第六章 单片机系统扩展技术 - 1.ppt

通常用74LS244(8位三态缓冲器及总 线驱动器)扩展输入口，用74LS273(8D锁存器)/373扩展输出口 在扩展接口时，还应注意两点: 用串行口扩展并行I/O口 MCS-51单片机的串行口在方式0时是一个同步移位寄存器I/O方式，可用来扩展8位并行输入/输出口。 * 第六章 单片机系统扩展技术(1) 信息科学与工程学院 * 信息科学与工程学院 第六章 单片机系统扩展技术 MCS-51单片机系统扩展原理 程序存储器扩展 数据存储器RAM扩展 常用扩展器件 简单的I/O接口的扩展 §6-1 MCS-51单片机系统扩展原理 现状： (1) 资源有限 (2) 功能部件缺少 系统扩展一般有以下几方面： 外部程序存储器的扩展 外部数据存储器的扩展 输入/输出接口的扩展 功能器件的扩展(如A/D变换器、定时器/计数器等) 1. MCS-51的三总线结构: 具有很强的外部扩展功能 程序存储器读周期 74LS373：具有三态输出的锁存器 锁存器 D0 . . . D7 G Q0 . . . Q7 三态门 E OUT 结构框图 高阻 X X H 保持 X L L L L H L H H H L 输出 输入D 锁存控制 G 输出使能 E 逻辑功能： 2. MCS-51单片机系统地址空间分配 系统特点： (1) 允许片外的数据存储器和程序存储器地址重叠 (2) 对于数据存储器：允许片内外地址重叠 (3) 对于程序存储器：片内外的选择由EA信号决定 计算机系统的编址方式： (1) 独立编址 (2) 统一编址 MCS-51系统的扩展方式： 通过三总线扩展各种外围芯片，CPU根据地址访问外部扩展器件，即由系统地址线上送出的信息选中某一单元进行读写 关键： 如何通过适当的地址线产生各外部扩展器件的片选/使能等信号 编址： 研究外围芯片片选/使能信号的产生，即系统地址空间的分配，其目的是通过编址选中唯一的外围芯片，实现与接口对象的一一对应关系。 外围芯片的选择是由系统的高位地址线通过译码实现 外围芯片内的单元寻址，直接由系统低位地址确定 片选信号的产生方法： 线选法、全地址译码法、部分译码法 线选法 直接用系统空闲的高位地址先作为芯片的片选信号 A15 0#芯片 (6000H~7FFFH) CS A0 A1 A2 1#芯片 (A000H~BFFFH) CS A0 A1… A12 2#芯片 (C000H~DFFFH) CS A0 A1 A14 A13 优点：无须增加硬件电路 缺点：寻址范围不唯一，地址空间没有充分利用，可扩展芯片个数少 地址范围确定方法？ 未用到的地址线设置为1或0(一般为1)，用到的地址线由所访问的芯片和单元确定，片选为0。 全地址译码法 利用译码器对系统地址总线中未被外扩芯片用到的高位地址线进行译码。常用译码器有： 2-4译码器(74LS139),对A15,A14译码可产生4个片选信号，可接4个芯片，每个芯片可占16KB的地址空间； 3-8译码器(74LS138),对A15,A14,A13译码可产生8个片选信号，可接8个芯片，每个芯片可占8KB的地址空间； 4-16译码器(74LS154),对A15,A14,A13,A12译码可产生16个片选信号，可接16个芯片，每个芯片可占4KB的地址空间； A15 0#芯片 (1FF8H~1FFFH) CS A0 A1 A2 1#芯片 (2000H~3FFFH) CS A0 A1… A12 7#芯片 (C000H~DFFFH) CS A0 A1 A14 A13 . . . . . . Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 A B C G 1G 2G +5V 地 地址范围确定方法？ 未用到的地址线作为地址译码器的输入，输出作为片选信号 优点: (1) 存储单元只有唯一的系统空间地址，不存在地址重叠 (2) 存储空间的使用是连续的，利用率较高 (3) 利用高位地址，全地址译码产生片选信号比线选法多 缺点：所需译码电路较多 部分地址译码法 在未被外扩芯片用到的高位地址线中，只有一部分参加地址译码，其余是悬空的。 此时，外部存储单元的地址不唯一：悬空地址线上的电平变化，不会影响对外部存储单元的选址。 为避免因地址重叠引起程序运行的错误，必须把程序和数据存放在基本地址范围。 优点：减少所用地址译码器的数量 §6-2 常用扩展器件 §6-3 程序存储器扩展 程序存储器有：EPROM、EEPROM、FLASH等 MCS-51常用EPROM进行扩展：2716(2K)