单片微机原理与应用 教学课件 作者 罗印升 2011-part_07.ppt

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1、“单片机原理与应用”课程第7章51系列单片机的系统扩展7/25/20211第7章51系列单片机的系统扩展7.1程序存储器扩展7.2数据存储器器扩展7.3并行I/O接口扩展7.4用串行接口扩展并行I/O接口7/25/20212【基本知识点与要求】（1）了解51系列单片机的数据总线、地址总线和控制总线构成。（2）掌握51系列单片机扩展程序和数据存储器的方法。（3）掌握51系列单片机扩展简单并行I/O接口和可编程并行I/O接口的方法。（4）了解利用51系列单片机串口进行并行I/O接口扩展的方法。【重点与难点】重点是51

2、系列单片机程序存储器和数据存储器的扩展方法、可编程I/O接口的扩展方法。难点是51系列单片机系统扩展后的存储器和I/O端口地址确定和访问方法。单片机内部集成了CPU、ROM、RAM、I/O接口和定时器/计数器等基本功能部件，在较为复杂的应用系统中资源显得不足，需要扩展。本章首先介绍程序和数据存储器的扩展方法；其次介绍简单并行I/O接口和可编程I/O接口（8255A和8155）的扩展方法；然后介绍用51系列单片机串口扩展并行I/O接口的扩展。第7章51系列单片机的系统扩展7/25/202137.1程序存储器扩展7.

3、1.1总线扩展紧凑型系统：如果只有P0口被用作第二功能，而P2口可以用作第一功能，此时的单片机系统只扩展了部分的空间，称之；大系统：51系列单片机系统中，如果P0口和P2口全部用作第二功能，即都作为总线口，这样的系统规模较大，称之；一般单片机的片内都具有一定的资源，包括程序存储器、数据存储器、I/O口等。但是片内资源有限，在一些复杂的应用场合，通常需要进行系统扩展，扩展的规模由应用系统的需求和单片机的内部资源所确定。最小系统：51系列单片机系统中，如果P0口和P2口全部用作第一功能，即不作为总线口，这样的系统称之

4、；7/25/20214三总线：把地址总线、数据总线和控制总线称为单片机的三总线，如图7-1所示是以51系列单片机中的AT89S51为例，所构成的三总线结构。7.1程序存储器扩展、这里主要讨论大系统的扩展，扩展时51系列单片机的P0口用作地址总线的低8位（AB0~AB7）和8位数据总线(DB0~DB7)，P2口用作地址总线的高8位(AB8~AB15)，P3口的和控制线、、ALE共同组成控制总线（CB）。51系列单片机的程序存储器和数据存储器是分开来编址的，由于可构成16位地址线，所以51系列单片机分别有64KB的程

5、序存储器和数据存储器空间。7/25/2021551系列单片机的三总线结构示意图7.1程序存储器扩展7/25/20216片选的方法通常有线选法和译码法。1.线选法芯片都有片选信号端，只有片选信号有效，芯片才能被选中，才能由单片机来控制并操作。所谓线选法就是用芯片地址线以外的高位地址线作为扩展芯片的片选信号的选片方法，如图a所示。线选法的优点是电路结构简单，不需要专门的逻辑电路，缺点是芯片占用的存储空间不紧凑，浪费了地址空间。适用于单片机外部扩展存储器芯片较少的情况。7.1程序存储器扩展2.译码法译码法就是采用译码器

6、(常用3-8或2-4译码器)对芯片地址线以外的高位地址线进行译码，译码输出作为存储器芯片的片选信号的方法，如图b所示。采用译码法可以克服地址空间浪费的缺点，但是需要增加译码器。适用于扩展多块存储器芯片和I/O器件的应用扩展系统。7/25/202177.1.2典型程序存储器芯片单片机系统扩展的程序存储器常用的芯片是Intel公司生产的27***EPROM存储器系列和28***EEPROM存储器系列。7.1程序存储器扩展7/25/2021827***系列存储器是紫外线擦除（窗口式）电可编程的只读存储器，是非易失性存储

7、器。28***系列是电擦除电可编程的只读存储器，能在应用系统中进行在线改写，并能在断电情况下保存信息而不需要保护电源。1.常用的27***EPROM存储器7.1程序存储器扩展图示给出了27512和27128的引脚信息。①A0—Ai：地址输入信号线，i不大于15；②O0—O7：三态数据总线；③：选片信号输入线；④：读选通信号输入线；⑤：编程脉冲信号输入线；⑥VPP：编程电源输入，不同的型号产品有不同的标准，有25V、21V、12.5V等几种；⑦VCC：芯片供电电源为+5V；⑧GND：接地端；7/25/202197.

8、1程序存储器扩展7/25/2021102.28***EEPROM存储器7.1程序存储器扩展7/25/2021117.1.3程序存储器扩展举例7.1程序存储器扩展①A0—Ai：地址输入信号线，i不大于15；②I/O0—I/O7：双向三态数据总线；⑤：写选通信号输入线；⑥NC：空脚；⑦VCC：芯片供电电源为+5V；⑧GND：接地端；③：选片信号输入线；④：读选通信号输入线；7