第05章 单片机存储器扩展.ppt

第5章 单片机存储器扩展 MCS-51单片机系统的扩展结构如图5.1所示。 5.1.2 系统总线及总线构造 1. 系统总线 所谓总线，就是连接计算机各部件的一组公共信号线。 MCS-51使用的是并行总线结构，按其功能通常把系统总线分为三组，即地址总线、数据总线和控制总线。 (1)地址总线(Address Bus，简写AB)在地址总线上传送的是地址信号，用于存储单元和I／O端口的选择。地址总线是单向的，地址信号只能由单片机向外送出。MCS-51单片机存储器最多可扩展64KB。即216地址单元，因此地址总线有16条地址线。 (2)数据总线(Data Bus，简写DB)数据总线用于在单片机与存储器之间或单片机与I／O端口之间传送数据。单片机系统数据总线的位数与单片机处理数据的字长一致，MCS-51单片机是8位字长，所以数据总线的位数也是8位。数据总线是双向的，可以进行两个方向的数据传送。 (3)控制总线(Control Bus，简写CB)控制总线实际上就是一组控制信号线，包括单片机发出的，以及从其它部件传送给单片机的。 2.总线构造 单片机没有提供专用的地址线和数据线，而是采用I／O口线的复用技术，把I／O口线改造为总线。MCS-51单片机扩展总线构造如图5.2所示 (1)P0口线作低8位地址总线／数据总线 P0口作低8位地址总线，又作为数据总线，具有双重功能。图5.2中地址锁存器通常使用74LS373。 (2) P2口线作高8位地址总线 P2口提供的高8位地址总线和P0口提供的低8位地址总线形成了完整的16位地址总线。使单片机系统的扩展的寻址范围达到64K地址单元。 (3)控制总线 使用ALE作地址锁存的选通信号，以实现低8位地址的锁存； 以信号作扩展程序存储器的读选通信号； 信号作为内外程序存储器的选择信号； 作为扩展数据存储器和I／O端口的读写选通信号。真正能作为数据I／O使用的，只剩下P1口和P3口的部分口线了。 5.2 MCS-51单片机存储器扩展与编址技术 MCS-51单片机数据存储器和程序存储器的最大扩展空间都是64KB，扩展后系统形成两个并行的64KB存储空间。 进行存储器扩展时，可供使用的编址方法有两种，即：线选法和译码法。 1. 线选法 线选法直接以地址总线高位作为存储芯片的片选信号，为此只需把地址线与存储芯片的片选端直接连接即可。线选法编址的特点是简单明了，且不需要另外增加电路。但这种编址方法对存储空间的使用是断续的，不能充分有效地利用存储空间，适用于小规模单片机系统的存储器扩展。 应用时，单片机机剩余高位地址总线直接连接各存储器片选线。 2. 译码法 译码法使用译码器对系统的高位地址进行译码，以其译码输出作为存储芯片的片选信号。这种存储器编址方法能有效地利用存储空间，适用于大容量多芯片存储器扩展。译码电路使用译码器芯片。剩余高位地址总线通过地址译码器输出片选信号。常用的译码芯片有：74LS138(3-8译码器)等。 线选法 译码法 3-8 地址译码器：74LS138 Y0、Y1、Y2分别连接三片存储器的片选端CE1、CE2、CE3 5.3 MCS-51单片机程序存储器扩展 5.3.1 只读存储器概述 工作时，ROM中的信息只能读出，要用特殊方式写入(固化信息)，失电后可保持 信息不丢失。 1. 掩膜ROM：不可改写ROM 由生产芯片的厂家固化信息。在最后一道工序用掩膜工艺写入信息，用户只可读。 2. PROM：可编程ROM 用户可进行一次编程。存储单元电路由熔丝相连，当加入写脉冲，某些存储单元 熔丝熔断，信息永久写入，不可再次改写。 3. EPROM：可光擦除PROM 用户可以多次编程。编程加写脉冲后，某些存储单元的PN结表面形成浮动栅， 阻挡通路，实现信息写入。用紫外线照射可驱散浮动栅，原有信息全部擦除，便可再 次改写。如：2716、2732、2764、27128、27256 4. EEPROM：可电擦除PROM 既可全片擦除也可字节擦除，可在线擦除信息，又能失