[理学]第7章 AT89C51单片机系统扩展.ppt

第7章 AT89C51单片机系统扩展 7.1 AT89C51最小应用系统 7.2 AT89C51单片机的外部扩展性能 7.3 程序存储器的扩展 7.4 数据存储器的扩展 7.5 I/O口的扩展 7.6 实验 习题与思考题 7.1 AT89C51最小应用系统 从本质上讲，单片机本身就是一个最小应用系统。由于晶振、开关等器件无法集成到芯片内部，这些器件又是单片机工作所必需的器件，因此，由单片机与晶振电路及由开关、电阻、电容等构成的复位电路就是单片机的最小应用系统。如图7-1所示，AT89C51片内有Flash程序存储器，由它构成的最小应用系统简单可靠。 7.2 AT89C51单片机的外部扩展性能 扩展外部芯片时要用到三总线。 1 、地址总线 地址总线用来传送存储单元或外部设备的地址。AT89C51由P0口提供低8位地址线,P2口提供高8位地址线 。由于P0口同时又作为数据口，地址数据是分时控制输出，所以低8位地址必须用锁存器锁存。 2. 数据总线(DB) 数据总线用来传送数据和指令码，AT89C51的数据线由P0口提供，其宽度为8位，该口为三态双向口。单片机与外部交换数据、指令、信息几乎都是由P0口传送。 3. 控制总线(CB) 控制线用来传送各种控制信息。AT89C51用于系统扩展的控制线有 、 、 、ALE、EA。 7.3 程序存储器的扩展 7.3.1 28C16程序存储器概述 1. 并行EEPROM28C16的特点 28C16是一种采用CMOS工艺制成的2 K×8位可用电擦除的可编程只读存储器。 其读写不需要外加任何元器件。读访问时间可为150～250 ns，在写入之前自动擦除；一个字节的擦除和写访问时间为200 ns～1 ms；工作电流为30 mA，备用状态时只有100 μA；电源电压为单一的+5 V；三态输出，与TTL电平兼容。引脚图见图7-2。 2. 引脚说明 (1) ?A0～A10：地址线； (2) ?D0～D7：数据线； (3) ：片选线(低电平有效)； =0，本芯片被选中工作，否则，本芯片不被选中工作； (4) ? ：写允许低(低电平有效)； (5) ?：输出允许(低电平有效)； (6) ?VCC：+5 V电源； (7) ?GND：接地端。 3. 工作方式 28C16工作方式选择如表7-1所示。 7.3.2 单片28C16的扩展电路 图7-3采用一片28C16的扩展程序存储器。由于89C51内部有4 KB的程序存储器，只有当片内4 KB存储器不够用时，才考虑扩展片外程序存储器。扩展存储器主要注意以下三个方面： (1) 地址总线的连接：28C16有2 KB的存储空间11根地址线，而89C51有64 KB的寻址空间16根地址线。 (2) 数据总线的连接：28C16 与AT89C51的数据总线都是8位，所以从D0～D7与89C51的P0.0～P0.7依次对应连接即可。 (3) 存储器片选端的连接：存储器片选端的连接是非常重要的，如果单片机扩展了多片存储器，它的连接往往是单片机剩余的高位地址线，这样就决定了各个存储器在系统中的地址范围。 7.3.3 多片28C16的扩展方 1. 线选法 由于28C16是2 K个字节的存储器，所以它的地址线是A0～A10，共11根。 图7-4就是采用线选法用三片28C16扩展存储器的电路图，按照未用地址线P2.3和P2.4以低电平“0”计算，三片28C16的地址范围分别是：28C16(1)为C000H～C7FFH，28C16(2)为A000H～A7FFH，28C16(3)为6000H～67FFH。 2. 地址译码法 如果采用线选法扩展存储器，可用的高位地址线有限。用少量的高位地址线扩展多片存储器，常常采用地址译码法。地址译码法只需在线选法的基础上加译码器就可以了。具体电路图如图7-6所示。 译码器芯片74LS138是3位选择输入线，8位译码输出线。所以最多能接八个芯片的片选端。图7-5是该芯片的引脚图，表7-2是该芯片的真值表。 表7-2 74LS138真值表