第08章 MCS-51单片机系统扩展.ppt

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1、8.1概述8.2程序存储器扩展8.3数据存储器扩展8.4同时扩展ROM和RAM8.5闪速存储器8.6输入/输出接口扩展第8章MCS-51单片机系统扩展8.1概述1．MCS-51单片机的最小系统对于8051单片机，只要加上振荡电路和复位电路，该系统就可以工作，常称这样的系统为最小系统。对于不带片内ROM的单片机如8031，需要在片外扩展ROM之后才能构成最小系统。图8-1MCS–51单片机最小系统2.系统扩展的基本方法单片机的外部引线分为三组总线：数据线、地址线、控制线。系统扩展就是将需要的外部资源挂接到这三组总线上,使其能够与CPU正确通

2、信，完成数据交换。图8-2MCS–51单片机的三总线结构（1）数据总线（DB）：数据总线用于单片机与存储器或I/O口的数据传送。由P0口提供。若所选存储器芯片字长与单片机字长不一致，则不仅需扩展容量，还需字扩展。所需芯片数目按下式确定：若所选存储器芯片字长与单片机字长一致，则只需扩展容量。所需芯片数目按下式确定：（2）地址总线(AB)：地址信号用于寻址存储单元或I/O端口。由P0口和P2口共同提供。ALE：地址锁存控制。ALE的下降沿控制锁存器锁存P0口输出的低8位地址。与锁存器控制端相连。/PSEN：程序存储器ROM的读控制信号。执行程

3、序存储器读指令MOVC时，该信号有效。与程序存储器输出使能端相连。/EA：程序存储器选择。0：片外程序存储器；1：从片内程序存储器开始访问。接地或接电源VDD。/RD、/WR：片外数据存储器的读写控制。执行片外数据存储器读写指令MOVX时，信号有效。分别与片外数据存储器芯片的输出使能和写使能线相连。（3）控制总线(CB)：控制总线用于协调控制数据信息和地址信息的正确传送。3.系统扩展中的地址译码技术线选法：先将扩展芯片的地址线与单片机的地址总线从低位开始顺次相连后，剩余的高位地址线的一根或几根直接连接到各扩展芯片的片选线上。图8-3线选法

4、低位地址线：A0～A10实现片内寻址。高位地址线：A11～A13实现片选（A11～A13中只允许有一根为低电平，另二根必须为高电平，否则出错）。无关位：A14、A15可任取，一般取“1”。二进制表示16进制表示无关位片外地址线片内地址线A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0芯片Ⅰ1111000000000000F000H................～1111011111111111F7FFH芯片Ⅱ1110100000000000E800H................～1110111111111

5、111EFFFH芯片Ⅲ1101100000000000D800H................～1101111111111111DFFFH表8-1线选法三片存储器芯片地址分配表线选法优点：连接简单；缺点：①芯片地址空间不连续；②存在地址重叠现象。适用于扩展存储容量较小的场合。部分译码法：先将扩展芯片的地址线与单片机的地址总线从低位开始顺次相连后，剩余的高位地址线的一部分经译码后连接到各扩展芯片的片选线上。图8-4部分译码法表8-2译码法三片存储器芯片地址分配表二进制表示16进制表示无关位片外地址线片内地址线A15A14A13A12A11

6、A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0芯片Ⅰ10000000000000008000H................～100001111111111187FFH芯片Ⅱ10001000000000008800H................～10001111111111118FFFH芯片Ⅲ10010000000000009000H................～100101111111111197FFH全译码：先将扩展芯片的地址线与单片机的地址总线从低位开始顺次相连后，剩余的高位地址线的全部经译码后连接到各扩展芯片的片选线上。

7、原理与部分译码相似，如在图8-4中，将A15连接到G1端，就成为全译码方式。由于剩余的高位地址线全部参加译码，一个地址对应一个寻址单元，扩展芯片的地址空间是唯一确定的，不会有地址重叠。但译码电路相对复杂。在扩展芯片容量不大的情况下，选择线选法，电路会简单些，可降低成本。当扩展芯片容量比较大时，选择全译码，消除地址重叠，充分利用存储空间。返回8.2程序存储器扩展8.2.1程序存储器扩展原理1．程序存储器扩展的一般连接方法图8-5程序存储器扩展一般方法2．访问外部程序存储器的时序图8-6访问外部程序存储器时序访问外部程序存储器的操作时序如图8

8、-6所示，其操作过程如下。（1）在S1P2时刻产生ALE信号。（2）由P0、P2口送出16位地址，由于P0口送出的低8位地址只保持到S2P2，所以要利用ALE的下降沿将P0口送出的低8位地址信