《片机的存储器扩展》PPT课件

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1、第6章单片机的存储器扩展6.1概述单片机内资源少，容量小，在进行较复杂过程的控制时，它自身的功能远远不能满足需要。为此，应扩展其功能。MCS-51系统扩展主要有：程序存储器（ROM）的扩展、数据存储器（RAM）的扩展、I/O口的扩展、中断系统扩展以及其它特殊功能接口的扩展等。对于单片微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微机本身具备的三组总线（AB、DB、CB）进行的系统扩展，一般构成单片微机应用系统的扩展方法基本上都是并行的三总线扩展。近几年，由于集成电路设计、工艺和结构的发展，串行扩展法得到了很快发展，它利用SPI三线总线和I2C双线

2、总线进行串行系统扩展。有的单片微机应用系统可能同时采用并行扩展法和串行扩展法。系统扩展结构如下图:MCS-51单片机外部存储器结构:哈佛结构。MCS-96单片机的存储器结构:普林斯顿结构。MCS-51数据存储器和程序存储器的最大扩展空间各64KB。系统扩展是通过系统总线进行的，故首先要构造系统总线。89C51的最小系统8031单片机片内无ROM，若要正常工作，必需外配ROM。外接ROM后，P3口、P2口、P0口均被占用只剩下P1口作I/O口用，其它功能不变。8031单片机最小应用系统6.2系统总线及总线构造6.2.1系统总线所谓总线，就是连接计算机CPU与各部件的一组公

3、共信号线。MCS-51使用的是并行总线结构，按其功能通常把系统总线分为三组：1.地址总线（AdressBus,简写AB）地址总线用于传输单片机发出的地址信号，以便进行存储单元和I/O端口的选择。地址总线是单向的，只能由单片机向外送出。2.数据总线(DataBus，简写DB)数据总线用于单片机与存储器之间或与I/O之间传送数据。单片机的数据总线与单片机处理数据的字长一致。数据总线是双向的，可以进行2个方向的传输。3.控制总线（ControlBus，简写CB）控制总线实际实际上是一组控制信号线，包括单片机发出的和其他部件发送给单片机的。单根控制信号线是单向的，而控制总线是双

4、向的。⑴数据传送:由数据总线DB（D0～D7）完成；D0～D7由P0口提供⑵单元寻址:由地址总线AB（A0～A15）完成；低8位地址线A0～A7由P0口提供高8位地址线A8～A15由P2口提供。⑶交互握手:由控制总线CB完成。控制线有PSEN、WR、RD、ALE、EA⑤WR：输出，用于写外RAM选通，执行MOVX写指令时，WR会自动有效，与外RAM写允许端WE连接。①ALE：输出，用于锁存P0口输出的低8位地址信号，与地址锁存器门控端G连接。②PSEN：输出，用于外ROM(扩展程序存贮器的)读选通控制，与外ROM输出允许端OE连接。③EA：输入，用于选择读内/外ROM。

5、EA=1，读内ROM；EA=0，读外ROM。一般情况下，有并且使用内ROM时，EA接Vcc；无内ROM或仅使用外ROM时，EA接地。④RD：输出，用于读外RAM选通，执行MOVX读指令时，RD会自动有效，与外RAM读允许端OE连接。⑥P2.X：并行扩展外RAM和I/O时，通常需要片选控制，一般由P2口高位地址线担任。80C51控制总线解析：6.2.2构造系统总线系统扩展的首要问题:构造系统总线，然后再往系统总线上“挂”存储器芯片或I/O接口芯片，“挂”存储器芯片就是存储器扩展，“挂”I/O接口芯片就是I/O扩展。MCS-51由于受引脚数目的限制，数据线和低8位地址线复用

6、。为了将它们分离出来，需要外加地址锁存器，从而构成与一般CPU相类似的片外三总线，见下图。地址锁存器一般采用八D透明锁存器74LS373，74LS373的锁存允许信号G是电平锁存。当G从高电平转为低电平时，将其输入端的数据锁存在输出端。当ALE为高电平时，八D锁存器74LS373的输入和输出是透明的。当ALE出现下降沿后，八D锁存器74LS373的输出即为A0～A7，这时P0口上出现的是数据，实现了地址低8位和数据线的分离。采用74LS373的地址总线的扩展电路如下图。＋5V下图为AT89C52单片机通过三总线的扩展系统结构图1.以P0口作为低8位地址/数据总线,以P2

7、口的口线作高位地址线。地址总线由单片微机P0口提供低8位地址A0-A7，P2口提供高8位地址A8-A15。P0口是地址总线低8位和8位数据总线分时复用口，用作地址线。故P0口输出的低8位地址A0~A7必须用锁存器锁存。锁存器的锁存控制信号为单片微机ALE引脚输出的控制信号。在ALE的下降沿将P0口输出的地址A0~A7锁存。P0、P2口在系统扩展中用做地址线后便不能作为一般I/O口使用。由于地址总线宽度为16位，故可寻址范围为64KB。数据总线由P0口提供，用D0～D7表示。P0口为三态双向口为三态双向口，是应用系统中使用最为频繁的通道。所