单片机的系统扩展技术

《单片机的系统扩展技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第8章单片机的系统扩展技术8.1程序存储器的扩展8.2数据存储器的扩展8.3I/O口的扩展系统扩展的含义单片机中虽然已经集成了CPU、I/O口、定时器、中断系统、存储器等计算机的基本部件（即系统资源），但是对一些较复杂应用系统来说,有时感到以上资源中的一种或几种不够用，这就需要在单片机芯片外加相应的芯片、电路，使得有关功能得以扩充，我们称为系统扩展（即系统资源的扩充）。所谓系统的扩展与配置一般说来有如下两项主要任务：第一项是扩大单片机的容量。由于芯片结构、引脚等关系，单片机内ROM，RAM等功能部件的数量不可能很多、在使用中有时会感到不够。因此需要在片外进行扩展，以满足实际系统

2、的需要。另一项是把系统所需的外设与单片机连起来，使单片机系统能与外界进行信息交换。如通过键、A/D转换器、磁带机、开关等外部设备向单片机送入数据、命令等有关信息，去控制单片机运行，通过显示器、发光二极管、打印机、继电器、音响设备等把单片机处理的结果送出去，向人们提供信息或对外界设备提供控制信号，这项任务实际上就是单片机接口设计。8.1程序存储器的扩展单片机最小应用系统:单片机的各种功能能满足应用系统的需要.例:8051/8751：由单片机和一些不能集成在芯片内的晶体振荡电路、复位电路、电源部分组成。应用特点是：（1）全部I/O口线均可供用户使用。（2）内部存储器容量有限（只有4

3、KB地址空间）。（3）应用系统开发具有特殊性。8031/8032：由单片机和外接的ROM或EPOM芯片和晶体振荡电路、复位电路、电源部分组成。(如下图)图8.1MCS-51单片机最小应用系统（8051、8751）图8.2MCS-51单片机最小应用系统（8031、8032）当单片机最小应用系统不能满足系统要求时,就需要扩展ROM(或EPOM)、RAM、I/O口、D/A和A/D转换及定时/计数器等外围芯片。一般将外部总线变成微机三总线结构形式。MCS-51的三总线：1）地址总线（AB）：P2口提供高8位地址线（可自己锁存）P0口提供低8位地址线（需加地址锁存器锁存低8位的地址信息，

4、ALE正脉冲信号的下降沿控制锁存时刻）2）数据总线（DB）：由P0口提供，是双向、输入三态控制的通道口3）控制总线（CB）：扩展系统时常用的控制信号为：ALERESET注意：所有的外部芯片都是通过这3组总线进行扩展MCS-51单片机有四个I/O口，共32条口线，但由于系统扩展的需要，真正能作为数据I/O使用的就只有P1口和P3口的部分口线。图5.3MCS-51系列单片机三总线结构8.1单片机程序存储器的扩展MCS－51系列单片机数据存储器和程序存储器的地址空间是相互独立的。MCS－51系列单片机具有64K的程序存储器寻址空间，以程序计数器PC作为地址指针，通过16位地址总线寻址

5、如果系统需要用到的存储器超过了单片机本身具有的容量，就要进行片外程序存储器的扩展。(主要是EPROM和EEPROM)8051/8751/89C51单片机：内部有最低4KB地址空间的ROM，扩展后64KB内、外程序存储器的地址是统一编排的，通过对引脚设置来确定是访问内部还是外部程序存储器。8031单片机：内部无ROM，必须外接程序存储器，地址为0000---FFFFH,应始终接地。注意：访问内部和外部程序存储器的指令不同用MOVC访问外部程序存储器有关EPROM?EPROM（ErasableProgrammableROM，可擦除可编程ROM）芯片可重复擦除和写入，解决了PROM芯

6、片只能写入一次的弊端。EPROM芯片有一个很明显的特征，在其正面的陶瓷封装上，开有一个玻璃窗口，透过该窗口，可以看到其内部的集成电路，紫外线透过该孔照射内部芯片就可以擦除其内的数据，完成芯片擦除的操作要用到EPROM擦除器。EPROM内资料的写入要用专用的编程器，并且往芯片中写内容时必须要加一定的编程电压（VPP=12—24V，随不同的芯片型号而定）。EPROM的型号是以27开头的，如2716是一片EPROM芯片。EPROM芯片在写入资料后，还要以不透光的贴纸或胶布把窗口封住，以免受到周围的紫外线照射而使资料受损。图8.4EPROM扩展芯片2716的引脚图2716容量：2KB×

7、8位程序存储器的扩展要解决的几个问题：.程序存储器的作用——存放程序代码或常数表格.扩展时所用芯片——一般用只读型存储器芯片（可以是EPROM、E2PROM、FLASH芯片等）。.扩展电路连接——用EPROM2716、2732等扩展程序存储器。.存储器地址分析——单片机输出什么地址值时，可以指向存储器中的某一单元。图8.52716与8031的连接图实例：1.地址线：P0口分时提供8位地址线A0-A7和数据线D0-D7的信息。ALE在P0口出现地址信息时输出高电平（锁存），出现数据信息时输出低