2019年-LJY第8章 MCS-51单片机扩展存储器的设计 ppt课件.ppt

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1、第8章MCS-51单片机扩展存储器的设计8.1概述片内的资源如不满足需要,需外扩存储器和I/O功能部件:系统扩展问题,内容主要有:(1)外部存储器的扩展(外部存储器又分为外部程序存储器和外部数据存储器)(2)I/O接口部件的扩展。本章介绍MCS–51单片机如何扩展外部存储器,I/O接口部件的扩展下一章介绍。1系统扩展结构如下图:MCS-51单片机外部存储器结构:哈佛结构。MCS-51数据存储器和程序存储器的最大扩展空间各为64KB。系统扩展首先要构造系统总线。28.2系统总线及总线构造8.2.1系统总线按其功能

2、通常把系统总线分为三组:1.地址总线(AdressBus,简写AB)2.数据总线(DataBus,简写DB)3.控制总线(ControlBus,简写CB)8.2.2构造系统总线系统扩展的首要问题:构造系统总线,然后再往系统总线上“挂”存储器芯片或I/O接口芯片,“挂”存储器芯片就是存储器扩展,“挂”I/O接口芯片就是I/O扩展。3MCS-51由于引脚数目限制,数据线和低8位地址线复用。为了将它们分离出来,需要外加地址锁存器,从而构成与一般CPU相类似的片外三总线。4地址锁存器一般采用74LS373,采用74LS

3、373的地址总线的扩展电路如下图(图8-3)。1.以P0口作为低8位地址/数据总线。2.以P2口的口线作高位地址线。3.控制信号线。ALE,PSEN*,EA*,RD*和WR*尽管MCS-51有4个并行I/O口,共32条口线,但由于系统扩展需要,真正作为数据I/O使用的,就剩下P1口和P3口的部分口线。58.2.3单片机系统的串行扩展技术优点:串行接口器件体积小,与单片机接口时需要的I/O口线很少(仅需3-4根),提高可靠性。SPI(SerialPeriperalInterface)I2C公用双总线缺点:串行接口

4、器件速度较慢(现也很快)在大多数应用的场合,还是并行扩展占主导地位。(仪表行业串行占主要)68.3读写控制、地址空间分配和外部地址锁存器8.3.1存储器扩展的读写控制RAM芯片:读写控制引脚,记为/OE和/WE,与MCS-51的/RD和/WR相连。EPROM芯片:只能读出,故只有读出引脚,记为/OE,该引脚与MCS-51的/PSEN相连。78.3读写控制、地址空间分配和外部地址锁存器8.3.2存储器地址空间分配MCS-51发出的地址:用来选择某个存储器单元进行读写,要完成这种功能,必须进行两种选择:①“片选”和

5、②“单元选择”。存储器空间分配①考虑地址线连接,②各存储器芯片在整个存储空间中所占据的地址范围。常用的存储器地址分配的方法有两种:线性选择法(简称线选法)地址译码法(简称译码法)。81.线选法直接利用系统的高位地址线作为存储器芯片(或I/O接口芯片)的片选信号。例某一系统,需要外扩8KB的EPROM(2片2732),4KB的RAM(2片6116),这些芯片与MCS-51单片机地址分配有关的地址线连线,电路如下图。地址映射表(高位):2732(1):0111xxxxB2732(2):1011xxxxB6116(1

6、):1101xxxxB6116(2):1110xxxxB92.译码法常用的译码器芯片:74LS138(3-8译码器)74LS139(双2-4译码器)74LS154(4-16译码器)。全译码:全部高位地址线都参加译码;部分译码:仅部分高位地址线参加译码。(1)74LS138(3~8译码器)10(2)74LS139(双2-4译码器)引脚如下图。真值表如表8-2(P168)所示。11全地址译码方式,每次只能选中一个存储单元。同类存储器间不会产生地址重叠的问题。例要扩8片8KB的RAM6264,如何通过74LS138把

7、64KB(地址)空间分配给各个芯片?12如果用74LS138把64K空间全部划分为每块4KB,如何划分?138.3.3外部地址锁存器常用的地址锁存器芯片有:74LS373、8282、74LS573等。143.锁存器74LS573输入的D端和输出的Q端也是依次排在芯片的两侧,与锁存器8282一样,为绘制印刷电路板时的布线提供了方便。158.4程序存储器EPROM的扩展只读存储器,非易失性。(1)掩膜ROM在制造过程中编程。成本较高,因此只适合于大批量生产。(2)可编程ROM(PROM)OTP(onetimepro

8、grammable)ROM用独立的编程器写入。但PROM只能写入一次,且不能再修改。168.4程序存储器EPROM的扩展(3)EPROM电信号编程,紫外线擦除的只读存储器芯片。(4)E2PROM(EEPROM)电信号编程,电信号擦除的ROM芯片。读写操作与RAM几乎没有什么差别,只是写入的速度慢一些。但断电后能够保存信息。(5)FlashROM又称闪烁存储器,简称闪存。大有取代E2PR

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