MCS-51单片机外部并行接口扩展技术合编.ppt

第5章 MCS-51单片机外部并行接口扩展技术 第5章 MCS-51单片机外部并行接口扩展技术 5.1 系统总线扩展及编址技术 5.2 存储器扩展 5.3 并行口扩展 5.4 键盘/显示器接口扩展技术 5.5 模拟量I/O通道 5.6 开关量I/O通道 5.7 本章小结 5.1 系统总线扩展技术及编址技术 由于MCS-51单片机内部资源数量和种类的限制，因此在实际使用时系统常常需要由外部扩展，其中包括外部程序存储器的扩展、外部数据存储器的扩展和I/O 端口的扩展以及其他功能器件的扩展等。本节介绍采用并行总线结构的单片机扩展方法及编址方法。 5.1.1 系统总线扩展 MCS-51系列单片机系统扩展主要包括存储器扩展、I/O口的扩展。存储器扩展分为程序存储器的扩展、数据存储器的扩展。扩展的能力为： 程序存储器可扩展至64KB； 数据存储器可扩展至64KB； I/O口的扩展。 注意：MCS-51单片机的外部数据存储器和扩展I/O口是统一编址的，即每一个扩展的I/O口相当于外部RAM的一个存储单元，所以，对I/O端口的访问与对外部RAM的读/写操作一样。 I/O接口指令：MOVX 接口信号与时序：与外RAM扩展方法一样 输入/输出的数据交换方式（例 A/D转换器）：无条件方式；延时等待方式；查询方式；中断方式 单片机系统扩展使用的外部总线有以下三种： 地址总线：P0口(A0～A7)，P2口(A8～A15)； 数据总线：P0口(D0～D7)； 控制总线：控制信号(ALE、/PSEN、/EA、/WR、/RD)的具体定义见表5-1。 MCS-51系统扩展结构图 单片机扩展总线结构图 扩展时注意的问题： 地址锁存器的选用：74LS373 存储器空间冲突问题：外RAM（/RD、/WR）有效，由MOVX实现；外ROM（/PSEN）有效，由PC指针自动实现，由于CPU的内ROM化，使/PSEN作用弱化。 编址技术问题：必须会！ 5.1.2 编址技术 地址的译码： 线选法：简单，但浪费地址资源； 译码法：稍复杂，但地址资源的利用率高。 常用的器件有74LS138。全译码与部 分译码。 线选法 5.2 存储器扩展 5.2.1 程序存储器的扩展 5.2.2 数据存储器的扩展 5.2.3 非易失性数据存储器的扩展（有并行 E2PROM和NVRAM等，自己找资料及教材 看不作要求） 5.2.1程序存储器的扩展 为什么要扩展？ 8031片内无ROM，8051、8751、89C51等内ROM容量不够。 用什么扩展？ EPROM，2716（2K），2732（4K），2764（8K），…27512（64K） AN～A0：地址端 D0～D7：数据端 VCC、GND：电源端 /CE：片选端 /OE：输出信号允许端 VPP：编程电压输入端 /PGM：编程控制输入线 怎样扩展？ 首先我们了解单片机怎样从外存中取指，取指信号操作包括ALE、/PSEN、P2和P0 怎样扩展？ 看图。 分析 A.74LS373的作用； G=1，Q0～Q7=D0～D7 G下降沿时，D0～D7被锁存在Q0～Q7上 利用该特点，将ALE与G端相连。 B./PSEN与/OE线的连接。 注意： 2716、2732、27128等的扩展方法与2764类似，只是P2口与地址线连接数量有差异。 ALE与/PSEN信号每MC出现两次，即1MC取指两次。单字节指令取指1MC，双字节指令取指1MC，3字节指令（DJNZ，CJNE）取指2个MC。 执行MOVX时，由于需要用P2口提供外部RAM的高8位地址，因此当取出MOVX指令时，下一个机器周期/PSEN和ALE无效，此时，P2提供RAM高8位地址，/RD或/WR有效，P0输入/输出MOVX中的数据，因此MOVX需要2个MC才被执行。 5.2.2数据存储器的扩展 为什么要扩展？ 8031片内只有128个字节，8032只有256个字节。片外扩展一般小于64K。 用什么扩展？ RAM，6116（2K），6264 （8K） ，62256（32K） AN～A0：地址端 D0～D7：数据端 VCC、GND：电源端 /CE：片选信号 /OE：读信号线 /WE：写信号线 怎样扩展？ 首先我们了解读/写外部RAM的时序。 怎样扩展？ 看图 分析 A.74LS373的作用，与扩展ROM一样，锁存低8位地址； B.高位地址线的连接决定地址单元编号，举例；