第8章 MCS-51 存储器的扩展(4学时)

11100000000000000~1111111111111111，即E000H~FFFFH。
• 2.译码片选法 微型机剩余高位地址总线通过地址译码器输出 片选信号。 多片存储器芯片组成大容量存储器连接常用片 选方法。
图8.3 74LS373结构示意图
地址锁存器芯片
74LS373与74LS573只是引脚布置的不同。 74LS273的11脚G逻辑与以上相反。
单片机复用总线结构, 数据与地址分时共用一 组总线。
AD8～n AD0～7 ALE R/W
单片机
A8～n D0～7
Di Qi G
地址 锁存器
A0～7
R/W
不能改变。这种ROM常用于批量生产，生产成
本比较低。微型机中一些固定不变的程序或数
据常采用这种ROM存贮。
(2)可一次性编程ROM（PROM）
为了使用户能够根据自己的需要来写ROM，厂
家生产了一种PROM。允许用户对其进行一次
编程──写入数据或程序。一旦编程之后，信息 就永久性地固定下来。用户可以读出和使用， 但再也无法改变其内容。
④/ＯＥ为输出允许信号。 低电平时，打开缓冲器（三态门）。 ⑤ＶＰＰ 为编程电源输入线。 工作在应用系统时，接＋５Ｖ电源；工作在编 程时，加＋２５Ｖ电压。 ⑥ＶＣＣ 为主电源线，接＋５Ｖ电源。 ⑦ＧＮＤ为地线。 ⑧NC:不连接
• 对EPROM的主要操作方式有： • ．编程方式：把程序代码（机器指令、常数）固化 到EPROM中。 • ．编程校验方式：读出EPROM中的内容，检验编程 操作的正确性。 • ．读出方式：CPU从EPROM中读取指令或常数，是 单片机应用系统中的工作方式。 • ．维持方式：不对EPROM操作，数据端呈高阻。 • ．编程禁止方式：适用于多片EPROM并行编程不同 数据。 • 表6-1给出了27256不同操作方式下控制引脚的电平。 • 不同公司生产的EPROM的编程电压不同，有12.5V、 21V、25V等几种。
6264
Intel6264的容量为8K×8，有28个引脚。 各引脚的功能如下： • Al2~A0：地址信号输入引脚，可寻址芯片的8K个存储单元。 • D7~D0(O0~O7)： 双向数据信号输入输出引脚。 • /OE：数据输出允许控制信号引脚，输入，低电平有效，用以允许数据输出。 • /WE：数据输入允许控制信号引脚，输入，低电平有效，用以允许数据输入。 • CS1：片选信号输入引脚，低电平有效，只有当该引脚转入低电平时，才能对 相应的芯片进行操作。 • CS2：片选信号输入引脚，高电平有效，只有当该引脚转入高电平时，才能对 相应的芯片进行操作。 A0 D0 A1 D1 • Vcc：+5v电源，用于在线的读操作。 A2 D2 A3 D3 A4 D4 • GND：地。
8.3 地址译码的方法
1.线选法 线选法就是用剩余的高位地址线作片选信号。 线选法有2个缺点：其一是各芯片的地址不连续，其二 是有一些地址不能使用，否则会造成片选的混乱（有地址
重叠现象，即一个存储单元有多个地址码）。不管芯片内
有多少个单元,所占的地址空间是一样的.
线选法
P2.7
P2.6
P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0
第8章 MCS-51存储器的扩展
8.1 随机读写存储器RAM的扩展
8.2 只读存储器ROM的扩展
8.3 地址译码的方法
8.4 I/O扩展 8.4 8.5串行扩展原理
8.1 随机读写存储器RAM的扩展
并行扩展总线
访问外部存储器的时序波形
• 不执行MOVX指令时
访问外部存储器的时序波形
• 执行MOVX指令时
这是一种用电信号编程也用电信号擦除的ROM
芯片，它可以通过读写操作进行逐个存储单元
读出和写入，且读写操作与RAM存储器几乎没 有什么差别，所不同的只是写入速度慢一些。 但断电后却能保存信息。典型E2PROM芯片有 28C16、28C17、2817A等。
• (5)快擦写ROM（flash ROM） E2PROM虽然具有既可读又可写的特点，但写 入的速度较慢，使用起来不太方便。而flash ROM 是在EPROM和E2PROM的基础上发展起 来的一种只读存储器，读写速度都很快，存取 时间可达70ns，存储容量可达16MB~128MB。 这种芯片可改写次数可从1万次到100万次。典 型flash ROM芯片有28F256、28F516、AT89等。
程序存储器的扩展要解决的几个问题： 1、程序存储器的作用—— 存放程序代码或常数 表格 2、扩展时所用芯片—— 一般用只读型存储器芯 片（可以是EPROM、E2PROM、 FLASH芯片 等）。 3、扩展电路连接 —— 用EPROM 2716、2732等 扩展程序存储器。 4、存储器地址分析——单片机输出什么地址值 时，可以指向存储器中的某一单元。
D0～n A 0 ～N
3)片选线 CS
连接地址总线高位ABN+x。
CS
R/ W 存储器
微型机
4) 读写线OE、WE(R/W) 连接读写控制线RD、WR。
外部总线的扩展
一、 外部总线的扩展
MCS - 51外部三总线示意图
8.1.4 地址锁存器的原理 8D锁存器74LS373
8D锁存器74LS373
Ⅲ：0110 0000 0000 0000～0111 1111 1111 1111 =6000H～7FFFH
图8.12 用两片2764 EPROM的扩展连接图
左片:00000000000000000~0001111111111111，即0000H~1FFFH； 00100000000000000~0011111111111111，即2000H~3FFFH； 01000000000000000~0101111111111111，即4000H~5FFFH； 01100000000000000~0111111111111111，即6000H~7FFFH； 右片:10000000000000000~1001111111111111，即8000H~9FFFH； 10100000000000000~1011111111111111，即A000H~BFFFH； 11000000000000000~1101111111111111，即C000H~DFFFH；
8.1.5 62128与MCS51的连接
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。
8.2 只读存储器ROM的扩展
ROM有5种：
(1)掩模工艺ROM 设计固定的半导体掩模版进行生产的。一旦制
这种ROM是芯片制造厂根据ROM要存贮的信息， 出成品之后，其存贮的信息即可读出使用，但
EPROM的典型芯片是Intel公司的27系列产品，按 存储容量不同有多种型号，例如2716（2KB′8）、 2732（4KB′8）、2764（8KB′8）、27128 （16KB′8）、27256（32KB′8）等，型号名称 后的数字表示其存储容量。
(4)电擦除可改写ROM（EEPROM或E2PROM）
存储器
ALE
锁地 存址 锁地 存址 数据 有效 采数 样据 地址 输出 数据 有效
AD0～n R/W
地址 输出
采数 样据
静态RAM芯片
I/O 0~7：数据线
A0～A12：地址线 CE、CE：片选线 OE：输出使能 WE：写入使能
VCC、GND：电源
NC：未使用 图 6264 管脚图
2009年3月30日星期一 表 6264的工作方式
表 27256工作方式选择源自8.2.2 27128与MCS51的连接
与RAM的不同点： 只有一片ROM时，CE可以接地 OE接/PSEN
MCS51同时扩展ROM和RAM
兼有片外ROM，又有片外RAM的扩展连接图
• 8.2.3EEPROM与单片机的典型连接电路
• 2817的写入时间大约为15ms左右 • 2817A的擦写程序如下。 • MOV R0，＃30H；置写入数据区首地址 • MOV R2，＃10H；置写入数据区长度 • MOV DPTR，＃Addr；置E2PROM擦写单元首 地址 • LOOP：JNB P1. 0，LOOP；查询E2 PROM忙否？ • MOV A，＠R0；取改写数据 • MOVX＠DPTR, A；改写 • INC R0；修改写入数据区地址 • INC DPTR；修改写入单元地址 • DJNZ R2，LOOP；未全部写完，继续 • RET
• 存储器芯片的控制线：对于程序存储器，一般来说， 具有读操作控制线(OE)，它与单片机的/PSEN信号线 相连。除此之外，对于EPROM芯片还有编程脉冲输入 线(PRG)、编程状态线(READY/BUSY)。PRG应与单片 机在编程方式下的编程脉冲输出线相接； READY/BUSY在单片机查询输入/输出方式下，与一 根I/O口线相接；在单片机中断工作方式下，与一个外 部中断信号输入线相接。 • 存储器芯片的数据线：数据线的数目由芯片的字 长决定。1位字长的芯片数据线有一根；4位字长的芯 片数据线有4根；8位字长的芯片数据线有8根；存储器 芯片的数据线与单片机的数据总线(P0.0~P0.7)按由低 位到高位的顺序顺次相接。
A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 D5 D6 D7
6264
WE OE CS1 CS2
8.1.3
1)数据线 D0～n
RAM存储器的连接
DB0～n AB0～N ABN+x R/ W
存储器与微型机三总线的连接：
连接数据总线 DB0～n
2)地址线 A0～N 连接地址总线低位AB0～N。
片机的剩余高位地址线的译码及译码输出与存储器芯
片的片选信号线的连接，是存储器扩展连接的关键问
题。
8.2.1 27xx的引脚
27256的结构逻辑图如上 图所示。ＲＯＭ芯片内 部集成了输出缓冲器，地址译码器。 ２７１６有２ＫＢ容量，共有１１位地址线。 ２７１６信号引脚图说明如下。 ①Ａ0～Ａ１4 为１4位地址线。 ②O0～O７为８位数据线。 ③/ＣＥ／ＰＧＭ为双重功能控制线。/ＰＧＭ或 为A14 当工作在应用系统中时，为片选信号ＣＥ，即低 电平时选中该芯片；当工作在编程过程中，为 编程控制信号ＰＧＭ，用于引入编程脉冲。