并行扩展技术课件.ppt

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1、第7章并行扩展技术（课时：10学时）教学目的了解数据总线、地址总线和控制总线的构成。掌握片外扩展程序存储器和数据存储器的方法。掌握扩展I/O的方法和可编程芯片8255及8155的应用。学习重点和难点控制总线的构成方法和扩展存储单元地址的分析方法。8255A与8155的应用。第7章并行扩展技术7.1并行扩展概述7.2程序存储器扩展7.3数据存储器扩展7.4简单并行I/O接口扩展7.58255可编程并行接口扩展7.68155可编程并行接口扩展本章小结习题7.1并行扩展概述7.1.1总线7.1.2扩展总线的实现7.1.1总线总线是单片机应用系统中，各部件之间传输信息的通路，为CPU和其他

2、部件之间提供数据、地址以及控制信息。按总线所在位置可分：内部总线和外部总线，前者是指CPU系统内部各部件之间的通路，后者指CPU系统和其外围单元之间的通路，通常所说总线是指外部总线。按通路上传输的信息可分：数据总线(DB，DataBus)、地址总线(AB，AddressBus)和控制总线(CB，ControlBus)。7.1.1总线1.数据总线数据总线(DB)用于单片机与存储器之间或单片机与I/O端口之间传输数据。数据总线的位数与单片机处理数据的字长一致，如8051单片机是8位字长，数据总线的位数也是8位。从结构上来说数据总线是双向的，即数据既可以从单片机送到I/O端口，也可以从I

3、/O端口送到单片机。7.1.1总线2.地址总线地址总线AB用于传送单片机送出的地址信号，以便进行存储单元和I/O端口的选择。地址总线的位数决定了单片机可扩展存储容量的大小。如8051单片机地址总线为16位，其最大可扩展存储容量为216=64K字节。地址总线是单向的，因地址信息总是由CPU发出的。3.控制总线控制总线用来传输控制信号，其中包括CPU送往外围单元的控制信号，如读信号、写信号和中断响应信号等；还包括外围单元发给送给CPU的信号，如时钟信号、中断请求信号以及准备就绪信号等。7.1.1总线单片机的三总线结构7.1.2扩展总线的实现1.并行扩展总线组成80C51系列总线型单片机

4、中，由P0口做地址/数据复用口；P2口做地址线的高八位；P3口的RD、WR加上控制线EA、ALE、PSEN等组成控制总线。(1)地址总线A0～A15地址总线的高8位是由P2口提供的，低8位是由P0口提供的。在访问外部存储器时，由地址锁存信号ALE的下降沿把P0口的低8位以及P2口的高8位锁存至地址锁存器中，从而构成系统的16位地址总线。实际应用系统中，高位地址线并不固定为8位，需要用几位就从P2口中引出几条口线。7.1.2扩展总线的实现(2)数据总线D0～D7数据总线是由P0口提供的，因为P0口线既用作地址线，又用作数据线(分时使用)，因此，需要加一个8位锁存器。在实际应用时，先把

5、低8位地址送锁存器暂存，然后再由地址锁存器给系统提供低8位地址，而把P0口线作为数据线使用。在读信号RD与写信号WR有效时，P0口上出现的为数据信息。7.1.2扩展总线的实现(3)控制总线系统控制总线共12根，既P3口的第二功能再加上RESET、EA、ALE和PSEN。实际应用中的常用控制信号如下。使用ALE作为地址锁存的选通信号，以实现低8位地址的锁存。以PSEN信号作为扩展程序存储器的读选通信号。以EA信号作为内、外程序存储器的选择信号。以RD和WR作为扩展数据存储器和I/O端口的读、写选通信号。执行MOVX指令时，这两个信号分别自动有效。7.1.2扩展总线的实现2.总线扩展的

6、特性(1)三态输出总线在无数据传送时呈高阻态，可同时扩展多个并行接口器件，因此存在寻址问题。单片机通过控制信号来选通芯片，然后实现一对一的通信。(2)时序交互单片机并行扩展总线有严格的时序要求，该时序由单片机的时钟系统控制，严格按照CPU的时序进行数据传输。(3)总线协议的CPU控制通过并行总线接口的数据传输，不需要握手信号，双方都严格按照CPU的时序协议进行，也不需要指令的协调管理。7.1.2扩展总线的实现并行总线扩展的主要问题是总线连接电路设计、器件的选择以及器件内部的寻址等。并行总线扩展时，其所有的外围扩展设备的并行总线引脚都连到相同的数据总线(DB)、地址总线(AB)以及公

7、共的控制总线RD、WR上。其中数据总线为三态口，在不传送数据时为高阻态。总线分时对不同的外设进行数据传送。总线连接方式的重点在于外围设备片选信号的产生。该信号主要由以下两种方法产生。线选法：用所需的低位地址线进行片外存储单元I/O端口寻址，余下的高位地址线输出各芯片的片选信号，当芯片对应的片选地址线输出有效电平时，该芯片选通操作。译码法：该方法需要用到译码器。采用译码法时，仍由低位地址线作片外寻址，而高位地址线用于译码器的输入，译码器的输出信号作各芯片的选通信号。7.