第08章_MCS-51单片机系统扩展.ppt

8.1 概述8.2 程序存储器扩展8.3 数据存储器扩展8.4 同时扩展ROM和RAM8.5 闪速存储器8.6 输入/输出接口扩展 8.1 概述 1． MCS-51单片机的最小系统 对于8051单片机，只要加上振荡电路和复位电路，该系统就可以工作，常称这样的系统为最小系统。对于不带片内ROM的单片机如8031，需要在片外扩展ROM之后才能构成最小系统。 2.系统扩展的基本方法 单片机的外部引线分为三组总线：数据线、地址线、控制线。系统扩展就是将需要的外部资源挂接到这三组总线上,使其能够与CPU正确通信，完成数据交换。 （1）数据总线（DB）：数据总线用于单片机与存储器或I/O口的数据传送。由P0口提供。 ALE：地址锁存控制。ALE的下降沿控制锁存器锁存P0口输出的低8位地址。与锁存器控制端相连。 /PSEN：程序存储器ROM的读控制信号。执行程序存储器读指令MOVC时，该信号有效。与程序存储器输出使能端相连。 /EA：程序存储器选择。0：片外程序存储器；1：从片内程序存储器开始访问。接地或接电源VDD。 /RD、/WR：片外数据存储器的读写控制。执行片外数据存储器读写指令MOVX时，信号有效。分别与片外数据存储器芯片的输出使能和写使能线相连。 3.系统扩展中的地址译码技术 线选法：先将扩展芯片的地址线与单片机的地址总线从低位开始顺次相连后，剩余的高位地址线的一根或几根直接连接到各扩展芯片的片选线上。 线选法优点：连接简单； 缺点：①芯片地址空间不连续； ②存在地址重叠现象。 适用于扩展存储容量较小的场合。 部分译码法：先将扩展芯片的地址线与单片机的地址总线从低位开始顺次相连后，剩余的高位地址线的一部分经译码后连接到各扩展芯片的片选线上。 表8-2 译码法三片存储器芯片地址分配表 全译码：先将扩展芯片的地址线与单片机的地址总线从低位开始顺次相连后，剩余的高位地址线的全部经译码后连接到各扩展芯片的片选线上。原理与部分译码相似，如在图8-4中，将A15连接到G1端，就成为全译码方式。由于剩余的高位地址线全部参加译码，一个地址对应一个寻址单元，扩展芯片的地址空间是唯一确定的，不会有地址重叠。但译码电路相对复杂。在扩展芯片容量不大的情况下，选择线选法，电路会简单些，可降低成本。当扩展芯片容量比较大时，选择全译码，消除地址重叠，充分利用存储空间。 8.2 程序存储器扩展 8.2.1 程序存储器扩展原理 1．程序存储器扩展的一般连接方法 2．访问外部程序存储器的时序 访问外部程序存储器的操作时序如图8-6所示，其操作过程如下。 （1）在S1P2时刻产生ALE信号。 （2）由P0、P2口送出16位地址，由于P0口送出的低8位地址只保持到S2P2，所以要利用ALE的下降沿将P0口送出的低8位地址信号锁存到地址锁存器中。而P2口送出的高8位地址在整个读指令的过程中始终有效，因此不需要对其进行锁存。从S2P2起，ALE信号失效。 （3）从S3P1开始，PSEN开始有效，对外部程序存储器进行读操作，将选中的单元中的指令代码从P0口读入，S4P2时刻，失效。 （4）从S4P2后开始第二次读入，过程与第一次相似。 8.2.2 程序存储器扩展举例 1．EPROM程序存储器扩展 （1）线选法的单片程序存储器的扩展 【例】 试在8051的最小系统上扩展一片EPROM 2764。 2764是8K×8位程序存储器，芯片的地址引脚线有13条，顺序和单片机的地址线A0~A12相接。由于不采用地址译码器，所以高3位地址线A13、A14、A15不接，故有23=8个重叠的8 KB地址空间。因只用一片2764，其片选信号/CE可直接接地(常有效)。其连接电路如图8-8所示。 上图所示电路的8个重叠的地址范围为 0000000000000000~0001111111111111，即0000H~1FFFH； 0010000000000000~0011111111111111，即2000H~3FFFH； 0100000000000000~0101111111111111，即4000H~5FFFH； 0110000000000000~0111111111111111，即6000H~7FFFH； 1000000000000000~1001111111111111，即8000H~9FFFH； 1010000000000000~1011111111111111，即A000H~BFFFH；