周国运单片机原理及应用(C语言版)8.ppt

单片机原理及应用 （C语言版）第8章 单片机系统扩展 第8章 单片机系统扩展 目 录 8.1 扩展并行三总线 8.2 扩展简单并行输入/输出口 8.3 扩展并行数据存储器 8.4 串行扩展总线接口技术 本章主要介绍了MCS-51单片机系统扩展的方法。 通过扩展并行三总线来进行并行总线接口扩展； 根据各种串行数据传输的特点，通过对I/O口编程模拟，实现几种串行总线接口的扩展。 8.1 扩展并行三总线 主要内容 8.1.1 片外三总线结构 8.1.2 MCS-51系统扩展的实现 8.1.3 总线驱动 8.1.1 片外三总线结构 通常，微机的CPU外部都有单独的并行地址总线、数据总线、控制总线。 MCS-51单片机由于引脚的限制，数据总线和地址总线是复用的。 地址需要锁存：为了能把复用的数据总线和地址总线分离出来，以便同外部的芯片正确的连接，需要在单片机的外部增加地址锁存器，从而构成与一般CPU相类似的三总线结构，如图8-1所示。 74HC573简介 74HC573是有输出三态门的电平允许8位锁存器。引脚信号如下： OE：输出允许端，为0时芯片有效。 LE：锁存控制端，高电平时，锁存器的数据输出端Q的状态，与数据输入端D相同，即锁存器是透明的；当LE端从高电平返回到低电平时（下降沿后），输入端的数据就被锁存在锁存器中，数据输入端D的变化不再影响Q端。 一、地址总线 地址总线（Address Bus，AB）用于传送单片机送出的地址信号，以便进行存储器单元和I/O端口的选择。 地址总线是单向的，只能由单片机向外发送信息。 地址总线的数目决定了可直接访问的存储单元的数目。 二、数据总线 数据总线（Data Bus，DB）用于单片机与存储器或I/O端口之间的数据传送。 一般数据总线的位数与CPU的字长一致，MCS-51单片机的数据总线是8位的。 数据总线是双向的，可以进行两个方向的数据传送。 三、控制总线 控制总线（Control Bus，CB）是单片机发出的以控制片外ROM、RAM和I/O口读/写操作的一组控制线。 8.1.2 MCS-51系统扩展的实现 一、以P0口作低8位地址及8位数据的复用总线 复用，即一段时间内作两种或两种以上用途。 在这里指P0口在每个CPU周期的前半个周期输出低8位地址，由地址锁存器锁存，然后由地址锁存器代替P0口输出低8位地址。后半个周期进行8位数据的输入输出。 二、以P2口作为高8位的地址总线 P0口的低8位地址加上P2的高8位地址就可以形成16位的地址总线，达到64KB的寻址能力。 实际应用中，往往不需要扩展那么多地址，扩展多少用多少口线，剩余的口线仍可作一般I/O口来使用。 三、控制信号线 ALE：地址锁存信号，用以实现对低8位地址的锁存。 PSEN：片外程序存储器读选通信号。 EA：程序存储器选择信号。为低电平时，访问外部程序存储器；为高电平时，访问内部程序存储器。 WR：片外数据存储器写选通信号。 RD：片外数据存储器读选通信号。 8.1.3 总线驱动 总线驱动的原因：在单片机应用系统中，扩展的三总线上挂接很多负载，如存储器、并行接口、A/D接口、显示接口等，但总线接口的负载能力有限，因此常常需要通过连接总线驱动器进行总线驱动。 总线驱动器的作用：对于单片机的I/O口只相当于增加了一个TTL负载，因此驱动器除了对后级电路驱动外，还能对负载的波动变化起隔离作用。 在对TTL负载驱动时，只需考虑驱动电流的大小。 在对MOS负载驱动时，MOS负载的输入电流很小，更多地要考虑对分布电容的电流驱动。 总线驱动器的选择： 系统总线中地址总线是单向的，因此驱动器可以选用单向的，如74LS244，还带有三态控制，能实现总线缓冲和隔离。 数据总线是双向的，其驱动器也要选用双向的，如74LS245。74LS245也是三态的，有一个方向控制端DIR。DIR=1时输出（An→Bn），DIR=0时输入（An←Bn）。 8.2 扩展简单并行输入/输出口 89C52有P0～P3四组I/O