专题8计算机硬件技术基础存储器扩展赵晓安

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1、主讲教师赵晓安计算机硬件技术基础第七章229页计算机科学与软件学院计算机基础教学部专题八MCS51系统扩展一、ROM类作程序存储器的扩展二、RAM类作数据存储器的扩展三、程序和数据存储器混合扩展四、存储器与I/O口综合扩展五、选片方法1、线选法2、译码法六、掌握上述各类芯片的扩展方法本章重点讲授内容及要求在组成单片机应用系统时:A首先遇到的问题就是存储器的扩展。单片机内部设置的存储器一般容量较小，满足不了实际需要，因此需要配置外部存储器，包括程序存储器和数据存储器。A其次要解决的问题是I/O口的扩展。当外围设备较多时，

2、仅有的几个内部I/O接口就不够用，在大多数应用系统中，MCS-51单片机都需要扩展输入/输出接口芯片，有时还需要扩展定时器、串行口、数模转换器(D/A)和模数转换器(A/D)以满足实际需要。7．1概述7.1.1MCS-51单片机对外扩展三总线MCS-51单片机的P0口是分时复用的地址/数据总线，因此在进行程序存储器扩展时，必须利用地址锁存器将地址信号锁存起来。7.1.2地址锁存器接ALE接地P0.0~P0.7A0~A77.1.3地址译码器和译码技术74LS139是双2-4译码器CBAY7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y010

3、00001111111010000111111101100010111110111000111111011110010011101111100101110111111001101011111110011101111111其它状态×××11111111G1G2AG2B74LS138真值表分清片内地址线与片外地址线（容量）要扩展的芯片个数，统筹考虑分配地址分清程序存储器和数据存储器或I/O口同类存储器防止地址重合扩展中的译码技术外围器件地址选择线（A15～A0）片内地址单元数地址编码6116(P2.3)11110×××××

4、××××××2KF000～F7FFH8255(P2.4)11101111111111××4EFFC～EFFFH8155(P2.5)RAM(P2.0)11011110××××××××256DE00～DEFFHI/O1101111111111×××6DFF8～DFFDH0832（P2.6）10111111111111111BFFFH8253（P2.7）01111111111111××47FFC～7FFFH线选法-数据存储与I/O口同时扩展0000H~1FFFH2000H~3FFFH8000H~9FFFH6000H~7FFF

5、H4000H~5FFFH译码法译码表见课本表7-4（234-235页）全译码2764与626474LS373885D7…D0Q7…Q0RDALEP0P2P2.58031EA0000H~1FFFHA0~A7P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0GWRCBAG2AG2BGY7…Y1Y0P2.6P2.774LS1382000H~3FFFHPSEN+5VOEA0~A12D0~D7OECE16264IC1WECE2+5VA0~A12D0~D7OECE2764A0~A12D0~D7OECE16264IC2WECE2+5V&线选

6、法选址电路连接简单地址空间利用率低地址空间重叠严重译码法选址采用译码器电路部分译码仍有重叠的地址空间全译码地址空间利用率高，地址惟一线选法与译码法比较7.2外部程序存储器的扩展7．2．1外部程序存储器的扩展原理及时序7．2．2EPROM扩展电路7.3外部数据存储器的扩展方法及时序7.3.1静态RAM扩展扩展小结7.2-3外部存储器的扩展程序存储器：803164KB8051/875160KB数据存储器/I/O口：64KB但应用中不一定最大范围扩展正常扩展的最大范围1、根据单片机的型号和应用系统的要求确定扩展

7、存储器的类型、容量或I/O口的类型包括芯片的类型、个数、容量、特点、要求2、确定作程序存储器/PSEN数据存储器/RD、/WR混合存储器/RD./PSEN3、进行地址统筹，为各器件分配地址4、根据位扩展、字扩展，确定片选方式5、如何与三总线连接？扩展方法按读写方式分类半导体存储器FlashROMEEPROMEPROMROMROMROMROM可擦除可编程掩膜动态静态型双极型MOSRAMSRAMDRAM半导体存储器的分类E矩阵存储体E译码驱动器E读写电路E地址总线E数据总线控制总线电源线译码驱动器矩阵存储体读写电路DBAB

8、片选线读写控制线半导体存储器的基本结构硬件电路如图7-1所示。MCS-51单片机访问外部程序存储器所使用的控制信号有：ALE：低8位地址锁存控制信号PSEN：外部程序存储器“读取”控制信号P0MCS-51ALEP2PSEN锁存器高八位地址低八位地址指令EPROM/EEPROM地址OE图7—1MCS-51单片机程序存储器的扩展7．2