单片机系统扩展总线.doc

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1、6.4单片机系统扩展总线1.MCS-51单片机扩展结构特点扩展都是通过接口来扩展，需要注意I/O口的结构特点。⑴I/O口的复用和多用①I/O口的复用：由于受到引脚数限制，P0口复用，既作低8位地址线，又作数据线，但分时使用，用ALE信号锁存切换。②I/O口的多用：P3口可作通用I/O口，在扩展时，具有“第二功能”。P3.0RXDP3.2INT0P3.4T0P3.6WRP3.1TXDP3.3INT1P3.5T1P3.7RD⑵产生接口控制信号的指令MCS-51无I/O专用指令，把I/O寄存器看成存储器的一部分，所以对I/O寄存器的操作都用数据传输指令。①输入

2、指令MOVA,P1MOV@Ri,P1MOVRn,P1MOVdirect,P1MOVXA,@RiMOVXA,@DPTR②输出指令MOVP1,AMOVP1,@RiMOVP1,RnMOVP1,directMOVX@Ri,AMOVX@DPTR,A2.扩展总线由于数据线与低8位地址线复用P0口,为了把它们分离与片外芯片相连，通常要加锁存器才能构成总线结构。6.5存储器扩展1.EPROM扩展(1)程序存储器有独立的地址空间(0000H～FFFFH)，可寻址范围64kB。程序存储器与数据存储器共用地址总线和数据总线(2)对片内有ROM/EPROM的单片机，片内ROM与

3、片外ROM采用相同的操作指令，片内与片外程序存储器的选择靠硬件结构实现，即由EA的高低电平来选择。(3)虽然程序存储器与数据存储器地址重叠，但不会发生冲突。因为程序存储器使用单独的控制信号和指令，用PSEN作为读操作信号，读取数据用MOVC查表指令。而读取数据存储器用RD信号和MOVX指令，(4)随着大规模集成电路的发展，单片程序存储器的容量越来越大，构成系统时所使用的EPROM芯片数量越来越少，因此地址选择大多采用线选法，而不用地址译码法。2.RAM扩展MCS-51系列单片机的片内RAM只有128字节(51型)或256字节(52型)，如果还不能满足应用

4、要求，就需要进行RAM扩展，扩展时要注意以下几点：(1)RAM与EPROM地址空间重叠(0000H～FFFFH)，寻址范围都为64kB，但由于使用不同的控制信号和指令，RAM使用RD/WR控制线读/写，而EPROM用PSEN作为读操作控制线，故共用地址总线和数据总线不会发生冲突。(2)I／O及外围接口与RAM实行统一编址，即任何扩展的I／O口及外设均占用RAM地址空间。(3)访问内部RAM和外部RAM，应选用不同的指令。①当访问内部RAM时，使用MOV指令，可用寄存器间接寻址或直接寻址MOVA，＠Ri/directMOV＠Ri/direct，A(i＝0，

5、1)②当访问外部RAM时，只能使用MOVX指令和寄存器间接寻址。两种情况·若访问外部RAM的首页，即前256字节，可用下述两条指令：MOVXA，＠RiMOVX＠Ri，A(i＝0，1)·若访问整个64k外部RAM，则应用下述两条指令：MOVXA，＠DPTRMOVX＠DPTR，A若当前DPTR数据指针另有它用，又需访问整个64k外部RAM，这时低8位地址仍用Ri(i＝0或1)寄存器间接寻址，而高8位可采用预先通过P2口输出地址码的方法。例如：MOVP2，#02H；P2口预置高位字节地址02HMOVR1，#25H；低8位地址25H送R1MOVXA，＠R1；将0

6、255H内容送A或MOVX＠R1，A；将A内容送0255H单元3.片选方法及其地址空间在一个较复杂的应用系统中，有时需扩展多片存储器。多片扩展时，各片的数据线、地址线和控制线都并行挂接在系统三总线上，但每片的片选信号CE要分别处理。产生片选控制信号的方法有两种，即线选法和译码法。(1)线选法所谓线选法，即用所需的低位地址线进行片内存储单元寻址，余下的高位地址线可分别作不同芯片的片选信号，当某芯片对应的片选地址线输出有效电平时，该芯片被选中，作选通操作。下图为采用线选法扩展3片2764A的电路原理图。从图可知，扩展3片2764A除CE片选信号外，其余完全同

7、8031扩展一片2764A的电路设计。图中三片2764A的三个片选端CE分别与8031的高位地址线P2.5、P2.6和P2.7相连。当A13、Al4、A15分别为低电平时，选中对应的2764A芯片。因此三片存储器各片的地址范围是：2764A(1)地址范围：C000H～DFFFH2764A(2)地址范围：A000H～BFFFH2764A(3)地址范围：6000H～7FFFH由此可见，该扩展系统的3片2764A，占用了全部16根地址总线，但寻址的范围之和却只有24KB，且地址范围不连续。实际上浪费了较大的地址空间。因此线选法适用于系统中存储器和接口资源较少的

8、情况。⑵译码法所谓译码法是指由低位地址线进行片内寻址，高位地址线经过译码器译码产