单片机 第6章 MCS-51单片机存储器扩展技术.pptVIP

第6章 MCS－51单片机存储器扩展技术 6.1存储器的基本知识 6.2 存储器扩展概述 6.3 程序存储器的扩展 6.4 数据存储器的扩展 6.1 存储器基本知识 6.1.1　存储器的分类 1．按存储器所处位置分有 内部存储器 外部存储器 2．按存储器的读写方式分有 只读存储器ROM（Read Only Memory) 随机存取存储器RAM（Random Access Memory） 只读存储器又分掩模ROM、PROM和EPROM三类 按照信息存储的不同原理，RAM可以分为SRAM和DRAM两类。 (1)SRAM SRAM（Static RAM,静态随机存取存储器）依靠触发器存储每位二进制信息，用触发器的两个稳定状态来表示所存二进制信息“0”和“1”，因此SRAM所存储的信息可长期保存，无需刷新电路为它刷新。 (2)DRAM DRAM（Dynamic RAM,动态随机存取存储器）依靠存储电容寄存二进制信息，因存储电容上的电荷容易泄漏，故需经常刷新。DRAM的存储容量大，集成度也高，但由于需要外加刷新电路，故只适用于较大系统，在单片机系统中很少使用。 6.1.2存储器主要性能指标 1．存储容量 存储容量=字数×字长 2．最大存取时间 3．存储器功耗 4．可靠性和工作寿命 6.2 　存储器扩展概述 6.2.1　单片机系统总线 1． 系统总线 单片机总是通过系统总线与扩展的存储器及I/O口交换信息。总线是信息传送的公共通道，按功能不同通常可分为三组，即地址总线、数据总线和控制总线，俗称三总线 。 2． 单片机系统总线的构成 MCS－51单片机由于受管脚的限制，没有专用的数据线和地址线，为了便于与各种芯片相连接，当系统要求扩展时，应将其外部连线变为与一般CPU相类似的三总线结构形式，如图6-1所示。 图6-1 单片机的总线结构 3．总线驱动 在单片机应用系统中，通常要在三总线上挂接很多负载，如存储器、并行接口、A/D与D/A接口、显示器接口等，但总线端口的驱动能力是很有限的，一般只能驱动几个LSTTL负载或十几个MOS电路负载，因此常常需要进行总线驱动。 常用的总线驱动器有74LS244（单向）和74LS245（双向）。 6.2.2　存储器的编址技术 存储器扩展的核心问题是存储器的编址问题。所谓编址，就是给存储单元分配地址，即使用系统提供的地址线，通过适当的连接，最终达到一个地址唯一地对应存储器中的一个存储单元的目的。由于存储器通常是由多个芯片组成，因此存储器的编址实际上就是解决存储芯片的选择（片选）和该芯片内部存储单元的选择（字选）问题。而字选的方法一般很简单，只需把存储芯片的字选地址线和单片机的从A0开始的低位地址线直接连接即可实现，但片选却比较复杂。所以所谓的存储器编址，主要是研究芯片的选择问题。 通常，片选的方法有两种：线选法和译码法。 6.3 程序存储器的扩展 6.3.1　程序存储器的扩展原理及时序 在MCS-51单片机应用系统扩展中，通常都要用到程序存储器的扩展。因为单片机的地址总线为16位，所以扩展片外存储器的最大容量为64KB，地址范围为0000H~FFFFH，这16位地址由P0口和P2口共同提供，P2口输出地址高8位，P0口分时输出地址低8位和输入指令码。是访问片外程序存储器的读选通信号，它在从外部程序存储器取指令时或执行MOVC指令时变为有效。 图6-7 片外程序存储器的操作时序 6.3.2　常用程序存储器芯片 1. EPROM存储器 常用的EPROM芯片有2716、2732、2764、27128、27256、27512等 。 2. E2PROM存储器 E2PROM芯片的优点是可多次擦写使用，缺点是擦除和写入时需要专用设备，即使是写错一个字节，也必须全片擦除之后重写。 常用的E2PROM芯片有2816、2816A、2817、2817A和2864A等。 6.4 数据存储器的扩展 6.4.1　片外数据存储器的操作时序 单片机不仅可以扩展64KB的程序存储器，还可以扩展64KB的数据存储器，其扩展方法与程序存储器相类似，由P2口提供高8位地址，P0口分时提供低8位地址和用作8位双向数据总线。由于访问片外数据存储器使用MOVX指令，读与写操作由和信号控制，所以，虽然与程序存储器的地址空间范围相同，但使用时不会发生冲突。CPU对扩展的片外数据存储器进行读写操作的时序如图6-13所示。 6.4.2常用的SRAM芯片及扩展方法 MCS-51单片机只有128B的数据RAM，应用中要更多的RAM时，只能在片外扩展。可扩展的最大容量为64KB。RAM有DRAM（动态存储器）和SRAM（静态存储器），动态存储器定时刷新（充电）