输入输出端口课件.ppt

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1、第7章单片机的系统扩展学习目标掌握51单片机扩展总线的结构及组成掌握并行总线的逻辑与时序掌握并行总线扩展的地址译码方法掌握51单片机扩展存储器的方法掌握51单片机扩展I/O接口的方法7.151单片机扩展总线基础单片机集成了CPU、I/O接口、存储器、定时器和中断系统等计算机的基本部件，外加电源、复位和时钟等辅助电路即构成一个能够正常工作的最小系统。然而，51单片机的片上资源终归有限，针对某些应用可能需要扩展，如增加存储器容量和输入输出端口数量，增加ADC和DAC等。MCS—51P2，P0RDWR外部程序存贮器扩展RAM并行I/O接口串行I/O接口A/D转换D/A转换定

2、时器计数器并行I/O设备串行I/O设备模拟量输入模拟量输出数据总线和地址总线PSENPSEN、RD和WR等信号构成了控制总线。为减少引脚数量，扩展总线中的数据总线和地址总线低8位采用了分时复用技术，即P0口分时传送地址总线信号的低8位（A0-A7）和数据总线信号（D0-D7）.7.1.1单片机扩展总线的结构和组成从P0口中分离出地址总线低8位地址信号一般采用外接一个锁存器的方法来实现。51系列单片机的扩展总线信号包括：地址总线信号A0-A15；数据总线信号D0-D7；控制总线信号ALE、EA、PSEN、RD和WR.扩展总线信号名信号的含义与单片机引脚号信号定义的对应关系

3、A0-A7数据总线低8位P0口锁存输出A8-A15数据总线高8位P2口D0-D7数据总线，8位宽度P0口ALE控制信号，地址锁存使能ALE控制信号，程序存储器使能，低电平有效控制信号，外部访问使能信号，低电平有效/VPP控制信号，读信号，低电平有效/P3.7控制信号，写信号，低电平有效/P3.71.访问外部程序存储器模式2.访问外部数据存储器或数据端口模式(读XRAM)3.访问外部数据存储器或数据端口模式(写XRAM)7.1.2扩展总线的逻辑关系和时序分析访问外部程序存储器模式访问外部数据存储器或数据端口模式(读XRAM)访问外部数据存储器或数据端口模式(写XRAM)所

4、谓地址空间分配是把64KB的寻址空间通过地址译码的方法分成若干个页面，不同的存储器芯片占用不同的页面，I/O端口与存储器芯片一般也占用不同的页面。7.1.3总线扩展的地址译码方法64KB1KB1KB存储器芯片I/O端口低位地址线用来选择页内单元，称为页内地址；高位地址线用于选择页面，称为选页（片）地址。0000011100000000000001110111111100000111111111111KB(一页)......地址译码时，选页地址用于产生页面选择信号，页内地址用于产生页内单元选择信号。I/O端口扩展时要直接产生端口选择信号。地址译码的方法通常有三种:全地址译

5、码部分地址译码线选译码。1.全地址译码所有的地址线都参与译码，每个存储单元或端口与一个确定的地址一一对应。所有的选页地址线参与选页地址译码；所有的页内地址线参与页内单元的译码（存储器芯片自身功能）。例：若页面的大小为8KB，64KB的存储空间分成8页，则页内地址应为13位，即A0-A12；其余地址为选页地址，即A13-A15，全地址译码要求所有选页地址都参与选页译码，产生8个页面选择信号。2.部分地址译码只有部分地址参与译码，一个存储单元或端口与多个地址对应。部分地址译码法可以简化译码电路的设计。3.线选译码线选译码是部分地址译码的特殊形式，即直接用地址线来选通存储器芯

6、片或端口，一个存储单元或端口与多个地址对应。例如，不用译码电路，仅用高位地址线就可以把64KB的存储空间划分为不同的区域。地址空间分配总线驱动能力电平的匹配控制时序和逻辑的匹配速度的协调状态信号的处理7.1.4扩展时应该考虑的问题51系列单片机采用总线扩展方式可以实现：存储器扩展；输入/输出端口扩展；功能部件（如定时器、计数器、键盘、显示器等）的扩展；A/D和的D/A扩展；7.251单片机存储器的扩展7.2.1存储器基础知识7.2.2程序存储器的扩展7.2.3数据存储器的扩展7.2.4存储器综合扩展举例1.半导体存储器的分类7.2.1存储器基础知识2.常用EPROM介绍

7、EPROM的电路结构主要包括:地址译码器存储矩阵和输出缓冲器。常用的EPROM芯片型号性能2716273227642712827256容量/bit2KB×84KB×88KB×816KB×832KB×8读写时间/ns350250250250250封装DIP24DIP24DIP28DIP28DIP28EPROM芯片引脚图(2764)3.常用SRAM介绍(6264)常用的SRAM芯片型号性能6116626462256容量/bit2KB×88KB×832KB×8读写时间/ns200200200工作电压/V555典型工作电流/mA35408典型维持