第6章 MCS-51系列单片机接口技术ppt课件.ppt

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1、第六章MCS-51系列单片机接口技术1程序存储器扩展数据存储器扩展输入/输出口扩展A/D和D/A接口本章内容2学习目的学会利用现有的芯片扩展存储器学会利用现有的芯片扩展输入/输出口学会常用A/D和D/A芯片的接口36.1外部总线的扩展对于复杂的场合，MCS-51系列单片机硬件资源不够使用时则需要进行系统扩展包括存储器扩展和输入/输出扩展。进行系统扩展时三总线结构如下图所示：一.驱动芯片扩展芯片都通过三总线与单片机连结，而单片机三总线驱动能力有限，须增加驱动器。常用总线驱动器如下图所示：单向驱动器74LS244双向驱动器7

2、4LS245单向驱动器74LS244(DIP20)含有8个三态驱动器，分两组，由G1、G2控制，方向为A→Y。双向驱动器74LS245(DIP20)含有16个三态驱动器。每个方向8个，由G端控制。DIR控制驱动方向。G＝0DIR＝1方向为A→B（输出）G＝0DIR＝0方向为B→A（输入）74LS244、74LS245实际应用如下图所示：P0口加用双向驱动器P2口加用单向驱动器74LS245G端接地，一直有效。当PSEN＝0（取指操作）或RD＝0（读RAM）时，DIR＝0数据送向P0口送进CPU，其余时间DIR＝1（PSE

3、N、RD无效）自P0口进驱动器向外输出。74LS244G1、G2接地，一直有效。用作高8位地址总线驱动。二.最小系统1.定义8031（国内使用较多）、片外程序存储器与地址锁存器组成一个真正可用的、未曾扩展的最小系统，如下图所示：I/OP3.0(RXD)P1.0P1.7P2.0P2.7P0.0P0.7P3.1(TXD)P3.2(INT0)P3.3(INT1)P3.4(T0)P3.5(T1)P3.6(WR)P3.7(RD)OE20O0O7..1D8D1Q8Q74LS373+5V20VccOEGGNDA8A1023221927

4、16VppVccCEGND+5V+5VVccVssXTAL1XTAL212MHz30pF×2+5V＋10uF1KΩRESET/VpdEA/Vdd....1821283932ALE/PROGPSEN30291011121314151617A7A02124181240208031I/O31P0口具有分时传送低8位地址和8位数据信息的复用功能。通过ALE信号与地址锁存器配合使用，从而使得地址信息和数据信息区分开。工作原理如下：图中ALE连74LS373锁存器G端，CPU先送地址信息,在送地址信息的同时，利用ALE下降沿这一瞬间

5、,P0口送出的低8位地址信息被锁入74LS373,74LS373输出控制端接地（一直有效），锁入的地址信息在74LS373输出端得到有效输出（送至低8位地址总线上）。后送数据信息,送数据信息ALE不会出现下降沿，即74LS373端无有效脉冲，数据信息不会锁入74LS373,直接从P0口送到数据总线上。2.最小系统工作时序如下图所示：指令输入PCL输出指令输入PCL输出指令输入PCL输出指令输入PCL输出指令输入PCL输出PCL输出有效PCL输出有效PCL输出有效PCL输出有效PCL输出有效S1S2S3S4S5S6S1S2

6、S3S4S5S6一个机器周期一个机器周期ALEPSENP2P0PCH输出PCH输出PCH输出PCH输出PCH输出PCH输出最小系统的工作时序P2口送PCH信息，P0口送PCL信息和输入指令。在每一个Tcy中，ALE两次有效，PSEN两次有效。ALE第一次发生在S1P2和S2P1期间,在S2状态周期内,ALE下降沿将P0口低8位地址信息PCL锁入74LS373。在S4状态周内，PSEN上升沿将指令读入CPU。ALE第二次发生在S4P2和S5P1期间，在S5状态周期内，ALE下降沿将P0口的PCL又锁入74LS373，以待下

7、一个Tcy的S1状态周期内PSEN上升沿读入新的PC值所指地址中的指令。这样，在每一个Tcy的S1状态周期已取有该Tcy要执行的指令信息，而S1P2期间将开始执行。6.2程序存储器的扩展一.程序存储器的扩展方法及时序MCS-51系列单片机扩展外部程序存储器的硬件电路如下图所示MCS-51系列单片机访问外部程序存储器时，使用的控制线为ALE（低8位地址锁存控制）和PSEN（外部程序存储器“读取”控制）。时序图如下图所示。当ALE上升为高电平后,P2口输出高8位地址信息A8～A15，P0口输出低8位地址信息A0～A7，利用在

8、ALE的下降沿将P0口输出的低8位地址信息锁存到地址锁存器,接着P0口由输出方式变为输入方式。紧接着PSEN变为低电平，使及程序存储器OE端变为低电平有效，程序存储器输出存放在由16位地址信息所确定的存储单元内的指令代码信息至P0口上，供CPU读取.从图上可看出在访问外部程序存储器一个机器周期内，ALE上出现两个正脉