第9章扩展技术0609

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1、第9章单片机的系统扩展教学目的：掌握单片机应用系统并行与串行外围扩展的方法；掌握并行总线扩展中的地址译码技术。教学重点：并行总线扩展的硬件与软件设计方法。教学难点：串行总线扩展的软件设计方法。9.1并行扩展概述9.1.1外部并行扩展总线1.扩展方式并行I/O口并行扩展总线：三总线方式图9－1单片机的外部扩展三总线2.并行总线扩展基本问题总线连接电路设计、地址译码、器件地址．并行总线扩展电路设计。并行总线扩展连接方式符合三总线连接方式。数据总线为三态口，在不传送数据时为高阻态。总线分时对不同的外设进行

2、数据传送。9．1．2并行扩展的寻址方法具有与微机总线兼容的并行接口器件，应选择并行扩展总线方式扩展；外围器件为非总线兼容并行接口，只能通过I/O来扩展接口。并行总线具有三态输出，总线上可挂接多个并行接口器件，因此存在寻址问题。单片机并行扩展总线有严格的时序要求，数据传输要严格按照CPU时序运行。1.线选法寻址线选法是直接以系统的几根高位地址线作为芯片的片选信号。2.译码法寻址由译码器组成译码电路对系统的高位地址进行译码，译码电路将地址空间划分若干块，其输出作为存储器芯片的片选信号分别选通各芯片通过地

3、址线译码。3．数据存储器与外设的统一编址线选地址译码：用译码器将寻址范围等分的译码方法见下图。9.2存储器的并行扩展9．2．1数据存储器扩展概述单片机应用系统中并行扩展的数据存储器都是静态随机存储器SRAM，常用的SRAM有62系列的6264、62256、628128、628512等，存储容量分别为8KB、32KB、128KB、512KB等。数据存储器地址空间同程序存储器一样，由P2口提供高8位地址，P0口分时提供低8位地址和8位双向数据线。访问片外扩展数据存储器的4条寄存器间址指令：MOVXA，＠

4、DPTRMOVX＠DPTR，A或MOVXA，＠RiMOVX＠Ri，A（a）数据存储器读周期时序9．2．2访问片外RAM的操作时序访问片外RAM的操作包括读写两种操作时序，通过对操作时序的了解，可以更好地理解ALE、/RD、/WR、P0及P2等信号和数据线的作用，及P0口是如何分时控制低8位地址线和数据线的。（b）数据存储器写周期时序图9-3访问片外RAM的操作时序9．2．3数据存储器扩展举例图9－4扩展64KBRAM9.3并行I/O接口的扩展9.3.1简单的并行I/O扩展在需要扩展I/O口，或者需要

5、提高系统的带负载能力的情况，常采用锁存器、缓冲/驱动器等作为I/O口扩展芯片，这是单片机应用系统中经常采用的方法。这种I/O口一般都是通过P0口扩展，具有电路简单、成本低、配置灵活的优点。一般在扩展单个8位输出/输入口时，十分方便。图9-5简单I/O接口扩展电路图9-8简单I/O接口扩展电路图9-8简单I/O接口扩展电路图中输入和输出都是在P2.0为0时有效，它们占有相同的地址空间，但由于它们分别用读和写信号控制，因而尽管它们都直接与P0口相接，却不可能同时被选中，这样在总线上就不会发生冲突。系统中

6、若有其它扩展RAM，或其它输入／输出接口，则可用线选法或译码法将地址空间区分开。按照图9-5电路的接法，要求实现如下功能：任意按下一个键，对应的LED亮，例如，按K1则LED1亮，按K2则LED2亮等。则编写程序如下：LOOP：MOVDPTR，＃0FEFFH；指向I/O口地址MOVXA，＠DPTR；从244读入数据，检测按钮MOVX＠DPTR，A；向273输出数据，驱动LEDSJMPLOOP；循环9.3.2可编程I/O接口电路的扩展可编程序接口是指其功能可由计算机的指令来加以改变的接口芯片。可编程I

7、/O接口利用软件设置片内控制寄存器，可使一个接口芯片执行多种不同的接口功能，因此使用十分灵活。在此仅以在单片机中常用的一种可编程通用并行接口芯片8255A为例说明问题。1．8255A的引脚介绍①数据总线：D0～D7、PA0～PA7、PB0～PB7、PC0～PC7②控制线：、、RESET③寻址线：、A0、A12．8255A可编程接口的结构图9-68255A内部结构与引脚3．8255A的工作方式方式0（基本输入／输出方式）方式1（选通输入／输出方式）方式2（双向数据传送方式）最常用和最简单的方法是方式0

8、4．8255A的控制寄存器8255A的工作方式选择是通过对控制寄存器输入控制字（或称命令字）的方式实现的。①方式选择控制字②C口置／复位控制字图9-78255A控制字的格式与定义5．80C51和8255A的接口及应用图9-1180C51与8255的接口电路图9-880C51与8255A的接口电路本例要求8255A按方式0工作，A口各位作为输入，B口各位作为输出，C口高4位作为输出，低4位作为输入。将A口数据存入R1，则编程如下：MOVDPTR,#0FF7FH；指向控制