单片机中级教程(2)

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1、(6)主讲：王成义办公室：文理大楼411、406EMAIL:CYWANG@SDAU.EDU.CN单片机中级教程——原理与应用——1第六章80C51单片机的系统扩展6.1概述6.1.1外部并行扩展性能6.1.2外部串行扩展性能6.2单片机的外部并行扩展6.2.1程序存储器的扩展6.2.2片外数据存储器的扩展6.2.3扩展片外程序存储器和片外数据存储器26.2.4通过并行总线扩展I/O口6.3单片机的外部串行扩展6.3.1串行扩展E2PROM6.3.2串行扩展I/O接口6.4外部中断源的扩展3思考通常情况下，

2、采用80C51/87C51的最小应用系统最能发挥单片机体积小、成本低的优点。但在许多情况下，构成一个工业测控系统时，考虑到传感器接口、伺服控制接口以及人机对话接口等的需要，最小应用系统常常不能满足要求，因此，系统扩展是单片机应用系统硬件设计中最常遇到的问题。4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。80C5l系列单片机有很强的外部扩展能力，外围扩展电路芯片大多是一些常规芯片，扩展电路及扩展方法较典型、规范。用户很容易通过标准扩展电路来构成较大规模

3、的应用系统。80C51系列单片机的系统扩展有程序存储器(ROM)扩展、数据存储器(RAM)扩展、I/O口扩展、中断系统扩展以及其它特殊功能扩展。56.1概述对于单片机系统扩展的方法有并行扩展法和串行扩展法两种。并行扩展法是指利用单片机的三组总线（AB、DB、CB）进行的系统扩展；串行扩展法是指利用SPI三线总线和I2C双总线的串行系统扩展。由于集成度和结构的发展，在原来只能使用并行扩展法的场合，现在使用串行扩展法了。串行扩展法具有显著的优点。一般地说，串行接口器件体积小，因而，所占用电路板的空间小，仅为并

4、行接口器件的10%，明显地减小了电路板空间和成本；串行接口器件6与单片机接口时需用的I/O口线很少（仅需3～4根），不仅减少了控制器的资源开销，而且极大地简化了连接，进而提高了可靠性。但是，一般串行接口器件速度较慢，在需用高速应用的场合，还是并行扩展法占主导地位。在进行系统扩展时，应对单片机的系统扩展能力、扩展总线结构及扩展应用特点有所了解，这样才能顺利地完成系统扩展任务。76.1.1外部并行扩展性能1、80C51系列单片机的片外总线结构单片机都是通过芯片的引脚进行系统扩展的。为了满足系统扩展要求，80C

5、51系列单片机芯片引脚可以构成右图所示的三总线结构，即地址总线(AB)、数据总线(DB)和控制总线(CB)。所有的外部芯片都通过这三组总线进行扩展。80C51系列单片机的三总线引脚结构8(1)地址总线(AB)地址总线由P0口提供低8位A0~A7，P2口提供高8位A8~A15。由于P0还要作数据总线口，只能分时用做地址线，故P0口输出的低8位地址数据必须用锁存器锁存。锁存器的锁存控制信号为引脚ALE输出的控制信号。在ALE的下降沿将P0口输出的地址数据锁存。P2口具有输出锁存功能，故不需外加锁存器。P0、P

6、2口扩展为地址线后便不能作为一般I/O口使用。地址总线宽度为16位，故可寻址范围为216=64KB。9(2)数据总线(DB)数据总线由P0口提供，其宽度为8位。P0口为三态双向口，是应用系统中使用最为频繁的通道。所有单片机与外部交换的数据、指令、信息，除少数可直接通过P1口外，全部通过P0口传送。数据总线要连到多个连接的外围芯片上，而在同一时间里只能够有一个是有效的数据传送通道。哪个芯片的数据通道有效，则由地址线控制各个芯片的片选线来选择。10(3)控制总线(CB)控制总线包括片外系统扩展用控制线和片外信

7、号对单片机的控制线。ALE：输出，P0口上地址与数据隔离信号，用于锁存P0口输出的低8位地址数据的控制线。通常，ALE在P0口输出地址期间出现低电平，用这个低电平信号控制锁存器来锁存地址数据。系统扩展用控制线有ALE、PSEN、EA、WR、RD。11PSEN：输出，用于片外程序存储器(EPROM)的“读”数控制。“读”取EPROM中数据(指令)时，不用“RD”信号，而用PSEN。EA：输入，用于选择片内或片外程序存储器。当EA=0时，只访问外部程序存储器，不论片内有无程序存储器。因此，在扩展并使用片外程序

8、存储器时，必须使EA接地。WR、RD：输出，用于片外数据存储器(RAM)的读/写控制。当执行片外数据存储器操作指令MOVX时，这两个控制信号自动生成。122、80C51系列单片机的系统并行扩展能力由于地址总线宽度为16位，在片外可扩展的存储器最大容量为64KB，地址为0000H~FFFFH。片外数据存储器与程序存储器的操作使用不同的指令和控制信号，允许两者的地址重复，故片外可扩展的数据存储器与程序存储器分别为64KB。片外数据