《单片机原理及应用技术项目化教程》课件项目六.ppt

模块6单片机存储器的扩展设计

6.1项目描述

6.2项目目的与要求

6.3项目支撑知识链接

6.4项目实施

项目小结

项目拓展技能与练习

【项目导入】

虽然51系列单片机具有较强的功能，单片机的芯片内集

成了计算机的功能部件，但片内ROM、RAM的容量有限，

在大多数实际应用场合中，ROM和RAM需要扩展才能实现

程序的执行。本项目通过扩展一片存储器来讲述单片机存储

器的扩展技术。

【项目目标】

1.知识目标

(1)理解单片机的总线概念；

(2)掌握程序存储器的扩展方法；

(3)掌握数据存储器的扩展方法。

2.能力目标

(1)能根据功能要求，对程序存储器进行扩展；

(2)能对单片机的存储器进行扩展。

6.1项目描述

51单片机的片内程序存储器为4KB，片内数据存储器

仅为256B，二者容量都较小，在稍微复杂的程序和大量的

数据运算中就显得力不从心。本项目使用一片6264(8KB)来

扩展单片机的数据存储器，通过该项目的设计让大家学习并

掌握单片机存储器的扩展技术。

6.2项目目的与要求

本项目使用一片6264来扩展8KB的数据存储器，扩展

时要注意6264与51单片机的地址线、数据线和控制线的连接。

扩展完成后，会分析存储器芯片的地址范围。为了验证6264

的地址范围，在本次设计中通过向6264写入整数1～200，然

后将其逆向复制到0x0100处。为了表示复制完毕，本项目用

一个LED灯点亮来作为数据复制结束的标志。

要完成本项目，必须掌握以下知识点：

(1)单片机的外部扩展总线；

(2)常用的程序存储器与数据存储器的芯片功能；

(3)程序存储器与单片机的接口电路；

(4)数据存储器与单片机的接口电路。

6.3项目支撑知识链接

6.3.1存储器扩展概述

从实际的存储介质来看，89C51单片机有四个存储空间，

它们是片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器

(含特殊功能寄存器)、片外数据存储器。当内部数据存储器

和程序存储器的容量不能满足要求时，就必须通过外接存储

器芯片对单片机存储系统进行扩展。

1．扩展总线

用单片机组成应用系统时，首先要考虑单片机所具有的

各种功能是否能满足应用系统的需要。如果能满足需要，则

称这样的系统为最小系统；若不满足就必须进行扩展。在对

系统进行扩展时，首先面对的是单片机如何与外围芯片的连

接。由于51系列单片机受引脚条数的限制，没有独立的外部

三总线，因此要想进行扩展，就必须利用地址锁存器将单片

机形成三总线结构。扩展的总线分别是：地址总线(Address

Bus，AB)、数据总线(DataBus，DB)和控制总线(Control

Bus，CB)。

1)三总线构成

51系列单片机利用P0口、P2口和P3口的部分口线的第

二功能形成三总线结构。数据传输由数据总线DB(D0～D7)

实现。单元寻址由地址总线AB(A0～A15)、控制总线CB(

P、SEN、EA、WR、RADLE)实现，如图6-1所示。

图6-1三总线片外扩展示意图

(1)地址总线(AB)。地址总线用于传输单片机发出的地

址信号，以便进行存储单元和I/O接口芯片中的寄存器选择。

地址总线是单向传输的。地址总线由P0口提供的低8位地址

线A0～A7和P2口提供的高8位地址线A8～A15组成。其中，

低8位地址线通过地址锁存器锁存后输出，因为P0口还要分

时传送数据信号，所以无法形成稳定的低8位地址。ALE信

号(下降沿)用于控制锁存器锁存低8位地址，经锁存器锁存

后从Q0～Q7输出，与P2口输出的高8位地址组成16位地址总

线A0～A15。16位地址线的寻址范围为216=65536=64KB。

(2)数据总线(DB)。数据总线用于单片机与存储器之间

或与I/O端口之间的数据传输。数据总线是双向的，可以进

行两个方向的传输。数据总线由P0口提供，其宽度为8位。

P0口为三态双向I/O口，是89C51单片机中使用最频繁的总

线通道，所有并行扩展外围器件与89C51之间传送的信息均

要通过P0口，因此所有并行扩展外围器件均挂在P0口上，

但是在某一瞬时只能有一个器件一种信息在P0口传送，否

则就要“撞车”。P0口是利用分时传送并通过控制线交互

握手的方法来解决这一问题的。

这就要求所有挂接在P0口总线上的并行扩展器件其数

据总线具有三态结构，在与89C51传送信息时