《单片机原理及应用》课件1第2章.ppt

?借助于A，直接使用互换指令：MOVA，52H ；把52H单元中的数据07H送到AXCHA，53H ；把53H单元中的数据18H与A中的数据07H交换再次强调，完成同样的任务可以有不同的方法，而不同的方法会占用不同的字节数和不同的执行时间。所以在程序编制过程中，需要注意指令的选择：在高效和精确定时的程序中，要注意不同指令执行需要的机器周期数；在强调存储空间的节约和查表程序设计时，要从手册中查找指令的字节数。2.4存储器的扩展存储器的扩展分为程序存储器的扩展和数据存储器的扩展。51系列单片机的程序寻址空间为64KB，但市场上51系列单片机内部自带的程序存储器空间大部分是8KBFlash，能够满足一般用户的需要(有些自带的程序存储器空间为16KB、32KB和64KBFlash)。现在程序存储器的扩展不是关键的问题，大部分用户不用扩展就已够用。但是，对于数据存储器却依然是个关键问题，这一方面是因为单片机内部的数据存储器空间太小，另一方面是因为外部设备和外部I/O空间的扩展都是按照外部RAM的空间范围来访问的。这里为了保持存储器扩展的完整性，分成三个部分予以介绍：程序存储器的扩展、数据存储器的扩展和存储器空间地址的分配。2.4.1外部程序存储器的扩展由图2-2已经知道，程序存储器的空间可以扩展到64KB，这时需要将单片机的引脚接高电平。在程序存储器扩展的情况下，程序可以首先从片内的程序存储器开始顺序执行，当访问超过内部程序存储器空间时，单片机会自动转向外部程序存储器执行程序。访问外部程序存储器的时序如图2-21所示。在CPU访问外部程序存储器时，P0口作为地址/数据总线分时复用端口，先送出外部ROM低8位地址A0～A7，在ALE的下降沿将其锁存到锁存器得到PCL，P2口输出的A8～A15不用锁存，这样形成的16位的PC指针便指向外部程序存储器的相应存储单元，在有效后，指令就出现在数据总线上。在每个机器周期中，ALE信号两次有效，每次都在其下降沿锁存P0口的低8位地址；也两次有效，用于将程序存储器的内容读到数据总线上。由上面的分析得出两点重要的信息：一是锁存器的锁存信号应当是ALE的下降沿；二是外部程序存储器的地址线是锁存器的低8位地址和P2口输出的高8位地址的合成。下面以扩展一片2764A(8KB的EPROM)为例，来看一下锁存器的使用和其他信号线的连接，电路如图2-22所示。锁存器使用74LS373。ALE的每个下降沿把P0口输出的8位地址锁存到74LS373，形成低8位地址A0～A7，和P2口输出的高5位地址(A8～A12)一起形成13位的地址，寻址2764A内部的存储单元。当有效时，数据出现在P0口上,从而进入内部数据总线。如果需要扩展更大的程序存储器，则连接相应的P2口线即可，最大可扩展到64KB空间。从后面介绍的数据存储器扩展中，读者可以了解到更多的地址线连接方法和空间布局的关系。图2-21外部程序存储器访问时序图2-22扩展一片2764A2.4.2外部数据存储器的扩展外部数据存储器的访问指令为单字节双周期MOVX类指令。其操作时序如图2-23所示。分析时序图可知：在第一个机器周期，用来从程序存储器读指令，在S4P2后，将从指令中获得的外部RAM的地址送出。在这个周期中，ALE信号有效两次：第一次锁存外部程序存储器的低8位地址，该地址来源于PCL(如果访问的是内部程序存储器，则这个信号仍然出现)，与P2口送出的PCH一起构成16位地址；第二次锁存外部数据存储器的低8位地址，该地址来源于Ri(操作数为@Ri)或DPL(操作数为@DPTR)，与P2输出的高8位一起形成16位地址。在第二个机器周期，ALE的第一个有效信号不再出现，而读信号有效，从而把外部RAM中的数据送到P0口，进入到单片机内部数据总线。如果是写信号有效，则把P0口送出的数据写入外部RAM。该周期的第二个ALE仍然有效，没有操作进行。可以看出，信号只对访问程序存储器有用，而在访问外部数据存储器时不起作用。由此可以得到扩展外部数据存储器的几个信息：一是数据存储器扩展中仍然要把地址的低8位进行锁存，其锁存原理与上面程序存储器扩展的一样；二是数据存储器扩展中控制信号只使用、，而没有使用，所以数据存储器与程序存储器地址可以完全重叠，都是64KB的访问空间，而不会产生冲突(但是数据存储器与I/O口及外围设备是统一编址的，即任何扩展的I/O口以及外围设备均占用数据存储器地址)。图2-24所示为扩展一片6116静态RAM的电路图。图2-23外部数据存储器访问