单片机及接口技术2.7(外围扩展技术)

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1、§2.8外围扩展技术1.MCS-51并行扩展总线图1MCS-51的三组总线P2.0~P2.7ALEP0.0~P0.7MCS-51地址锁存器888(CB)D0~D7(DB)ALE（AddressLatchEnable）：由CPU输出，寻址时有效，用作地址锁存器的锁存允许控制信号。：由CPU输出，在读程序时有效，用作片外程序存储器的输出允许控制信号：由外围电路输入CPU，用作片内程序存储器的选择控制信号。：由CPU输出，在读/写片外数据存储器时有效，用作片外数据存储器的读/写控制信号。1）相关控制信号2）地址锁存器输

2、入引脚D0~D7、输出引脚O0~O7、锁存允许控制引脚LE和输出允许控制引脚12345678910O0D0D1O1O2D2D3O3GND20191817161514131211SN74LS373VccO7D7D6O6O5D5D4O4LE图6.2地址锁存器74LS3731）MCS-51单片机只有16条地址总线，可寻址范围216=64KB。a.访问片外程序存储器时采用MOVC指令，执行该指令时PSEN（平）有效，WR（平）和RD（平）无效，则只有程序存储器可输出；b.访问片外数据存储器和I/O接口时采用MOVX指令，

3、执行该指令时WR（平）和RD（平）有效，而PSEN（平）无效，又只有片外数据存储器可输出。由于适用的访问指令不同，片外程序存储器和数据存储器的地址可重叠，因此可同时扩展64K片外程序存储器和64K片外数据存储器。2.MCS-51单片机的并行扩展容量2）若需要扩展64KB以上的同类型存储器，可以通过I/O口线（通常用P1口）扩大地址容量，用n根I/O口线可扩展2n×64KB同类型存储器。1）数据总线可连接多个存储器或I/O接口芯片，但同一时间只能够传送一个芯片的数据，当扩展有多个同类型的片外程序存储器或数据存储器（

4、包括I/O接口）时，存在芯片选择的问题，必须设计好同类型存储器的片选控制信号，使同一时间内只有一个芯片有效。采用地址译码法，即用1根或多根高位地址线的输出作为不同芯片的片选信号，这些高位地址和存储器的片内地址组成了存储单元的物理地址。例如：扩展8KB存储器，CPU高3位地址线A15-A13的译码000输出端作为存储器的片选信号，低13位地址线和存储器13位片内地址相连，则存储器的物理地址范围为：0000000000000000B–0001111111111111B，即0000H-1FFFFH3.地址译码方法2）若

5、需扩展的存储器和I/O口芯片较少时，可采用线选法。线选法以一根高位地址线选择一个芯片，不需要增加其他电路，硬件结构简单，但存储器的地址不连续。3）若需扩展的存储器和I/O芯片较多时，需采用译码法。译码法通常用两根以上的高位地址线作为译码器的输入，以译码器的输出作为各存储芯片的片选信号。一根地址线有0和1两种逻辑电平状态，n根高位地址线有2n种组合，则可用来选择2n个存储器和I/O芯片。图6.3译码器芯片引脚74LS139为双2-4译码器3-8译码器12345678A0A1A2G1GND16151413121110

6、9Vcc74LS138123456781G1A1BGND161514131211109Vcc2G2A2B74LS139例1：若扩展4片16KB数据存储器图6.4地址译码1G1A1B74LS139#0存储器#1存储器#2存储器#3存储器+5vP2.6P2.7MCS51用P2.7P2.6作为74LS139的第一组输入，74LS139的第一组输出作为这4片数据存储器的片选信号，当P2.7P2.6输出00~11B时，分别选中#0~#3存储器，则#0存储器的地址范围为0000H~3FFFH（P2P0=00000000000

7、00000B~0011111111111111B），#1、#2、#3存储器的地址范围分别为4000H~7FFFH、8000H~BFFFH、C000H~FFFFH。4.数据存储器扩展1）RAM存储器（1）静态RAM62648Kx8、6212816Kx8、6225632Kx8单片机系统扩展Intel6264VDDWE(平)OE(平)CS(平)GNDA0-A12I/O0-I/O7随机存储器6264引脚单片机系统扩展芯片型号的后两位或后三位表示存储容量，如Intel6264的容量为8K×8bit（2）动态RAM常用DRA

8、M211616Kx1216464Kx1Intel2116VDDWE(平)RAS(平)CAS(平)VSSA0-A6DinDout随机存储器2116引脚单片机系统扩展P0.1/AD1EA(平)/VppP2.7/A15P0.0/AD0P0.3/AD3P0.2/AD2P0.5/AD5P0.4/AD4P0.7/AD7P0.6/AD6P2.6/A14P2.5/A13P2.4/A12P