下降沿信号，P0

6、口送出的数据信号不会送到锁存器的输出，故不会影响地址信号，数据线直接和外部端口的数据线相连即可。2021/9/19广东松山职业技术学院课件制作组2.地址总线在MCS-51单片机中，P0口的低8位地址线与P2口高8位地址线，共同组成16位地址线，以实现连续的64KB地址寻址。P2口具有锁存功能，输出的高8位地址信号在整个寻址过程中保持不变。实际中根据应用情况，P2口的8条地址线可全选，可选择部分。7.1.2扩展方法2021/9/19广东松山职业技术学院课件制作组3.控制总线MSC-51单片机既提供专门的

7、控制信号线，如ALE、PSEN、EA等，还提供了如读/写信号线等（与P3口共用），具体如下：（1）ALE，数据地址锁存允许信号，当CPU访问数据存储空间的时候用以锁存低8位地址信号。（2），程序地址锁存允许信号，当CPU访问的是程序存储空间时用以锁存低8位地址信号。7.1.2扩展方法（3），用于控制数据传送方向，在下降沿将数据从存储器或端口读入CPU中。2021/9/19广东松山职业技术学院课件制作组（4），用于控制是否使用芯片内部的程序存储器，当＝1时，使用片内的程序存储器，超出片内程序寻址范围时自

8、动转向片外；当=0时，64K的程序寻址空间全部在片外，而片内程序存储器被忽略。（5），用于控制数据传送方向，在下降沿将数据从CPU写入端口或存储器7.1.2扩展方法一般而言：在MCS-51系统扩展中，P0口作为地址/数据线，P2作为高8位地址线，P3口通常用作第2功能，P1口可以用作通用I/O口使用。2021/9/19广东松山职业技术学院课件制作组7.2存储器扩展引言：因8031单片机片内无程序存储器，需外部扩展；8051单片机片内只集成了4KB的ROM