单片机原理及应用 C51版 教学课件 作者 刘瑞新6章.ppt

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1、第6章单片机的系统扩展6.1单片机系统扩展概述6.2程序存储器的扩展6.3数据存储器的扩展6.4I/O端口的扩展6.1单片机系统扩展概述当单片机最小应用系统不能满足实际应用系统要求时，需要在单片机外部连接相应的外围芯片以满足应用系统的要求。MCS-51系列单片机具有很强的系统扩展能力，可以扩展64KB的程序存储器和64KB的数据存储器或输入输出口。扩展的内容主要有总线、程序存储器、数据存储器、I/O口扩展等。在51单片机扩展系统中，往往既需要扩展程序存储器，又需要扩展数据存储器，同时还需要扩展I/O接

2、口，而且往往需要同时扩展多片。外部扩展I/O口占用外部存储器地址空间，与外部存储器统一编址。1.单片机扩展系统地址空间编址方法所谓编址，就是使用系统提供的地址线，通过适当地连接，使外部存储器的每一个单元，或扩展I/O接口的每一个端口都对应一个地址。编址方法分为两步：存储器（I/O接口）芯片编址和芯片内部存储单元编址。（1）线选法所谓线选法就是MCS-51单片机P2口未被扩展芯片地址线占用的地址总线直接与外接芯片的片选端相连，只要某位地址总线为低电平，与该地址总线相连的外接芯片就被选中。线选法的特点是连

3、接简单，不必专门设计逻辑电路，但是各个扩展芯片占有的空间地址不连续，因而地址空间利用率低。适用于扩展地址空间容量不太大的场合。（2）译码法译码法就是MCS-51单片机P2口未被扩展芯片地址线占用的地址总线首先经译码器译码，译码输出信号线再与外接芯片的片选端相连，只要某位译码输出信号为低电平，与译码输出信号相连的外接芯片就被选中。译码法的特点是在P2口未被扩展芯片地址线占用的地址总线数量相同的情况下，可以比线选法扩展更多的芯片，而且可以使各个扩展芯片占有的空间地址连续，因而适用于扩展芯片数量多、地址空间

4、容量大的复杂系统。2.单片机系统扩展常用接口芯片（1）常用输出接口芯片扩展8位输出口常用的锁存器有74LS273、74LS377以及带三态门的8D锁存器74LS373等。（2）常用输入接口芯片输入口常用的三态门电路有74LS244、74LS245和74LS373等。3.单片机扩展后的系统结构CPU一般外部都有地址总线、数据总线和控制总线，而MCS-51系列单片机由于受管脚数量的限制，数据总线和地址总线复用P0口。在使用时，为了和外部电路正确连接，需要在单片机外部增设一片地址锁存器（如74LS373），

5、构成与一般CPU类似的片外三总线。MCS-51系列单片机扩展三总线（1）地址总线（AB）MCS-51系列单片机地址总线宽为16位，所以可寻址范围为216=64KB。16位地址总线由P0口提供低8位A0～A7，P2口提供高8位A8～A15。P2口具有输出锁存功能。地址总线是单向的，只能由单片机向外发送。（2）数据总线（DB）数据总线由P0口提供，其宽度为8位，用于单片机与外部存储器和I/O设备之间传送数据。P0口为三态双向口，可以进行两个方向的数据传送。（3）控制总线（CB）控制总线是单片机发出的控制片

6、外存储器和I/O口读/写操作的一组控制线，其中包括以下控制信号线：ALE、、6.2程序存储器的扩展6.2.1常用的程序存储器1.EPROMEPROM是紫外线擦除的可编程只读存储器，掉电后信息不会丢失。EPROM中的程序需要由专门的编程器写入，许多单片机开发装置具有EPROM写入功能。(1)EPROM的型号和特性常用的EPROM有2716、2732、2764、27128、27256、27512等。常用EPROM的引脚(2)EPROM的工作方式EPROM的主要工作方式有编程方式、编程校验方式、读出方式、维

7、持方式、编程禁止方式等。2.EEPROMEPROM的缺点是无论擦除或写入都需要专用设备，即使写错一个字节，也必须全片擦掉后重写，从而给使用带来不便。EEPROM是电擦除可编程存储器，掉电后信息不会丢失。(1)EEPROM的型号与特性常用的并行EEPROM有2816（2KB×8）、2817（2KB×8）、2864（8KB×8）、28256（32KB×8）、28010（128KB×8）、28040（512KB×8）等。(2)EEPROM的工作方式EEPROM的工作方式主要有读出、写入、维持三种。6.2.2

8、程序存储器的扩展1.访问外部程序存储器的操作时序MCS-51的外部程序存储器读操作时序如图所示。MCS-51访问外部程序存储器时序2.程序存储器扩展的一般方法单片机扩展外部程序存储器（EPROM）的一般连接方法如图所示。MCS-51单片机扩展程序存储器的一般连接方法3.扩展举例外部存储器的扩展可通过线选方式或译码方式实现片选。【例】扩展4KBEPROM的8051系统。采用线选方式对8051扩展一片2732EPROM的连线图。图中锁存器采用74LS373，