单片微型计算机原理及接口技术 第6章 MCS 51单片.ppt

第6章 MCS-51单片机系统扩展技术 6.1 MCS-51单片机系统扩展的基本概念 6.2 程序存储器扩展技术 6.3 数据存储器扩展 6.4 输入/输出口扩展技术 6.1 MCS-51单片机系统扩展的基本概念 6.1.1 MCS-51单片机最小应用系统 6.1.2 MCS-51单片机的外部扩展性能 6.1.1 MCS-51单片机最小应用系统 1．8051/8751最小应用系统（如图6-1所示）。由于集成度的限制，这种最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。其应用特点是： （1）全部I/O口线均可供用户使用。 （2）内部存储器容量有限（只有4KB地址空间）。 （3）应用系统开发具有特殊性。 2．8031最小应用系统 8031是片内无程序存储器的单片机芯片，因此，其最小应用系统应在片外扩展EPROM。图6-2为用8031外接程序存储器构成的最小系统。 6.1.2 MCS-51单片机的外部扩展性能 1．MCS-51单片机的片外总线结构 MCS-51系列单片机片外引脚可以构成如图6-3所示的三总线结构： 地址总线（AB） 数据总线（DB） 控制总线（CB） 所有外部芯片都通过这三组总线进行扩展。 2．MCS-51单片机的系统扩展能力 ● 当系统要大量配置外围设备以及要扩展较多的I/O口时，将占去大量的RAM地址。 ● 当应用系统存储扩展容量或扩展I/O口地址超过单片机地址总线范围时，可采用换体法解决。如图6-4所示。 6.2 程序存储器扩展技术 6.2.1 EPROM扩展电路 6.2.2 EEPROM扩展电路 2．27128A EPROM扩展电路 6.2.2 EEPROM扩展电路 EEPROM是一种电擦除可编程只读存储器，其主要特点是能在计算机系统中进行在线修改，并能在断电的情况下保持修改的结果。因而在智能化仪器仪表、控制装置等领域得到普遍采用。 常用的EEPROM芯片主要有Intel 2817A、2864A等。 2864A有四种工作方式： （1）维持方式 （2）读出方式 （3）写入方式 （4）数据查询方式 2864A与8031单片机的硬件连接如图6-12所示。 6.3 数据存储器扩展 6.3.1 静态RAM扩展电路 6.3.2 动态RAM扩展电路 6.3.1 静态RAM扩展电路 常用的静态RAM芯片有6116，6264，62256等，其管脚配置如图6-13所示。 1．6264静态RAM扩展 表6-1给出了6264的操作方式，图6-14为6264静态RAM扩展电路。 2．62256静态RAM扩展 62256是32K×8位静态随机存储器芯片，CMOS工艺制作，单一+5V供电。28脚双列直插式封装。 6.3.2 动态RAM扩展电 1．2164A动态RAM扩展 l 行列地址选通信号 l????刷新方法 l????地址信息延时的实现 2．2186集成动态RAM扩展 2186是片内具有8K×8位动态RAM系统的集成RAM。单一+5V供电，工作电流70mA，维持电流20mA，存取时间为250ns。28脚双列直插式封装，管脚与6264静态RAM完全兼容，其管脚配置如图6-18所示。 图6-19给出了8051/8751扩展2186集成动态RAM的硬件电路图。 6.4 输入/输出口扩展技术 6.4.1 简单I/O口扩展 6.4.2 可编程I/O口扩展 6.4.1 简单I/O口扩展 1．用并行口扩展I/O口 只要根据“输入三态，输出锁存”与总线相连的原则，选择74LS系列的TTL电路或MOS电路即能组成简单的扩展I/O口。例如采用8位三态缓冲器74LS244组成输入口，采用8D锁存器74LS273，74LS373，74LS377等组成输出口。 图6-20给出了一种简单的输入、输出口扩展电路。当要扩展多个输入/输出口时，可采用图6-21所示连接方法。 2．用串行口扩展I/O口 当MCS-51单片机串行口工作在方式0时，使用移位寄存器芯片可以扩展一个或多个8位并行I/O口。这种方法不会占用片外RAM地址，而且可节省单片机的硬件开销。缺点是操作速度较慢，扩展芯片越多，速度越慢。 图6-22和图6-23分别给出了利用串行口扩展2个8位并行输入口（使用74LS165）和扩展2个8位并行输出口（使用74LS164）的接口电路。 6.4.2 可编程I/O口扩展 1．8155的结构和技术性能 图6-24是8155的结构框图。在8155内部具有： （1）256字节的静态RAM，存取时间为400ns。