第八章单片机系统及外扩展解读.ppt

第8章 单片机小系统及外扩展 8.1 存储器的扩展(三总线)编址 8.2 新型串行总线技术 8.2.1 SPI接口技术 8.2.2 I2C总线 8.2.2 单总线 8-1-1 系统扩展及结构 单片机芯片内具有CPU、ROM、RAM、定时器/ 计数器及I / O口。但在实际应用中、大多数情况 下仅靠片内资源是不够的。 ——资源性扩展： 包括存储器扩展和I／O扩展。 如何扩展? 扩展功能如何实现? 扩展部件如何连接? 整个扩展系统以单片机为核心，通过 总线把各扩展部件连接起来，各扩展部件 “挂”在总线上。 所谓总线，就是连接系统中各扩展部 件的一组公共信号线。 包括：地址总线（AB）； 数据总线（DB）； 控制总线（CB）。 存储器的连接 存储器与微型机三总线的连接： 存储器与单片机的连接 存储器与微型机三总线的一般连接方法和存储器读写时序： 1.数据总线与地址总线 为两组独立总线。 存储器与单片机的连接 8-1-1-1 单片机扩展的实现 单片机扩展的首要问题就是构造系统总线，然后再往系统总线上“挂”存储芯片或I/O接口芯片。 “构造”总线——芯片本身并没有提供地址线和数据线。 具体的构造方法说明如下： 以P0口的8位口线作地址／数据线。 复用技术——地址和数据进行分离。 为此在构造地址总线时要添加一个8位锁存器。先把这低8位地址送锁存器暂存，然后就由地址锁存器给系统提供低8位地址，而把P0口线作为数据线使用。 以P2口的口线作高位地址线。 由P2口提供高8位，再加上P0口提供的低8位——64KB。 但实际应用系统中，地址高位并不固定为8位，而根据需要从P2口中引出。 8位地址锁存器：74LS373、8282等。 MCS-51用于扩展存储器的外部总线信号： P0.0～0.7 ： 8位数据和低8位地址信号，复用总线AD0～7。 P2.0～2.7 ： 高8位地址信号AB8～15。 ALE： 地址锁存允许控制信号。 PSEN： 片外程序存储器读选通信号。 EA： 内外程序存储器选择。 RD： 片外数据存储器读控制信号。 WR： 片外数据存储器写控制信号。 8-1-1-2 总线扩展驱动 8-1-2 存储器扩展及编址技术 8-1-2-1 存储器芯片的扩展 2716与8031的硬件连接图 地址空间： P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 × × × × × 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 × × × × × 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 例：三片8KB的存储器芯片组成 24KB 容量的存储器。 确定各存储器芯 片的地址空间： 8-1-2-2 存储器扩展的编址技术 所谓存储器编址，就是使用系统提供的地址线，通过适当的连接，最终达到一个编址唯一地对应存储器中一个存储单元的目的。 存储器编址分两个层次： 存储芯片的选择； 芯片内部存储单元的选择。 存储器映像研究各部分存储器在整个存储空间中所占据的地址范围，以便为存储器的使用提供依据。 线选法： 直接以系统的地址位作为存储芯片的片选信号。 优缺点：简单明了，且不需增加电路。但存储空间的使用是断续的，不能有效地利用空间，扩充容量受限，只适用于小规模系统的存储器扩展。 译码法： 对系统的高位地址进行译码，以其译码输出作为片选信号。 高效率地利用存储空间，适用于大容量多芯片扩展。 常用的译码芯片有：74LS139（双2-4译码器）、74LS138(3-8译码器)和74LS154(4-16译码器)等。 3-8 地址译码器：74LS138 3-8 地址译码器：74LS138 Y0、Y1、Y2分别连接三片存储器的片选端CE1、CE2、CE3 8-1-3 程序存储器扩展 工作时，ROM中的信息只能读出，要用特殊方式写入(固化信息)，失电后可保持信息不丢失。 1.掩膜ROM：不可改写ROM 由生产芯片的厂家固化信息。在最后一道工序用掩膜工艺写入信息，用户只可读（