单片机系统扩展-Read.PPT

第7章 单片机系统扩展 ● 教学目标介绍单片机程序存储器的扩展方法介绍单片机数据存储器的扩展方法 介绍单片机I/O口的扩展方法 ● 学习要求熟悉单片机片外三总线结构和扩展能力 掌握系统扩展EPROM,RAM,I/O口方法 掌握地址译码及片选方法 了解单片机总线驱动能力和扩展方法 7.1 MCS-51系列单片机的外部扩展性能 7.1.1 MCS-51系列单片机的片外总线结构 为了满足系统扩展要求，MCS-51系列单片机的片外引脚可以构成图7-1所示的三总线结构，即地址总线(AB)、数据总线(DB)和控制总线(CB)。所有的外部芯片都是通过这三组总线进行扩展。 图7-1 单片机的片外三总线结构 高8位地址 低8位地址 16位地址总线 ?? 8位数据总线 控制总线 ? 1.地址总线(AB) 地址总线宽度为16位，因此可寻址范围为216=64KB。地址总线由P0口提供低8位地址A7~A0，由P2口提供高8位地址A15~A8。 2.数据总线(DB) 数据总线由P0口提供，其宽度为8位。 3.控制总线(CB) 控制总线包括片外系统扩展用线和片外信号对单片机的控制线。 , ：用于片外数据存储器(RAM)的读写控制。当执行片外数据存储器操作指令MOVX时，这两个信号自动生效。 ：用于片外程序存储器(EPROM)的读数控制。 ALE：用于锁存P0口输出的低8位地址的控制线。通常，ALE在P0口输出地址期间用其下降沿控制锁存器锁存地址数据。 ：用于选择片内或片外程序存储器。当 =0时，只访问片外程序存储器，而不管片内有无程序存储器。因此，在扩展并使用外部程序存储器时，必须将 接地。 7.1.2 MCS-51系列单片机的系统扩展能力 根据地址总线宽度，MCS-51系列单片机在片外可扩展的存储器最大容量为64KB，地址范围为0000H~FFFFH。 1.片外数据存储器与程序存储器的地址范围一样为64KB，地址也可重复，它们由单片机不同的指令和控制信号区分：读片外程序存储器的指令为MOVC,读写片外数据存储器的指令为MOVX；读片外程序存储器的控制信号为 ，读写片外数据存储器的控制信号为 和 。 2.片外数据存储器与片内数据存储器的地址可重复，但操作指令不同。对片内数据存储器读写的指令为MOV，对片外数据存储器读写的指令为MOVX。 3.为配置外围设备而需要扩展的I/O接口，如A/D、D/A等，与片外数据存储器统一编址， 7.1.3 MCS-51系列单片机的总线驱动能力及扩展方法 一、总线的驱动能力 MCS-51系列单片机作为数据总线和低8位地址总线的P0口可驱动8个LSTTL电路，而P1、P2、P3只能驱动4个LSTTL电路。当应用系统规模过大时，可能造成负载过重，致使驱动能力不够，系统不能可靠地工作。 二、总线的扩展概述 在设计计算机应用系统硬件电路时，首先要估计总线的负载情况，以确定是否需要对总线的驱动能力进行扩展。 地址总线和控制总线为单向的，可采用单向三态线驱动器(如74LS244)进行驱动能力的扩展。数据总线为双向的，必须采用双向三态线驱动器(如74LS245)进行驱动能力的扩展。 7.2 MCS-51