第8章 MCS-51单片机系统扩展应用ppt课件.ppt

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1、第8章MCS-51单片机系统扩展应用8.1单片机系统扩展8.2单片机外部资源的并行扩展8.3模数转换接口8.4单片机人机接口技术8.1单片机系统扩展一、51系列单片机最小应用系统组成1）时钟电路：工作时钟2）复位电路：使单片机从原始状态开始工作3）RAM：数据存储器，存放运行时的数据4）ROM：程序存储器，存放程序代码5）I/O接口：与外界交互信息6）工作电源8.1单片机系统扩展二、单片机系统扩展1、目的应用中单片机最小系统往往不能满足系统要求，常通过扩展构成大规模应用系统。2、扩展方法并行扩展：利用单片机的三总线扩展。AB地址总线:1

2、6位，扩展空间216(0000H～FFFFH)；DB数据总线:，8位；CB控制总线，有ALE(P0口的地址/数据复用）PSEN(读片外ROM)、EA(内、外ROM选择)WR/RD(读/写片外RAM)。8.1单片机系统扩展2、扩展方法串行扩展：SPI三总线和I2C双总线SPI三总线：数据输入线SI、数据输出线SO、时钟信号线SK。通常用来扩展E2PROM。I2C总线：用于IC之间连接的二线制总线，SDA串行数据线、SCL串行时钟线。用在视频处理、移动通讯的I2C总线接口器件比较普遍。如带I2C总线的单片机、ROM、RAM、A/D、D/A、

3、LCD等。3、扩展项目：程序存储器扩展、数据存储器扩展、I/O口扩展、中断扩展及特殊功能扩展。8.2单片机外部资源的并行扩展1、存储器空间的地址范围ROM:片内根据芯片类型而定，容量有0KB、4KB、8KB；片外可扩展至64KB，相应的首地址0000H、1000H、2000H(EA=1时)；由EA引脚上电平的高低确定是否使用片内ROM。RAM:片内128B(80C51)、256B(80C52)；片外可扩展至64KB，首地址为0000H。I/O外设：占用外部RAM的地址资源，即与外部RAM统一编址。访问片外ROM的时序：1个机器周期内，信

4、号ALE出现两次（正脉冲），ROM选通信号也两次有效，即CPU两次访问片外ROM，也即在一个机器周期内可以处理两个字节的指令代码，因此51单片机指令系统中有很多单周期双字节指令。8.2单片机外部资源的并行扩展外部RAM读时序为：外部RAM写时序为：8.2单片机外部资源的并行扩展2、片外存储器与单片机的连接实际应用中，单片机往往扩展有程序存储器、数据存储器、I/O接口等，故要选择外部芯片及芯片中的地址单元，以实现准确操作。为了唯一地选中外部某一存储单元(I/O接口芯片作为数据存储器的一部分)，必须进行两种选择：首先选择出该存储器芯片(或I

5、/O接口芯片)，称为片选；其次选择出该芯片的某一存储单元(或I/O接口芯片的寄存器)，称为字选。8.2单片机外部资源的并行扩展选择芯片内地址单元(字选)设待扩展的存储空间为2n字节，则可确定要使用n根地址线。由低至高依次从P0、P2口选取n根线(低位地址线)，连接至芯片的地址输入端，实现片内寻址。选择芯片(片选)待扩展的芯片上均有一根片选引脚，当与该引脚相连的连线上出现有效的信号时，即选中该芯片，才可与CPU进行数据传送。线选法：将剩余16－n根线(高位地址线)直接作为芯片的片选信号。译码法：将剩余16－n根线(高位地址线)经译码后作为

6、芯片的片选信号。线选法与译码法的区别？①线选法适合于扩展芯片较少的场合，且地址空间不连续，利用率低，但线路简单。②译码法线路复杂，可扩充多片，且空间连续。8.2单片机外部资源的并行扩展⑴存储器与单片机的接线①地址线连接：存储器低位地址线(A7～A0)经地址锁存器连接至P0口(P0.7～P0.0)；存储器高位地址线(A15～A8)连接至P2口(P2.7～P2.0）。②数据线连接存储器的数据线(D7～D0)直接连接至P0口(P0.7～P0.0)；③控制线连接地址锁存器的锁存信号G与单片机的ALE相连(地址锁存)系统需使用片内ROM时，单片机

7、EA接高电平(片内、外程序存储器选择)片外ROM的OE与单片机的PSEN相连(用于取指令)片外RAM或其他芯片的WR/RD、WE/OE与单片机的WR/RD相连(读、写RAM)8.2单片机外部资源的并行扩展⑵存储器扩展举例扩展三芯片2764(EPROM/8KB×8位)、6264(RAM/8KB×8位)和2864(E2PROM/8KB×8位)①用线选法扩展因8*1024=2x，x=13，即用13根地址线扩展8K。将低位地址线直接接到待扩展的芯片输入端，实现片内寻址，高位作片选信号。P0.0～P0.7连接至A0~A7，P2.0~P2.4连接至

8、A8~A12；(字选)P2.5~P2.7用连接至三芯片的片选引脚CE。(片选)数据线和控制线的接法如图。线选法扩展多片芯片2764地址：1101111111111111~1100000000000000，D