单片机系统的扩展课件

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1、第5章单片机系统的扩展5.1系统扩展概述5.2常用的扩展器件简介5.3存储器的扩展5.4I/O口的扩展5.1系统扩展概述5.1.1最小应用系统单片机系统扩展是以基本的最小系统为基础的,故应首先熟悉最小应用系统的结构。1.片内带程序存储器的最小应用系统片内带程序存储器的8051、8751本身即可构成一片最小系统,只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可。2.片内无程序存储器的最小应用系统片内无程序存储器的芯片构成最小应用系统时,必须在片外扩展程序存储器。图5―1MCS—51系列最小化系统5.1.2系统扩展的内容与方法1.单片机的

2、三总线结构当单片机最小系统不能满足系统功能的要求时,就需要进行扩展。常将单片机的外部连线变为一般的微型计算机3总线结构形式。地址总线:由P2口提供高8位地址线,由P0口提供低8位地址线。数据总线:由P0口提供。此口是双向、输入三态控制的8位通道口。控制总线:图4―2单片机的3总线结构形式2.系统扩展的内容与方法(1)系统的扩展一般有以下几方面的内容:①外部程序存储器的扩展;②外部数据存储器的扩展;③输入/输出接口的扩展;④管理功能器件的扩展(如定时/计数器、键盘/显示器、中断优先编码器等)。(2)系统扩展的基本方法:①使用T

3、TL中小规模集成电路进行扩展。②采用IntelMCS-80/85微处理器外围芯片来扩展。③采用为MCS-48系列单片机设计的一些外围芯片,其中许多芯片可直接与MCS-51系列单片机连用。④采用与MCS-80/85外围芯片兼容的其它一些通用标准芯片。5.2常用的扩展器件简介5.2.18D锁存器74LS37374LS373是一种带输出三态门的8D锁存器，其结构示意图如图4―3所示。其中：1D～8D为8个输入端。1Q～8Q为8个输出端。G为数据打入端：当G为“1”时，锁存器输出状态(1Q～8Q)同输入状态(1D～8D)；当G由“1

4、”变“0”时，数据打入锁存器中。74LS373用作地址锁存器5.2.2总线驱动器74LS244,74LS245总线驱动器74LS244和74LS245经常用作三态数据缓冲器，74LS244为单向三态数据缓冲器，而74LS245为双向三态数据缓冲器。单向的内部有8个三态驱动器，分成两组，分别由控制端和2G控制；双向的有16个三态驱动器，每个方向8个。在控制端有效时(为低电平)，由DIR端控制驱动方向：DIR为“1”时方向从左到右(输出允许)，DIR为“0”时方向从右到左(输入允许)。图4―5总线驱动器芯片管脚图(a)单向驱动器

5、74LS244;(b)双向驱动器74LS245P2口如外接总线驱动器，可用单向的72LS244,其连接图如图所示。它的两个控制端和均接地，相当于8个三态门均打开，数据从P2口到A8～A15端直通，也就是说。此处采用74LS244纯粹是为了增加驱动能力而不加任何控制。总线驱动器的连接图(a)P2口外接74LS244;(b)P0口外接74LS245图4―774LS138管脚图4.2.33-8译码器74LS138表4―274LS138的译码关系5.3存储器的扩展5.3.1存储器扩展概述MCS-51系列单片机具有64KB的程序寻址空

6、间，其中8051、8751型单片机含有4KB的片内程序存储器,而8031型单片机则无片内程序存储器。当采用8051、8751型单片机而程序超过4KB，或采用8031型单片机时,就需要进行程序存储器的扩展。存储器扩展的核心问题是存储器的编址问题。所谓编址就是给存储单元分配地址。由于存储器通常由多片芯片组成,为此存储器的编址分为两个层次:即存储器芯片的选择和存储器芯片内部存储单元的选择。存储器芯片的选择有两种方法:线选法和译码法。1.线选法所谓线选法,就是直接以系统的地址线作为存储器芯片的片选信号,为此只需把用到的地址线与存储器

7、芯片的片选端直接相连即可。2.译码法所谓译码法就是使用地址译码器对系统的片外地址进行译码,以其译码输出作为存储器芯片的片选信号。5.3.2程序存储器的扩展EEPROM芯片每个字节可改写万次以上,信息的保存期大于10年。这种芯片给计算机应用系统带来很大的方便,不仅可以修改参数,而且断电后能保存数据。它的缺点是价格偏高。EPROM2764简介EPROM2764引脚图其中:A12~A0:13位地址线。D7~D0:8位数据线。:片选信号,低电平有效。:输出允许信号,当时,输出缓冲器打开,被寻址单元的内容才能被读出。VPP:编程电源,

8、当芯片编程时,该端加上编程电压(+25V或+12V);正常使用时,该端加+5V电源。(NC为不用的管脚)。3.程序存储器扩展举例现分3种情况说明程序存储器的扩展方法。(1)不用片外译码的单片程序存储器的扩展。例1:试用EPROM2764构成8031的最小系统。解:由于8031无片内程序存储