《单片机原理与实用技术》第9章

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1、第9章　单片机扩展与接口技术莫海霞　付晓光制作9.1单片机系统扩展9.1.1单片机扩展的必要性1.扩展了单片机系统的资源2.驱动更多种类的外部设备1）信号形式不同2）信号电平不同3）速度差异大9.1.2单片机总线结构所谓总线，就是连接计算机CPU与各部件的一组公共信号线。MCS-51使用的是并行总线结构，按功能分为三组：地址总线，数据总线和控制总线。1．数据总线DB（DataBus）2．地址总线AB（AddressBus）3．控制总线CB（ControlBus）9.1.3单片机总线扩展1.数据总线的构造MCS-51单片机的数据总线是由P0口提供的，由P0口引出8位

2、线即可作为数据总线。2.地址总线的构造MCS-51单片机地址总线为16根，其中高8位P2口提供，低8位由P0提供。3.MCS-51单片机控制总线扩展1）RD、WR为读、写信号：用于片外扩展数据存贮器及I/0端口的读写选通信号，当执行外部数据存贮器操作MOVX指令时，这两个信号分别自动生成。WR、RD分别与扩展数据存贮器及I/0端口的WR、RD相接。2）EA为片外ROM选通信号：用于选择片内或片外程序存贮器，当EA＝0时，访问片外程序存贮器。3）PSEN为外部ROM读选通信号：用于片外扩展程序存贮器的读选通信号，执行片外程序存贮器查表指令MOVC时，该信号自动生成。

3、PSEN与扩展程序存贮器相接。4）ALE为地址锁存允许：用于选通地址锁存器，通常在P0口输出地址期间，用下降沿触发锁存器锁存低8位地址，即ALE必须与地址锁存器的触发端相连9.1.4扩展芯片MCS-51单片机扩展芯片可以分为3类：外部程序存贮器ROM芯片、外部数据存贮器RAM芯片以及接口芯片。连接外部设备的扩展芯片称接口芯片，接口芯片上的接口称外接口（相对于并行口、中断等内部接口而言）。每个外部接口可有多个端口，例如数据口、状态口、控制命令口等。许多接口芯片同内部中断接口一样可通过写入控制字实现工作方式等的功能控制，使用灵活、扩大了应用范围，这些芯片称可编程接口芯

4、片。9.2程序存贮器的扩展MCS-51单片机8031子系列无片内ROM，故必须扩展片外程序存贮器才能应用，而其它子系列单片机有片内ROM，可不必扩展片外ROM即可工作。但对于需要大容量ROM的系统都必须扩展片外ROM。扩展ROM单元芯片与片内ROM共用一个存贮空间，统一编址。通过查表指令MOVCA，@A+DPTRMOVCA，@A+PC可以实现对ROM单元的读操作。9.2.1程序存贮器芯片1．程序存贮器芯片结构2716的结构逻辑图如图所示。ROM芯片内部集成了输出缓冲器，地址译码器。2716有2K字节容量，共有11位地址线。2716信号引脚说明如下：①A0～A10为

5、11位地址线②O0～O7为8位数据线③CE/PGM为双重功能控制线④0E为输出允许信号⑤VPP为电源线⑥Vcc为主电源线，接+5V电源⑦GND为地线2．△程序存贮器芯片工作方式EPROM有下以几种工作方式，由OE、CE/PGM及VPP各信号状态组合确定。引脚方式CE/PGMOEVPPO7～O0读出未选中编程程序检验编程禁止低高正脉冲低低低×高低高+5V+5V+25V+25V+25V程序读出高阻程序写入程序读出高阻（1）读出方式CPU从EPROM中读取代码，为单片机应用系统的工作方式。此时CE、OE均为低电平，VPP＝5V（2）维持方式即未选中状态，此时CE为高电平

6、，数据输出为高阻状态，功耗下降75％，处于低功率维持状态（3）编程方式把程序代码固化到EPROM中。VPP端加+25V高压，OE高电平。每当CE/PGM端出现脉冲时，写入一个存贮单元信息。（4）编程校验方式即检查编程写入的信息是否正确，通常紧跟编程之后。VPP＝+25V，CE及OE为低电平。（5）编程禁止方式2716不但可单片编程，也允许多片同时编程，好把同样信息并行写入多片2716中。多片编程时，若要写入各片的数据不尽相同，可使某片或某几片芯片处于编程状态或编程禁止状态，当CE/PGM信号加低电平时，该芯片处于编程禁止状态，不写入数据。9.2.2程序存贮器的扩展

7、1．单片程序存贮器的扩展（1）数据线2716的数据线O0～O7直接与8031的P0口相应位相连。（2）地址线程序存贮器ROM芯片内部集成着地址译码器，可以根据从片外输入的地址信号直接找到相应的地址单元。（3）控制线①OE与8031的PSEN相连，以实现单片机执行MOVC指令时的工作选通和与CPU的同步。②CE接地，表示始终选通。③8031的ALE与74LS373的触发端G相连，以实现P0口的分时复用。④8031的EA端接地，表示始终使用片外ROM。2．多片程序存贮器的扩展1）各ROM芯片的数据线并行连接。2）各芯片的地址线并行连接。2764芯片内有8KB　ROM单

8、元，共有1