片机系统基本并行扩展技术

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1、单片机原理与接口技术第7章单片机系统扩展技术8/25/20211本章教学要求(1)熟悉单片机片外总线的结构(2)掌握译码法和线选法进行单片或多片存储器的扩展设计方法。(3)掌握LED显示器和行列式键盘的扩展设计方法。8/25/20212本章目录8.1概述8.2并行接口扩展性能8.3简单并行I/O接口扩展8.4外部存储器扩展8.5显示与键盘扩展8.5.1LED显示器接口扩展8.5.2键盘接口扩展8/25/202138.1概述1）最小系统单片机的最小系统就是让单片机能正常工作并发挥其功能时所必须的组成部分，最

2、小系统一般应该包括：单片机、时钟电路、复位电路、输入/输出设备等。8P0XTAL28051RESET888XTAL2P1P2P3＋5VD7…D0A7…A0P0高8位地址线地址锁存器74LS3738P2ALEGPSENOEA15…A8CE2764EA8031单片机最小应用系统能发挥单片机体积小、成本低的优点，但在许多情况下，不能满足测控系统的要求，需要进行单片机应用系统的硬件扩展。8/25/202148.1概述2）单片机系统扩展方法并行扩展：利用单片机三总线进行的扩展。串行扩展：利用SPI（CLK、DI、DO

3、）三总线或I2C（SDA、SCL）双总线的串行系统扩展。一般串行接口器件速度较慢，在需用高速应用的场合，并行扩展占主导地位。本章只介绍并行扩展中的存储器扩展。系统扩展前，应对单片机系统扩展能力、扩展总线结构及扩展应用特点有所了解，以便顺利完成扩展任务。8/25/202158.2并行扩展性能地址锁存器G低8位地址线高8位地址线PSEN(P3.6)WR(P3.7)RDALEP0P2EA接地或接＋5VMCS-51单片机A15～A8A7～A016位地址总线D7～D08位数据总线控制总线1）单片机片外总线结构三总线结

4、构ABDBCB复用：对锁存器的控制实现对地址（低8位）和数据的分离8/25/202168.2并行扩展性能扩展时常用的控制信号1）ALE：地址锁存选通信号（高电平有效）2）：扩展程序存储器（外部ROM）读选通信号（低电平有效）。3）：内外程序存储器的选择信号（低电平有效）4）：扩展外部数据存储器（RAM）的读、写选通信号（低电平有效）8/25/20217MCS-51单片机对外提供16条地址线，可扩展的空间为64KB，地址范围0000H～FFFFH。程序存储器可扩展至64KB，=0时，64KB全部为外部扩展的空

5、间，=1时，内外空间共64KB。外部数据存储器可扩展至64KB，通过不同指令访问内、外数据存储空间。扩展的外围设备或存储器超过64KB时，需要扩展I/O口，应和片外存储器统一编址。8.2并行扩展性能2）单片机系统扩展能力8/25/20218存储器编址：将地址线进行适当连接，使得存储器中每一个存储单元或每个外部接口可唯一地对应一个地址。通常两种方法：线选法和译码法。线选法以系统的高地址位作为存储器的片选信号。直接将地址线连接到存储芯片片选端。译码法通过译码器对系统的高位地址进行译码，以译码输出作为存储芯片的片

6、选信号。常用的译码器有双2—4译码器74LS139，3—8译码器74LS138。8.2并行扩展性能3）单片机扩展存储器编址8/25/202198.2并行扩展性能使能控制8/25/2021108.2并行扩展性能74LS138作译码器的连接8/25/2021118.3简单并行I/O接口扩展扩展I/O接口的芯片主要有通用可编程I/O芯片，TTL、CMOS锁存器、三态门两大类。采用74LS244做扩展输入、74LS273做扩展输出的简单I/O扩展电路。MOVDPTR，#0FEFFHMOVXA，@DPTRMOVX@D

7、PTR，A8/25/2021121）外部程序存储器扩展8.4外部存储器扩展内、外部存储器的地址分配EA=1：内、外存储器地址相接，内部从0000H～0FFFH，外部从1000H～0FFFFH;EA=0：只用外存储器，地址从0000H～0FFFFH。常用的外扩程序存储器EPROM如下表8/25/2021138.4外部存储器扩展常用EPROM芯片的引脚定义8/25/202114用8031单片机扩展EPROM27256程序存储器电路0000H-7FFFH有效地址8/25/2021158.4外部存储器扩展采用线选法

8、扩展程序存储器寻址范围：(1)：xx00000000000000~xx01111111111111(2)：xx10000000000000~xx111111111111118/25/2021168.4外部存储器扩展采用译码器芯片扩展多片程序存储器译码地址范围唯一：2764（1）：0000H~1FFFH2764（2）：2000H~3FFFH8/25/2021178.4外部存储器扩展采用译码器芯片扩展多片程序存储器片