第六章mcs-51单片机存储器的扩展

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1、第六章MCS-51单片机存储器的扩展6.1单片机扩展及系统结构6.2程序存储器EPROM的扩展6.3外部数据存储器的扩展6.4E2PROM扩展电路教学目的和要求教学目的和要求本章主要介绍MCS-51单片机系统存储器扩展，主要有程序存储器（ROM）扩展、数据存储器（RAM）扩展等。重点掌握EPROM、E2PROM及RAM与MCS-51系列单片机接口电路的设计。单片机扩展及系统结构单片机扩展及系统结构单片机扩展通常采用总线结构形式,整个扩展系统以单片机为核心，通过总线把各扩展部件连接起来，其形式有如各扩展部件“挂”在总线上一样。扩展内容可包括程序存储器ROM、数据存储器RAM和I/O接口等

2、。因为扩展是在单片机之外进行的，因此通常把扩展的部件称之为外部ROM或RAM。所谓总线，就是连接系统中各扩展部件的一组公共信号线。按其功能通常把系统总线分为三组：即地址总线、数据总线和控制总线。1.地址总线（AddressBus）地址总线用于传送单片机送出的地址信号，以便进行存储单元和I/O端口的选择。地址总线的数目决定着可直接访问的存储单元的数目。例如n位地址，可产生2n个连续地址编码，因此可访问2n个存储单元，即通常所说的寻址范围为2n地址单元。MCS-51单片机存储器扩展最多可达64kB，即216地址单元，因此，最多可需16位地址线。这16根地址线是由P0口和P2口构建的，其中P

3、0单片机扩展及系统结构口的8位口线作地址线的低8位，P2口的口线作高位地址线。需要注意的是，在进行系统扩展时，P0口还用做数据线，因此需采用分时复用技术，对地址和数据进行分离。为此在构造地址总线时要增加一个8位锁存器，先把这低8位地址送锁存器暂存。由地址锁存器给系统提供低8位地址，然后把P0口作为数据线使用。2.数据总线（DataBus）数据总线用于在单片机与存储器之间或单片机与I/O端口之间传送数据。单片机系统数据总线的位数与单片机处理数据的字长一致。如MCS-51单片机是8位字长，所以数据总线的位数也是8位。在系统扩展时，数据总线是由P0口构造的。3.控制总线（ControlBus

4、）控制总线是一组控制信号线。这些信号线有的是专用信号线，有的则是第二功能信号线。其中包括地址锁存信号ALE、程序存储器的读选通信号PSEN、以及读RD和写WR信号等。程序存储器EPROM的扩展MCS-51的程序存储器空间、数据存储器空间是相互独立的。程序存储器寻址空间为64kB(0000H〜0FFFFH)，其中8051、8751片内包含有4kB的ROM或EPROM，8752含有8kB的EPROM，8031片内不带ROM。当片内ROM不够使用或采用8031芯片时，需扩展程序存储器，用作程序存储器的器件是EPROM、E2PROM和闪速存储器(Flash)。外部程序存储器的扩展原理及时序程序

5、存储器EPROM的扩展CPU读取的指令有两种情况：一是不访问数据存储器的指令；二是访问数据存储器的指令。因此，外部程序存储器就有两种操作时序。外部程序存储器的操作时序程序存储器EPROM的扩展外部程序存储器的操作时序程序存储器EPROM的扩展常用地址锁存器在MCS-51单片机中的16位地址，分为高8位和低8位。高8位由P2口输出，低8位由P0口输出。而P0口同时又是数据输入/输出口，故在传送时采用分时方式，先输出低8位地址，然后再传送数据。但是，在对外部存储器进行读/写操作时，16位地址必须保持不变，这就需要选用适当的寄存器存放低8位地址，因此在进行程序存储器扩展时，必须利用地址锁存器

6、将地址信号锁存起来。通常，地址锁存器可使用带三态缓冲输出的8D锁存器74LS373或8282，也可使用带清除端的8D锁存器74LS273，地址锁存信号为ALE。74LS373的功能表OEG功能01直通（OUTi=Di）00保持（OUTi保持不变）1×输出高阻程序存储器EPROM的扩展几种地址锁存器的管脚配置与8031的连接方法图:程序存储器EPROM的扩展74LS373和8282都是透明的带有三态门的8D锁存器，可简化成如图结构。程序存储器EPROM的扩展常用地址译码器在用多片存储器芯片构成外部存储器时，除了低8位地址需要锁存之外，还要由高位地址产生片选信号。产生片选信号有线选法和译码

7、法两种。所谓线选法就是用某几根多余的高位地址线作为存储器的片选信号，来实现外扩存储器的目的。这种方法由于剩余的高位地址不参加译码，可为任意状态，所以将有很多地址空间重叠。线选法的优点是电路简单；其缺点是不同的高位地址线控制不同芯片，使地址空间是不连续的，故只使用于外扩芯片数目较少、不太复杂的系统。所谓译码法是由译码器组成译码电路，译码电路将地址空间划分为若干块，其输出分别选通各存储器芯片。这样，即充分利用了存储空间，又克服了空间分散的缺点。若全