[工学]第五章 单片机系统的扩展技术.ppt

第五章 单片机扩展技术 第一节 系统扩展概述 一、单片机典型扩展方法 通过系统总线将各扩展部件连接起来，以使各部件之间传送数据、地址和控制信号。 二、单片机系统总线构造 总线是连接计算机各部件的一组公共信号线，按其功能通常分为地址总线(AB)、数据总线(DB)和控制总线(CB)。 DB：P0口。 AB：P2、P0口。 P0口是分时复用的双向数据总线和低8位地址总线，增加一个8位锁存器，通过对锁存器的控制实现对地址（低8位）和数据的分离。 地址锁存器74LS373真值表： OE G D Q L H H H L H L L L L × 不变 H × × 高阻 CB：控制信号线 。 ⑴ALE：地址锁存选通信号（高电平有效）。 ⑵PSEN：扩展程序存储器（外部ROM）读选通信号（低电平有效）。 ⑶EA：内外程序存储器的选择信号（低电平有效）。 ⑷RD和WR：扩展外部数据存储器（RAM）的读、写选通信号（低电平有效）。 第二节 存储器的扩展 一、典型RAM和ROM芯片介绍 随机存储器（RAM）：读写两种操作， 分为静态（SRAM）和动态（DRAM）两种。 可编程ROM（PROM）：内容只能写一次。 可改写ROM（EPROM）：紫外线擦除。 可改写ROM（EEPROM）：电擦除。 快擦写ROM：flashROM。 二、存储器扩展的基本方法 1、存储器扩展的基本问题。 扩展容量：16根地址线最大可扩展到64K。 扩展要解决的问题：地址线、扩展芯片在64K范围内所占的地址范围。 存储器扩展的编址：存储芯片的选择、片内单元的编址。 选择芯片的方法：片选技术。 （2）片选法 将低位地址总线直接连至各芯片的地址线,将高位地址总线经地址译码器译码后作为各芯片的片选信号。 一般使用2/4译码器、3/8译码器，对P2口高位地址线进行译码，适用于大规模扩展。 例2 扩展三片2K存储芯片（6116），试用片选法给出接线图和地址。 编址：P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7~P0.0 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7~A0 1号片 0 0 0 0 0 0 0 0 00H 0 0 0 0 0 1 1 1 FFH 2号片 0 0 0 0 1 0 0 0 00H 0 0 0 0 1 1 1 1 FFH 3号片 0 0 0 1 0 0 0 0 00H 0 0 0 1 0 1 1 1 FFH 地址范围： 1# 0000H~07FFH 2# 0800H~0FFFH 3# 1000H~17FFH 扩展接线结构如图： 三、存储器扩展实例 例3 线选法扩展二片2K容量6116，一片4K容量2716。 2716：0000H~07FFH 6116（1）：0000H~07FFH 6116（2）：0800H~0FFFH 第三节 I/O接口的扩展 一、 I/O接口技术概述 1.CPU和外部设备之间数据传送特点 外部设备工作速度差异很大。慢速设备：开关、继电器等；快速设备：磁盘等。CPU无法按固定时序协调各方的工作。 外部设备种类繁多：机械式、机电式、电子式。 外部设备数据信号多样化：电压信号、电流信号、数字量、模拟量等。 外部设备数据传送有近距离、远距离。 2.接口电路主要功能 速度协调 数据锁存 三态缓冲 总线隔离技术：任一时刻，只允许一个数据源使用数据总线。其余