C51单片机技术教程 教学课件 作者 田希晖 薛亮儒 第5章 C51单片机的系统扩展.ppt

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1、第5章C51单片机的系统扩展重点与难点单片机系统扩展的基本概念、单片机程序存储器扩展、单片机数据存储器扩展、单片机I/O口扩展。基本要求1．掌握单片机系统扩展的基本概念2．掌握单片机程序存储器的扩展方法3．掌握单片机数据存储器的扩展方法4．掌握常用扩展芯片8255、8253、8155、I2C接口芯片24C02、SPI接口芯片X5045和单片机配置FPGA的使用方法本章内容1．系统扩展概述2．程序存储器的扩展3．数据存储器的扩展4．可编程外围并行接口82555．可编程外围定时器82536．可编程并行接口芯片81557．I2C接口芯片A

2、T24C018．SPI接口芯片X50459．单片机配置FPGA系统扩展概述5.1程序存储器的扩展5.2数据存储器的扩展5.3可编程外围并行接口8255A5.4可编程外围定时器82535.5可编程并行接口芯片81555.6I2C接口芯片AT24C015.7SPI接口芯片X50455.8单片机配置FPGA5.85.1系统扩展概述5.1.1C51单片机的最小系统1．C51的最小系统C51是片内具有ROM的单片机，需要外接晶体振荡器和复位电路就可构成最小系统。该最小系统的特点主要体现在以下几个方面：（1）P0，Pl，P2，P3口都可作为I/

3、O口使用；（2）内部程序存储器容量仅为4KB；（3）由于不采用外部程序存储器，应接高电平。2．8031的最小系统由于8031是片内无ROM的单片机，因此它必须外接程序存储器，并使用地址锁存器才能构成一台完整的没有扩展的最小系统。该最小系统的特点主要体现在以下几个方面：（1）由于P0、P2口需要提供访问存储器的地址A0～Al5，因此这两个8位口不能作为一般的I/O口使用；（2）存储器芯片的容量可根据需要选择；（3）P0口地址线和数据线是复用的，它必须用到地址锁存器；（4）由于采用外部程序存储器，应接地（低电平）。5.1.2系统扩展及结

4、构1．系统扩展结构图5-1单片机系统的扩展结构2．系统总线及总线构造（1）系统总线①地址总线（AddressBus，简写AB）②数据总线（DataBus，简写DB）③控制总线（ControlBus，简写CB）（2）总线构造图5-2C51单片机扩展总线构造图（3）单片机的串行扩展技术串行扩展是通过串行接口实现的，这样可以减少芯片的封装引脚，降低成本，简化系统结构，增加系统扩展的灵活性。5.1.3C51单片机存储器扩展与编址技术1．存储器扩展概述存储器扩展是单片机系统扩展的主要内容，由于扩展是在单片机芯片之外进行的，因此通常把扩展的程序

5、存储器（ROM）称为外部ROM，把扩展的数据存储器（RAM）称为外部RAM。2．单片机存储器系统C51单片机的存储器结构和存储空间分配如图5-3所示。图5-3单片机系统的存储器结构和存储空间分配3．扩展存储器编址技术（1）扩展存储器编址概述（2）存储器扩展的编址技术①线选法②译码法图5-4线选法扩展两片RAM图5-5译码法扩展两片RAM5.2程序存储器的扩展5.2.1扩展EPROM1．单片程序存储器扩展图5-6常用EPROM芯片的引脚图图5-7单片程序存储器（ROM）扩展连接（1）存储器扩展的主要工作是地址线、数据线和控制信号线的连

6、接。（2）分析存储器在存储空间中占据的地址范围，实际上就是根据地址线连接情况确定其最低地址和最高地址。2．多片程序存储器扩展图5-8两片程序存储器扩展连接图5.2.2扩展（E2PROM）E2PROM是一种电可擦除可编程的存储器，最经常使用的并口E2PROM有高压编程的28C16（2K）、28C17（2K）和28C64（8K），低压编程的28C16A（2K）、28C17A（2K）和28C64A（8K）等；最经常使用的串口E2PROM有24C01（1K）、24C02（2K）、24C04（4K）等，它们将在5.7节中进行介绍。5.3数据存

7、储器的扩展随机存储器（RandomAccessMemory）简称为RAM，在单片机系统中用于存放可随时修改的数据，因此在单片机领域中也称为数据存储器。图5-9静态RAM6116引脚5.3.1单片数据存储器扩展图5-10单片RAM扩展连接图5.3.2线选法多片数据存储器扩展图5-11线选法4片RAM扩展连接图5.3.3译码法多片数据存储器扩展图5-12译码法扩展时的译码电路5.4可编程外围并行接口8255A5.4.18255A的引脚功能和逻辑结构图5-138255A引脚图图5-148255A内部逻辑结构图1．口电路2．总线接口电路3．

8、控制逻辑电路5.4.28255A的工作方式及数据I/O操作1．8255A的工作方式（1）方式0：基本输入/输出方式（2）方式1：选通输入/输出方式（3）方式2：双向数据传送方式2．数据输入操作（1）（STroBe）：选通脉冲（输入），