单片机原理及应用教程 第3版 教学课件 作者 刘瑞新7.ppt

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1、第7章单片机的系统扩展7.1单片机系统扩展概述7.2程序存储器的扩展7.3数据存储器的扩展7.4I/O端口的扩展7.5单片机扩展系统外部地址空间的编址方法MCS-51系列单片机片内程序存储器、数据存储器的容量、输入输出接口以及定时器等资源数量都是有限的，实际应用中，往往根据需要对单片机系统资源进行扩展。7.1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

2、、数据存储器、I/O口扩展等。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。为了将它们分离开，以便同外围芯片正确地连接，需要在单片机外部增加地址锁存器（如74LS373、8282等），从而构成与一般CPU类似的片外三总线（地址总线、数据总线、控制控制），所有外部芯片都通过这三组总线进行扩展。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

3、）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、、、。7.2程序存储器的扩展7.2.1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、27

4、512等。图7-2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。图7-3给出了2816/281

5、6A、2817/2817A和2864A的引脚。(2)EEPROM的工作方式EEPROM的工作方式主要有读出、写入、维持三种。7.2.2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7-4所示。图7-3EEPROM引脚图图7-4MCS-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MCS-51单片机扩展外部程序存储器（EPROM）的一般连接方法如图7-5所示。图7-5MCS-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7-1】扩展4KBEPROM的8031系统

6、。图7-6是采用线选方式对8031扩展一片2732EPROM的连线图。图中锁存器采用74LS373，8031的P2.0～P2.3用作2732的地址线，其余P2.4～P2.7中的任一根都可作为2732的片选信号线，片选信号决定了2732的4KB存储器在整个8031扩展程序存储器64KB空间中的位置。图中选用P2.7作图7-6扩展4KBEPROM的8031系统为2732的片选信号线，则2732EPROM的地址范围为0000H～0FFFH。7.3数据存储器的扩展7.3.1常用的数据存储器单片机外部数据存储器的扩展芯片大多采用SRAM，根据需要也可采用EEPROM或其他非易失

7、随机存储器（NV-SRAM）芯片。常用的SRAM有6116、6264、62256等，它们的引脚图如图7-9所示。图7-9常用SRAM引脚图SRAM的工作方式有读出、写入、维持三种。7.3.2数据存储器的扩展1.访问外部RAM的操作时序MCS-51对外部数据存储器的访问指令有以下四条：①MOVXA,@Ri②MOVX@Ri,A③MOVXA,@DPTR④MOVX@DPTR,A图7-10为MCS-51访问外部数据存储器的时序图。图7-10MCS-51系列单片机的外部数据存储器读/写时序2.数据存储器扩展的一般方法MCS-51单片机扩展外部数据存储器的一般连接