单片机原理与应用 第2版 教学课件 作者 王迎旭 第8章 资源扩展.ppt

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1、第八章单片机系统总线与资源扩展第八章单片机系统总线与资源扩展主要内容1.单片机系统扩展的一般方法2.程序存储器扩展3.数据存储器扩展4.串行EEPROM的扩展与编程方法5.输入/输出口扩展第八章单片机系统总线与资源扩展8.2程序存储器的扩展8.3数据存储器的扩展8.4串行EEPROM的扩展与编程方法8.5I/O口的扩展8.1单片机系统扩展的一般方法系统扩展的方式：1.并行扩展；2.串行扩展。MCS-51单片机内部虽然集成了储存器、I/O口、定时器/计数器等硬件资源，但它们的容量比较小，资源有限。为了满足各种复杂的应用系统的要求，常常需要单片机外

2、部扩展存储器和各种功能的器件。一、系统扩展基本内容与意义8.1单片机系统扩展的一般方法第八章单片机系统总线与资源扩展8.2程序存储器的扩展8.3数据存储器的扩展8.4串行EEPROM的扩展与编程方法8.5I/O口的扩展8.1单片机系统扩展的一般方法二、系统并行扩展的三总线构造图8-1MCS-51的系统并行扩展结构第八章单片机系统总线与资源扩展8.2程序存储器的扩展8.3数据存储器的扩展8.4串行EEPROM的扩展与编程方法8.5I/O口的扩展8.1单片机系统扩展的一般方法总线结构的优点是接线简单，各部件以并联的方式连接在总线上，形式统一，任何外

3、扩的芯片都只需直接挂在总线上即可。MCS-51单片机受管脚数量的限制，没有独立的总线，其总线与I／O引脚复用，信息进行分时传递，因此，掌握单片机各信号线间的时序分配对构造系统总线是十分必要的。MCS-51单片机的时序按扩展功能分为两大类：程序存储器扩展时序和数据存储器扩展时序。第八章单片机系统总线与资源扩展8.2程序存储器的扩展8.3数据存储器的扩展8.4串行EEPROM的扩展与编程方法8.5I/O口的扩展8.1单片机系统扩展的一般方法1.外部程序存储器读时序P0口的分时传送地址/数据信息控制是由ALE及实现。根据ALE、的用途，称ALE为地址

4、锁存信号，称为取指信号。图8-2外部程序存储器读工作时序第八章单片机系统总线与资源扩展8.2程序存储器的扩展8.3数据存储器的扩展8.4串行EEPROM的扩展与编程方法8.5I/O口的扩展8.1单片机系统扩展的一般方法2.外部数据存储器读/写时序数据存储器读/写操作都需要两个机器周期，第一个周期完成取指、指令译码、数据地址的锁存（由ALE、信号控制）；第二个周期完成数据的读、写（由、信号控制）。图8-3外部数据存储器写工作时序第八章单片机系统总线与资源扩展8.2程序存储器的扩展8.3数据存储器的扩展8.4串行EEPROM的扩展与编程方法8.5I

5、/O口的扩展8.1单片机系统扩展的一般方法从时序分析可知MCS-51单片机的三总线分别是：DB：P0口D0～D7AB：P2口、P0口A0～A15CB：ALE、、、为了将P0口的地址和数据分离，用ALE的下降沿将P0口输出的地址信号低8位锁存在地址锁存器中，地址锁存器一般选用74LS373、74LS573、8282等芯片。第八章单片机系统总线与资源扩展8.2程序存储器的扩展8.3数据存储器的扩展8.4串行EEPROM的扩展与编程方法8.5I/O口的扩展8.1单片机系统扩展的一般方法图8-4MCS-51单片机并行扩展的三总线第八章单片机系统总线与资

6、源扩展8.2程序存储器的扩展8.3数据存储器的扩展8.4串行EEPROM的扩展与编程方法8.5I/O口的扩展8.1单片机系统扩展的一般方法三、I2C总线的串行扩展技术串行接口特点：I／O资源少扩展方便、灵活有利于减小器件体积。单片机常用的串行接口除了异步串行通信接口之外，还有I2C（InterIntegratedCircuit）总线、I-Wire总线、SPI串行总线及串行移位寄存等。第八章单片机系统总线与资源扩展8.2程序存储器的扩展8.3数据存储器的扩展8.4串行EEPROM的扩展与编程方法8.5I/O口的扩展8.1单片机系统扩展的一般方法1

7、、I2C串行通信协议I2C是Philips公司推出的串行总线技术，能实现器件之间的同步串行数据传输，是一种具有两线的标准总线：SDA：串行数据线SCL：串行时钟线第八章单片机系统总线与资源扩展8.2程序存储器的扩展8.3数据存储器的扩展8.4串行EEPROM的扩展与编程方法8.5I/O口的扩展8.1单片机系统扩展的一般方法一次完整的I2C总线时序过程由起始信号（S）、器件地址信号、应答信号ACK（A）、数据字节信号和停止信号（P）部分组成，完全与时钟同步。图8-5I2C总线上的信号第八章单片机系统总线与资源扩展8.2程序存储器的扩展8.3数据存

8、储器的扩展8.4串行EEPROM的扩展与编程方法8.5I/O口的扩展8.1单片机系统扩展的一般方法I2C总线上一次完整的数据操作包括起始（S）、发送寻