单片机原理、接口及应用——嵌入式系统技术基础+课件及习题答案第6章__单片机总线与存储器的扩展.ppt

单片机原理、接口及应用 ★单片机系统总线和系统扩展方法 ★程序存储器的扩展 ★数据存储器的扩展 ★*新型存储器扩展 MCS51系列单片机的特点就是体积小，功能全，系统结构紧凑，硬件设计灵活。对于简单 的应用，最小系统即能满足要求。 所谓最小系统是指在最少的外部电路条件下，形成一个可独立工作的单片机应用系统。一片89C51，或者一片8031外接一片 EPROM就构成了一个单片机最小系统。 在很多复杂的应用情况下，单片机内的RAM ，ROM 和 I/O接口数量有限，不够使用，这种情况下就需要进行扩展。因此单片机的系统扩 展主要是指外接数据存贮器、程序存贮器或I/O接口等，以满足应用系统的需要。 6.1单片机系统总线和系统扩展方法 单片机是通过地址总线，数据总线和控制总线与外部交换信息的。MCS-51单片机的总线接口信号见图 由图可见： 1）由于Po分时传送地址/数据信息，在接口电路中，通常配置地址锁存器，有ALE信号锁存低8位地址Ao~A7，以分离地址和数据信息。 2）P2口传送高8位地址A8~A15。 3 ) PSEN为程序存储器的控制信号，是在取指令 码时或执行MOVC指令时变为有效。 RD、WR为 数据存储器和I/O口的读、写控制 信号。是执行MOVX指令时变为有效。 6.2 程序存储器的扩展 6.2.1 EPROM的扩展 根据以上取指时序的要求，8XX51单片机扩展程序存储器2732的电路图见图 6.2.2 EEPROM的扩展 6.3 数据存储器的扩展 在ALE的上升沿，把外部程序存储器的指令读入后就开始了对片外RAM的读过程。 ALE高电平期间，在P0处于高阻三态后，根据指令 间址提供的地址，P2口输出外部RAM的高8位地址A15~A8 ，P0端口输出低8位地址A7~A0 ；在ALE下跳沿，P0输出的低8位地址被锁存在锁存器中，随后P0又进入高阻三态，RD信号有效后，被选中的RAM的数据出现在数据总线上，P0 处于输入状态，CPU从P0 读入外部RAM的数据 。 第6章 单片机总线与存储器的扩展 内 容 提 要 系统的扩展的连线原则 系统的扩展归结为三总线的连接，连接的方法很简单，连线时应遵守下列原则： 1. 连接的双方 数据线连数据线，地址线连地址线， 控制线连控制线。要特别注意的是： 程序存储器接PSEN; 数据存储器接RD和WR 2. 控制线相同的地址线不能相同， 地址线相同的控制线不能相同。 3. 片选信号有效的芯片才选中工作，当一类芯片仅一片时片选端可接地，当同类芯片多片时片选端可通过线译码、部分译码、全译码接地址线（通常是高位地址线） ，在单片机中多采用线选法。 程序存储器扩展电路的安排应满足单片机从外存取指令的时序要求。从时序图中分析ALE、PSEN、Po和P2怎样配合使程序存储器完成取指操作，从而得出扩展程序存储器的方法。 ? 单片机一直处于不断的取指令码－执行－取指令码－执行的工作过程中，在取指令码时和执行MOVC指令时PSEN会变为有效，和其它信号配合完成从程序存储器读取数据。 一个机器周期 ? 图中，74LS373为8D锁存器，其主要特点在于：控制端为高电平时，输出Qo~Q7复现输入Do~D7的状态；G为下跳沿时Do~D7的状态被锁存在Qo~Q7上。当把ALE与G相连后，ALE的下跳沿正好把Po端口上此时出现的PC寄存器指示的低8位指令地址Ao~A7锁存在74LS373的Qo~Q7上，PC的高4位地址A8~A11则直接由P2.0~P2.3提供。 由于只扩展了一片2732EPROM，因此2732的片选端接地。 PSEN与2732的输出允许型号OE相连，PSEN 的上升沿使OE有效，打开2732中由A0~A11指定的地址单元，该单元中的指令码从2732的O0~O7输出，被正好处于读入状态的Po端口输入到单片机内, 经译码执行。这就是从外存指定地址单元中取出 1 字节指令并加以执行的整个过程。 ? 单片机扩展2761，2764，27128等EPROM的 方法与图9-3相同，差别仅在于不同的芯片的存储 容量的大小不同，因而使用高8位地址的P2端口线 的根数不同。 扩展2716 （