单片机系统功能的扩展.ppt

图4.13 全译码、两片2764 EPROM的扩展连接图 4.3.3 数据存储器的扩展 1．数据存储器芯片 图4.14 常用静态RAM芯片的引脚图 图4.15 iRAM芯片的引脚图 2．数据存储器的扩展举例 例4 采用2114芯片在8031片外扩展1 KB数据存储器。 图4.16 用两片2114 EPROM的扩展连接图 4.3.4 兼有片外程序存储器和片外数据存储器的扩展举例 例5 采用2764和6264芯片在8031片外分别扩展24 KB程序存储器和数据存储器。 扩展连接电路如图4.17所示。从图中可以看出，各有一片2764和一片6264的片选端并接在一根译码输出线上。即有2764和6264芯片相同的地址单元将会同时选通，这不会发生地址冲突，因为两种芯片的控制信号是不一样的。请读者自己分析两种存储器及各芯片的地址范围。 图4.17 兼有片外ROM，又有片外RAM的扩展连接图 4.4 I/O 扩 展 4.4.1 I/O口扩展概述 1．MCS-51单片机I/O口扩展性能 单片机应用系统中的I/O口扩展方法与单片机的I/O口扩展性能有关。 (1) 在MCS-51单片机应用系统中,扩展的I/O口采取与数据存储器相同的寻址方法。所有扩展的I/O口或通过扩展I/O口连接的外围设备均与片外数据存储器统一编址。任何一个扩展I/O口，根据地址线的选择方式不同，占用一个片外RAM地址，而与外部程序存储器无关。 (2) 利用串行口的移位寄存器工作方式(方式0)，也可扩展I/O口，这时所扩展的I/O口不占用片外RAM地址。 (3) 扩展 I/O口的硬件相依性。在单片机应用系统中，I/O口的扩展不是目的，而是为外部通道及设备提供一个输入、输出通道。因此，I/O口的扩展总是为了实现某一测控及管理功能而进行的。例如连接键盘、显示器、驱动开关控制、开关量监测等。这样，在I/O口扩展时，必须考虑与之相连的外部硬件电路特性，如驱动功率、电平、干扰抑制及隔离等。 (4) 扩展I/O口的软件相依性。根据选用不同的I/O口扩展芯片或外部设备时，扩展I/O口的操作方式不同，因而应用程序应有不同，如入口地址、初始化状态设置、工作方式选择等。 2．I/O口扩展用芯片 MCS-51单片机应用系统中I/O口扩展用芯片主要有通用I/O口芯片和TTL、CMOS锁存器、缓冲器电路芯片两大类。 通用I/O口芯片选用Intel公司的芯片，其接口最为简捷可靠，如8255、8155等。 采用TTL或CMOS锁存器、三态门电路作为I/O扩展芯片，也是单片机应用系统中经常采用的方法。这些I/O口扩展用芯片具有体积小、成本低、配置灵活的特点。一般在扩展8位输入或输出口时十分方便。可以作为I/O扩展的TTL芯片有74LS373、74LS277、74LS244、74LS273、74LS367等。在实际应用中，根据芯片特点及输入、输出量的特征，应选择合适的扩展芯片。 3．I/O口扩展方法 根据扩展并行I/O口时数据线的连接方式，I/O口扩展可分为总线扩展方法、串行口扩展方法和I/O口扩展方法。 (1) 总线扩展方法。扩展的并行I/O芯片，其并行数据输入线取自MCS-51单片机的P0口。这种扩展方法只分时占用P0口，并不影响P0口与其它扩展芯片的连接操作，不会造成单片机硬件的额外开销。因此，在MCS-51单片机应用系统的I/O扩展中广泛采用这种扩展方法。 (2) 串行口扩展方法。这是MCS-51单片机串行口在方式0工作状态下所提供的I/O口扩展功能。串行口方式0为移位寄存器工作方式，因此接上串入并出的移位寄存器可以扩展并行输出口，而接上并入串出的移位寄存器则可扩展并行输入口。这种扩展方法只占用串行口，而且通过移位寄存器的级联方法可以扩展多数量的并行I/O口。对于不使用串行口的应用系统，可使用这种方法。但由于数据的输入输出采用串行移位的方法，传输速度较慢。 (3) 通过单片机片内I/O口的扩展方法。这种扩展方法的特征是扩展芯片的输入输出数据线不通过P0口，而是通过其它片内I/O口。即扩展片外I/O口的同时也占用片内I/O口，所以使用较少，但在MCS-51单片机扩展8243时，为了模拟8243的操作时序，不得不使用这种方法。 4.4.2 8255可编程并行I/O口扩展 1．芯片引脚及其内部结构 图4.18 8255A芯片的引脚图 图4.19 8255A芯片的内部结构图 表4.3 8255芯片的引脚