单片机第六章系统扩展

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1、单片机原理及应用北京化工大学信息科学与技术学院主讲教师：郭青E-mail:guoqing@mail.buct.edu.cn第六章单片机系统的扩展对于简单的应用场合，80C51的最小系统就能满足要求；对于复杂的应用场合，就需要利用单片机的扩展功能，构成功能强，规模较大的系统。系统扩展是指单片机内部各功能部件不能满足应用系统要求时，在片外连接相应的外围芯片以满足应用系统要求。外部程序存储器ROM/EPROM的扩展外部数据存储器RAM的扩展I/O接口的扩展中断系统扩展其它特殊功能扩展扩展内容第六章单片机系统的

2、扩展一、80C51的总线结构当单片机进行外部并行扩展时，其外部连线就成为一般微型机的三总线结构形式6.1概述扩展方法并行扩展串行扩展利用三总线结构利用SPI三线总线和I2C双总线80C51总线结构ALE：当访问外部存储器时，ALE信号的负跳变将P0口上的低8位地址送入地址锁存器PSEN：在访问外部程序存储器读取指令码时，每个机器周期产生两次PSEN信号，与地址信号配合，选通相应的外部程序存储单元，读取指令码，指令码从P0口输入WR、RD：外部数据存储器读、写选通，低电平有效。由MOVX指令产生EA：访问

3、内部或外部程序存储器选择信号。EA=1，访问内部程序存储器，当PC超过片内存储器空间，自动转向外部；EA=0，访问外部程序存储器。二、外部串行扩展性能（略）控制总线作用简述一、外部程序存储器的扩展单片微机的内外程序存储器最大可扩展至64KB扩展芯片可采用EPROM1、扩展的基本方法地址线、数据线对应相连单片机的PSEN线与扩展芯片的MEMR（OE）线相连扩展芯片的片选线可接地或与线性选择线或译码输出线相连ALE与地址锁存器选通相连EA接地或接+5V6.2单片机的外部并行扩展程序存储器扩展框图EA接地，外

4、部程序存储器地址从0000H开始2、锁存器74HC373：锁存缓冲器D0~D7：数据输入Q0~Q7：数据输出LE：锁存允许端：输出允许端74HC373真值表74HC373逻辑图单片机外部程序存储器取指操作时序s1s2s3s4s5s6s1s2s3s4s5s6机器周期1机器周期2XTAL1ALEPSENPCHPCHP2PCHPCL指令P0PCL指令PCL指令P2口连续输出PC高8位地址，剩余位线不能再作为I/O口使用80C51扩展2732为程序存储器27324K×8位EPROM12位地址线8位数据线片选线C

5、E输出允许端OE2732的地址范围1000H~1FFFHVCCEAP2.0~P2.3ALE80C51P0GNDPSENA8~A11VCC2732A0~A7CEO0~O7GNDOE+5VLEVCCQ074HC373~Q7OED0~D7+5V+5V8884EA上拉到+5VPC小于0FFFH时，访问片内程序存储器；PC大于0FFFH时，访问片外程序存储器2732。80C31扩展两片8K×8位片外程序存储器2764地址范围P2.5=0,选中片1：0000H～1FFFHP2.5=1,选中片2：2000H～3FFF

6、H1、扩展概述最大可扩展64K字节，连接方法与程序存储器连接方法大致相同地址线、数据线对应相连存储器读输入RD与单片机读输出RD（P3·7）相连存储器写输入WR与单片机写输出WR（P3·6）相连ALE连接方法同程序存储器二、外部数据存储器扩展MOVXA,@DPTR和MOVX@DPTR,A操作时序s1s2s3s4s5s6s1s2s3s4s5s6PCHDPHPCL指令DPL数据输入数据输出机器周期1机器周期2XTAL1ALEPSENP2P0RDP0WRPCL指令DPLs1s2s3s4s5s6s1s2s3s4

7、s5s6PCHP2口锁存器内容PCL指令Ri数据输入PCL指令Ri数据输出机器周期1机器周期2XTAL1ALEPSENP2P0RDP0WRMOVXA,@Ri和MOVX@Ri,A操作时序2、扩展片外数据存储器的硬件电路在80C51的扩展系统中，片外数据存储器一般由随机存取存储器组成，最大可扩展64KB由于面向控制，实际上扩展的容量都不会太大，一般采用静态RAM，如6116（2K×8位）和6264（8K×8位）地址锁存器与扩展程序存储器时一样，采用8D锁存器74HC273或锁存缓冲器74HC373扩展片外数

8、据存储器的硬件电路静态数据存储器（6116）常用的静态数据存储器：6116（2K＊8）；6264（8K＊8）静态数据存储器的特点：1）无需考虑保持数据而设置的刷新电路，扩展电路简单2）通过有源电路来保持存储器中的数据，消耗较多功率3）价格高6116，采用CMOS工艺制作，单一＋5V电源，额定功耗160mw，典型存取时间为200ns，24线双列直插式封装。操作方式操作方式CEOEWEIO0－－IO7写LHLDin读LLHDout未选中H任意任