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1、单片机原理任课教师：朱奇光E-MAIL:zhu7880@ysu.edu.cn单片机原理第七章MCS-51扩展存储器的设计7.1存储器扩展概述 7.2单片机的总线结构 7.3常用扩展器件简介 7.4程序存储器的扩展7.5数据存储器的扩展 7.6程序存储器和数据存储器综合扩展单片机原理7.1存储器扩展概述一、最小应用系统单片机系统的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。实际上,内部带有程序存储器的8051或8751单片机本身就是一个最简单的最小应用系统,许多实际应用系统就是用这种成本低和体积小的单片结构实现了高性能的控制。对于8031
2、来说，由于内部无程序存储器,则要用外接程序存储器的方法才能构成一个最小应用系统。单片机原理7.1存储器扩展概述(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,同时接高电平,ALE、信号不用,系统就可以工作。如图(a)所示(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。由于一般用作程序存储器的EPROM芯片不能锁存地址,故扩展时还应加1个锁存器,构成一个3片最小系统,如图(b)所示。该图中74LS373为地址锁存器
3、,用于锁存低8位地址。单片机原理7.1存储器扩展概述单片机原理7.1存储器扩展概述二、扩展方法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。单片机原理
4、7.1存储器扩展概述译码法又分为完全译码和部分译码两种。(1)完全译码：地址译码器使用了全部地址线，地址与存储单元一一对应，也就是1个存储单元只占用1个唯一的地址。(2)部分译码：地址译码器仅使用了部分地址线，地址与存储单元不是一一对应，而是1个存储单元占用了几个地址。1根地址线不接，一个单元占用2(21)个地址；2根地址线不接，一个单元占用4(22)个地址；3根地址线不接，则占用8(23)个地址，依此类推。单片机原理7.1存储器扩展概述在设计地址译码器电路时，如果采用地址译码关系图的话，将会带来很大的方便。所谓地址译码关系图，就是一种用简单的符号来表示全
5、部地址译码关系的示意图。从地址译码关系图上可以看出以下几点：①属完全译码还是部分译码；②片内译码线和片外译码线各有多少根；③所占用的全部地址范围为多少。单片机原理7.1存储器扩展概述.0100XXXXXXXXXXXA15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0在上面的关系图中，有1个“·”(A15不接)，表示为部分译码，每个单元占用2个地址。片内译码线有11根(A10～Ａ0),片外译码线有4根。其所占用的地址范围如下：当A15为0时，所占用地址为0010000000000000～0010011111111111，即2000H～
6、27FFH。当A15为1时，所占用地址为1010000000000000～1010011111111111,即A000H～A7FFH。共占用了两组地址，这两组地址在使用中同样有效单片机原理7.2单片机的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。为了使单片机能方便地与各种扩展芯片连接,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。对于MCS-51系列单片机,其3总线由下列通道口的引线组成: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。地址总线:由P2口提供高8位地址线,此口具有输出锁存的功能,能保留地址信息。
7、由P0口提供低8位地址线。因为P0口又作为8位数据线(分时复用)，因此，还需要增加一个8位锁存器。单片机原理7.2单片机的总线结构控制总线:扩展系统时常用的控制信号为:ALE——地址锁存信号,用以实现对低8位地址的锁存。——片外程序存储器取指信号。——片外数据存储器读信号。——片外数据存储器写信号。下图为单片机扩展成3总线结构的示意图。这样一来,扩展芯片与主机的连接方法同一般3总线结构的微型计算机就完全一样了。对于MCS-51系列单片机而言,Intel公司专门为它们配套生产了一些专用外围芯片,使用起来就更加方便。单片机原理7.2单片机的总线结构单片机原理7
8、.3常用扩展器件简介单片机原理7.3常用扩展器件简介1、8D锁存器
