微机原理存储器的扩展.pptVIP

第五章 存储器的扩展 学习内容 对于一些较大的应用系统，需要扩展一些外围芯片，以补充片内硬件资源的不足。本章主要介绍存储器的扩展。 概述 地址的锁存 地址的译码 外部存储器的扩展方法 第一节：概述 一、 片外总线结构 三总线结构形式：当系统要求扩展时，为了便于与各种芯片相连接，应把单片机外部连线变为一般微机所具有的三总线结构形式：地址总线、数据总线、控制总线 MCS-51系列单片机的片外引脚可构成下图所示的三总线结构，所有的外围芯片都将通过这三总线进行扩展。 三总线结构 1. 数据总线DB：宽度8位，由P0口提供，三态双向口，单片机与外部交换的所有信息，几乎都通过P0口传送。是应用系统中使用最频繁的通道。 片外多个扩展芯片的数据线采用并联方式连接在数据总线上，而在某一时刻只有端口地址与单片机发出的地址相符的芯片才能与单片机进行通信。 2. 地址总线AB：宽度16位，寻址范围216＝64K字节。 低8位A7～A0由P0口经地址锁存器提供。 高8位Al5～A8 由P2口直接提供。 P0、P2口在系统扩展中用作地址线后，便不能再作为一般I/0口使用。 3. 控制总线CB：包括片外系统扩展用控制线和片外信号对单片机的控制线。 （1）WR、RD：片外数据存储器的读/写控制。执行MOVX时，这两个信号分别自动生成。 （2）PSEN：片外程序存储器的读控制。执行MOVC时，该信号自动生成。 （3）ALE：锁存P0口输出的低8位地址的控制线。ALE在P0口输出地址期间，用下降沿控制锁存器对地址进行锁存，该信号自动生成。 （4）EA：选择片内、片外程序存储器。 0：片外程序存储器。 1：片内程序存储器。 二、系统扩展能力 地址线16位，容量64KB，地址0000H～FFFFH。片外RAM和ROM的访问使用不同的指令及控制信号，允许两者地址重合。 对于有片内ROM的单片机，片内ROM与片外ROM的访问使用相同的操作指令，对两者的选择则靠硬件来实现。 EA＝0时，选择片外程序存储器，即无论片内有无程序存储器，片外程序存储器的地址可从0000H开始 EA＝l时，选片内程序存储器，若片内程序存储器容量为4KB，则其地址为0000H～0FFFH，片外程序存储器地址只能从1000H开始。 为了应用系统的需要而扩展的I/O口、A/D、D/A转换口及定时/计数器均是与片外数据存储器统一编址的。即通常把64KB的外部数据存储器空间的一部分作为扩展I/O端口的地址空间，每一个I/O口相当于一个数据存储单元，CPU如同访问外部数据存储器一样访问扩展I/O口，对其进行读写操作。 三、常用存储器芯片 1、程序存储器：存放程序代码和常数 由于单片机的应用系统通常是专用的微机系统，一经开发研制完毕，其软件也就定型，所以常用半导体只读存储器（Read Only Memory,缩写为ROM）作为单片机的程序存储器。 根据写入或擦除方式的不同，ROM分为5种 (1)? 掩膜ROM 由芯片生产厂家用最后一道掩膜工艺来写入信息的，用户不能再作更改，如8051的内部ROM。掩膜ROM集成度高，成本低，适合用于大批量生产。 (2)? 可编程ROM（PROM） 芯片出厂前未写入信息，由用户自行写入（即编程），在专用的编程器上进行的。一旦编程后，芯片内容不能再作更改。 (3)? 紫外线擦除可编程ROM（EPROM） 由用户利用编程器写入信息，其内容可以更改。在紫外线照射下使电路复位，原存信息被擦除，然后重新编程。能反复多次使用。 EPROM广泛应用于各种微机系统。通常采用的标准芯片有： 2716（2KB） 、2732（4KB） 2764（8KB） 、27128（16KB） 27256（32KB）、27512（64KB）。 (4)? 电擦除可编程ROM（EEPROM） 采用电的方法擦除，能整片擦除，字节擦除，擦除和写入可以在单片机内进行，不需要附加设备，每个字节允许擦写次数目前约1万次。因而比EPROM性能更优越，但价格较高。常用的有两种类型芯片： ①＋21V写入：2816，2817（2K字节）。 ②＋5V写入：2816A，2817A（2K字节），2864（8K字节）。 （5） 快擦写型存储器（Flash Memory） 一种新型的可擦除、非易失性存储器。它既有EPROM价格低、集成度高的优点，又有EEPROM电可擦除和写入的特性。其擦除和写入的速度比EEPROM快得多，目前商品化的FlashMemory已做到允许擦写次数达10万次。这种存储器具有很好的应用前景。 2、数据存储器： 功能：存储现场采集的原始数据、运算结果。 需要经常进行读写操作，所以通常采用半导体读写存储器，即随机存取存储器（Random Acces