MCS51系列单片机的扩展技术课件.ppt

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1、主要内容外部存储器的扩展技术并行接口的扩展技术串行接口的扩展技术第6章MCS-51系列单片机的扩展技术MCS51系列单片机的特点就是体积小，功能全，系统结构紧凑，硬件设计灵活。对于简单的应用，最小系统即能满足要求。所谓最小系统是指在最少的外部电路条件下，形成一个可独立工作的单片机应用系统。一片89C51，或者一片8031外接一片EPROM就构成了一个单片机最小系统。在很多复杂的应用情况下，单片机内的RAM、ROM和I/O接口不够使用时，就需要进行扩展。单片机的系统扩展主要是指外接程序存贮器、数据存贮器或I/O接口等，以满足应用系统的需要。单片机是通过地址总线，数据总线和控制总线与外

2、部交换信息的。MCS-51单片机的总线接口信号见图。由图可见：1）由于P0分时传送地址/数据信息，在接口电路中，通常配置地址锁存器，有ALE信号锁存低8位地址A0～A7，以分离地址和数据信息。2）P2口传送高8位地址A8～A15。3)PSEN为程序存储器的控制信号，是在取指令码时或执行MOVC指令时变为有效。RD、WR为数据存储器和I/O口的读、写控制信号。执行MOVX指令时变为有效。1.外部程序存储器时序分析程序存储器扩展电路的安排应满足单片机从外存取指令的时序要求。从时序图中分析ALE、PSEN、P0和P2怎样配合使程序存储器完成取指操作，从而得出扩展程序存储器的方法。单片机一

3、直处于不断的取指令码－执行－取指令码－执行的工作过程中，在取指令码时和执行MOVC指令时PSEN会变为有效，和其它信号配合完成从程序存储器读取数据。6.1外部存储器的扩展技术6.1.1外部程序存储器的扩展技术外部程序存储器访问时序EA=0，选择外部ROM。S2P1开始，P2口输出高8位地址A15-A8，一直持续到S4。S2P1结束，P0口输出低8位地址A7-A0，ALE下降沿锁存。S3P1开始，PSEN选通外部存储器，延时等待TPLIV存储器把数据送到P0口。在PSEN上升沿来以前，单片机读取P0数据，完成一次外部程序存储器访问。一个机器周期可访问两次外部程序存储器，读两字节指令。

4、2.外部程序存储器的连接方法三总线分别连接3.外部程序存储器的扩展（1）常见的EPROM存储器及扩展电路74LS373为8D锁存器在ALE下跳沿锁存地址，高位地址直接相连。只扩展了一片EPROM，片选端接地。PSEN的下降沿使OE有效，由A0～A12指定的单元指令码从D0～D7输出。P0读入指令到单片机,经译码执行。单片机扩展2716，2732，27128等EPROM的方法与上图相同，差别仅在于不同的芯片的存储容量不同，因而使用高8位地址的P2端口线的根数不同。扩展2716（2KB）需使用A8～A10三条高位地址线扩展2732（4KB）需要A8～A11四条高位地址线。扩展27128

5、（16KB)需要A8～A13六条高位地址线。注意：2764和27128的PGM引脚应接Vcc。常见EPROM芯片的引脚定义见教材图6.3（2）E2PROM存储器及扩展电路电可擦除只读存储器EEPROM的特点如下：单+5V供电，电可擦除可改写。使用次数为1万次，信息保存时间为10年。读出时间为ns级，写入时间为ms级。芯片引脚信号与相应的RAM和EPROM芯片兼容。74LS373为8D锁存器在ALE下跳沿锁存地址，高位地址直接相连。只扩展了一片EEPROM，片选端接地。PSEN和RD相与后与OE相连，支持读指令和读数据操作。WR和WE相连，支持写数据操作。（3）多存储器片选方法①线选

6、法所谓线选法，就是把单根高位地址线直接加在存贮器芯片的CE端。线选法的优点是连接简单，不必附加逻辑，但扩展的存贮芯片地址不连续。②译码法（全译码）译码法能提供全部64KB地址空间，且扩展的存贮器芯片地址是连续的。6.1.2外部数据存储器的扩展技术1.外部数据存储器时序分析MCS-51单片机内只有128字节的数据RAM，当应用中需要更多的RAM时，只能在片外扩展。可扩展的最大容量为64KB。当执行指令MOVXA，@Ri或MOVXA，@DPTR时，进入外部数据RAM的读周期。外部数据存储器的读周期第一个机器周期读指令，第二个机器周期读数据。P2口输出高8位地址A15-A8。P0口输出低

7、8位地址A7-A0。分时有效，需ALE下降沿锁存。P0口读8位数据D7-D0。分时有效，需RD选通外部存储器。单片机在RD上升沿之前读入P0数据，完成一次外部存储器读操作。外部数据存储器的写周期第一个机器周期读指令，第二个机器周期写数据。P2口输出高8位地址A15-A8。P0口输出低8位地址A7-A0。分时有效，需ALE下降沿锁存。P0口读8位数据D7-D0。分时有效，需WR选通外部存储器。外部存储器在WR上升沿之前将P0数据写入指定单元。2.外部数据存储器的连接方法