[工学]单片机原理及应用

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1、第7章单片机的系统扩展学习目标掌握51单片机扩展总线的结构及组成掌握并行总线的逻辑与时序掌握并行总线扩展的地址译码方法掌握51单片机扩展存储器的方法掌握51单片机扩展I/O接口的方法7.151单片机扩展总线基础单片机集成了CPU、I/O接口、存储器、定时器和中断系统等计算机的基本部件，外加电源、复位和时钟等辅助电路即构成一个能够正常工作的最小系统。然而，51单片机的片上资源终归有限，针对某些应用可能需要扩展，如增加存储器容量和输入输出端口数量，增加ADC和DAC等。MCS—51P2，P0RDWR外部程序存贮器扩展RAM并行I/O接口串行I/O接口A/D转换D/A转换

2、定时器计数器并行I/O设备串行I/O设备模拟量输入模拟量输出数据总线和地址总线PSENPSEN、RD和WR等信号构成了控制总线。为减少引脚数量，扩展总线中的数据总线和地址总线低8位采用了分时复用技术，即P0口分时传送地址总线信号的低8位（A0-A7）和数据总线信号（D0-D7）.7.1.1单片机扩展总线的结构和组成从P0口中分离出地址总线低8位地址信号：外接一个锁存器。单片机的扩展总线信号包括：地址总线信号A0-A15；数据总线信号D0-D7；控制总线信号ALE、EA、PSEN、RD和WR.扩展总线信号名信号的含义与单片机引脚号信号定义的对应关系A0-A7数据总线低8

3、位P0口锁存输出A8-A15数据总线高8位P2口D0-D7数据总线，8位宽度P0口ALE控制信号，地址锁存使能ALE控制信号，程序存储器使能，低电平有效控制信号，外部访问使能信号，低电平有效/VPP控制信号，读信号，低电平有效/P3.7控制信号，写信号，低电平有效/P3.71.访问外部程序存储器2.访问外部数据存储器或数据端口(读XRAM)3.访问外部数据存储器或数据端口(写XRAM)7.1.2扩展总线的逻辑关系和时序分析state1P1P2state2P1P2state3P1P2state4P1P2state5P1P2state6P1P2state1P1P2stat

4、e2P1P2CLKALEPSENP0P2访问外部程序存储器MOVCA,@A+DPTRPCLDPLPCLDPHPCHPCH数据指令取指令阶段执行指令阶段state1P1P2state2P1P2state3P1P2state4P1P2state5P1P2state6P1P2state1P1P2state2P1P2CLKALEPSENP0P2PCLDPLPCLDPHPCHPCH数据指令读外部数据存储器或端口MOVXA,@DPTR取指令阶段state4P1P2state5P1P2state6P1P2state1P1P2state2P1P2state3P1P2state4P1P

5、2state5P1P2CLKALERDP0P2DPLDPH数据读外部数据存储器或端口MOVXA,@DPTR执行阶段state1P1P2state2P1P2state3P1P2state4P1P2state5P1P2state6P1P2state1P1P2state2P1P2CLKALEPSENP0P2PCLDPLPCLDPHPCHPCH数据指令取指令阶段写外部数据存储器或端口MOVX@DPTR,Astate4P1P2state5P1P2state6P1P2state1P1P2state2P1P2state3P1P2state4P1P2state5P1P2CLKALEW

6、RP0P2DPH数据写外部数据存储器或端口MOVX@DPTR,A执行阶段DPL扩展存储器时，通常使用多个存储器芯片。7.1.3总线扩展的地址译码方法存储器芯片316KB存储器芯片216KB存储器芯片116KB64KB存储器芯片416KB每个存储器芯片中的存储单元的地址是不同的。FFFFH存储器芯片416KB存储器芯片316KB存储器芯片216KB存储器芯片116KB0000HFFFFH…C000HBFFFH…8000H7FFFH…4000H3FFFH…0000H相应地，整个存储空间可分为4页，不同的存储芯片占用不同的页面。FFFFH第4页存储器芯片4第3页存储器芯片3

7、第2页存储器芯片2每1页存储器芯片10000HFFFFH…C000HBFFFH…8000H7FFFH…4000H3FFFH…0000H地址空间分配就是把64KB的寻址空间通过地址译码的方法分成若干个页面，不同的存储器芯片占用不同的页面。第4页存储器芯片4第3页存储器芯片3第2页存储器芯片2每1页存储器芯片1FFFFH…C000HBFFFH…8000H7FFFH…4000H3FFFH…0000H1111111111111111…11000000000000001011111111111111…100000000000000001111111111111