第八章扩展存储器.ppt

8.1概述 8.2系统总线及总线构造 8.3地址空间分配和外部地址锁存器 8.4程序存储器的扩展 8.5静态数据存储器的扩展 8.6 EPROM和RAM的综合扩展 8.7ATMEL 89C 51/89C55单片机的片内闪烁存储器 【学习目标】 1.理解单片机的系统总线 2.理解3种译码方法 3.理解外部ROM、RAM的扩展 【重点内容】 1.掌握全译码方法 2.掌握外部数据存储器和程序存储器的扩展方法 8.1 概述 片内的资源如不满足需要，需外扩存储器和I/O功能部件：系统扩展问题，内容主要有： (1)外部存储器的扩展（外部存储器又分为外部程序存储器和外部数据存储器） (2) I/O接口部件的扩展。 本章介绍MCS – 51单片机如何扩展外部存储器，I/O接口部件的扩展下一章介绍。 MCS-51单片机外部存储器结构:哈佛结构（程序存储器和数据存储器空间截然分开） 。 MCS-96单片机的存储器结构:普林斯顿结构（也称冯·诺伊曼结构，是一种将程序存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构 ）。 MCS-51数据存储器和程序存储器的最大扩展空间各为64KB。 系统扩展首先要构造系统总线。 8.2 系统总线及总线构造 8.2.1 系统总线 总线：连接计算机各部件的一组公共信号线。 按其功能通常把系统总线分为三组： 1.地址总线（Adress Bus,简写AB） 2.数据总线(Data Bus，简写DB) 3.控制总线（Control Bus，简写CB） 8.2.2 构造系统总线 系统扩展的首要问题: 构造系统总线，然后再往系统总线上“挂”存储器芯片或I/O接口芯片，“挂”存储器芯片就是存储器扩展，“挂”I/O接口芯片就是I/O扩展。 MCS-51由于受引脚数目的限制，数据线和低8位地址线复用。 为了将它们分离出来，需要外加地址锁存器，从而构成与一般CPU相类似的片外三总线，见图8-2。 地址锁存器一般采用74LS373，采用74LS373的地址总线的扩展电路如下图(图8-3)。 1.以P0口作为低8位地址/数据总线。 2．以P2口的口线作高位地址线。 3.控制信号线。 *使用ALE信号作为低8位地址的锁存控制信号。 *以PSEN*信号作为扩展程序存储器的读选通信号。 *以EA*信号作为内外程序存储器的选择控制信号。 *由RD*和WR*信号作为扩展数据存储器和I/O口的 读选通、写选通信号。 思考题： 请问执行 MOVX A,@DPTR指令时，RD和WR引脚的状态？ 8.3 读写控制、地址空间分配和外部地址锁存器 8.3.1 存储器地址空间分配 存储器空间分配除考虑地址线连接外，还讨论各存储器芯片在整个存储空间中所占据的地址范围。 单片机地址总线为16条，可寻址的最大空间为64KB，用户可根据系统的需要确定扩展存储器容量的大小。 存储器扩展的核心问题是存储器的编址问题，即给存储单元分配地址。 存储器通常由多块芯片组成，编址分为两个层次：芯片内部存储单元编址和存储器芯片编址。要完成这种功能，必须进行两种选择： “片选”和 “单元选择”。片选用高位地址（片外地址）单元选择用地位地址（片内地址）。 （举例：教室编号） 常用的存储器地址分配的方法有3种：全译码、部分译码和线选法。 1. 全译码 利用系统的全部的高位地址线作为存储器芯片（或I/O接口芯片）的片选信号。 特点：地址与存储单元一一对应，地址空间的利用率高。 例8-1： 利用全译码为80C51扩展16KB的外部数据存储器，存储芯片选用SRAM6264，要求外部数据存储器占用从0000H开始的连续地址空间。 这些芯片与MCS-51单片机地址分配有关的地址线连线，电路如下图。 例8.2 利用全译码为80C51扩展40KB的外部数据存储器，存储器芯片选用SRAM6264.要求外部数据存储器占用从6000H开始的连续地址空间。 分析：需要使用5片6264芯片： 1#芯片地址：6000H—7FFFH 2#芯片地址：8000H—9FFFH 3#芯片地址：A000H—BFFFH 4#芯片地址：C000H—DFFFH 5#芯片地址：E000H—FFFFH 扩展的芯片较多时，译码电路需使用专用译码器，3-8译码器74LS138是一种常用的地址译码器： 2. 部分译码 利用系统的部分高位地址线作为译码电路的输入信号进行译码。 缺点：地址与存储单元不是一一对应的，而是一个单元对应多个地址。即在部分译码电路中，有若干条地址线不参与译码，会出现地址重叠现象