单片机的系统扩展
合集下载
第4章MCS-51单片机系统功能扩展
74LS373结构示意图
74LS373的引脚
引脚说明如下: D7～D0: 8位数据输入端。 Q7～Q0: 8位数据输出端。 G:数据输入锁存控制端：当G为“1” 时，锁存器 输出端与输入端数据相同；当G由“1” 变“0” 时，数据输入锁存器中。 OE#: 输出允许端。
P0口与地址锁存器74LS373的连接
4.1 系统扩展概述
4.1.1 最小应用系统
图4.1 MCS–51单片机最小化系统 (a) 8051/8751最小系统结构图；(b) 8031最小系统结构图
4.1.2 单片机系统扩展的内容与方法
1．单片机的三总线结构
图4.2 MCS–51单片机的三总线结构形式
(1)以P0口作为低8位地址/数据总线。 (2)以P2口的口线作高位地址线。 (3)控制信号线。 *使用ALE信号作为低8位地址的锁存控制信号。 *以PSEN#信号作为扩展程序存储器的读选通信号。 *以EA#信号作为内外程序存储器的选择控制信号。 *由RD#和WR#信号作为扩展数据存储器和I/O口的 读选通、写选通信号。 尽管MCS-51有4个并行I/O口，共32条口线，但由于系 统扩展需要，真正作为数据I/O使用的，就剩下P1 口和P3口的部分口线。
锁存器8282 功能及内部结构与74LS373完全一样，只是其引脚的排 列与74LS373不同 ，8282的引脚如下图。
4.2.2 74LS244和74LS245芯片
在单片机应用系统中, 扩展的三总线上挂接
很多负载, 如存储器、并行接口、A/D接口、显
示接口等, 但总线接口的负载能力有限, 因此常
3) 采用地址译码器的多片程序存储器的扩展
例3 要求用2764芯片扩展8031的片外程序存储器，分配的 地址范围为0000H~3FFFH。
第8章 89C51单片机的系统扩展
I/O1 12 I/O2 13
GND 14
28 VCC 27 WE 26 NC 25 A8 24 A9 23 NC 22 OE 21 A10
20 CE 19 I/O7
18 I/O6 17 I/O5 16 I/O4 15 I/O3
图8-6 2817A引脚图
A0～A10
I/00～I/07 CE OE WE
2、2732EPROM存储器
2732是4K×8紫外线擦除电可编程只读存储 器。单一+5V供电，最大工作电流为100mA， 维持电流为35mA，读出时间为250ns。引 脚如图8-2。
2732
A7 1 A6 2
A5 3 A4 4 A3 5 A2 6 A1 7 A0 8 O0 9 O1 10 O2 11
允许快速写入,内部提供全部定时，给出查询标
志。
NC 1 A12 2 A7 3 A6 4
A5 5 A4 6 A3 7 A2 8 A1 9 A0 10
I/O0 11
I/O1 12 I/O2 13
GND 14
28 VCC 27 WE
A0～A12
26 NC
25 A8 I/00～I/07
24 A9
23 A11
8.1.1 程序存储器的分类
程序存储器ROM也称只读存储器。所谓只 读存储器是指ROM中的信息，一旦写入以 后，就不能随意更改，特别是不能在程序运 行过程中再写入新的内容，只能在程序执行 过程中读出其中的内容。
1、掩膜编程的ROM
其编程由半导体厂家完成，根据用户提出的存 储内容决定MOS管的连接方式，把存储内容 制作在芯片上，用户不能更改所存入的信息。
特点：适合于大批量生产，结构简单、集成度 高。成本高，只有大量生产定型ROM时才合 算。
GND 14
28 VCC 27 WE 26 NC 25 A8 24 A9 23 NC 22 OE 21 A10
20 CE 19 I/O7
18 I/O6 17 I/O5 16 I/O4 15 I/O3
图8-6 2817A引脚图
A0～A10
I/00～I/07 CE OE WE
2、2732EPROM存储器
2732是4K×8紫外线擦除电可编程只读存储 器。单一+5V供电，最大工作电流为100mA， 维持电流为35mA，读出时间为250ns。引 脚如图8-2。
2732
A7 1 A6 2
A5 3 A4 4 A3 5 A2 6 A1 7 A0 8 O0 9 O1 10 O2 11
允许快速写入,内部提供全部定时，给出查询标
志。
NC 1 A12 2 A7 3 A6 4
A5 5 A4 6 A3 7 A2 8 A1 9 A0 10
I/O0 11
I/O1 12 I/O2 13
GND 14
28 VCC 27 WE
A0～A12
26 NC
25 A8 I/00～I/07
24 A9
23 A11
8.1.1 程序存储器的分类
程序存储器ROM也称只读存储器。所谓只 读存储器是指ROM中的信息，一旦写入以 后，就不能随意更改，特别是不能在程序运 行过程中再写入新的内容，只能在程序执行 过程中读出其中的内容。
1、掩膜编程的ROM
其编程由半导体厂家完成，根据用户提出的存 储内容决定MOS管的连接方式，把存储内容 制作在芯片上，用户不能更改所存入的信息。
特点：适合于大批量生产，结构简单、集成度 高。成本高，只有大量生产定型ROM时才合 算。
四 MCS-51单片机存储器系统扩展
RD、WR为数据存储器和 I/O口的读、写控制信号。执 行MOVX指令时变为有效。
74LS373引脚
1、控制位OE： OE=0时，输出导通 2、控制位G： 接ALE 3、Vcc=+5V 4、GND接地
1 74LS373为8D锁存器，其主要特点在于：
控制端G为高电平时，输出Q0～Q7复现输入D0～ D7的状态；G为下跳沿时D0～D7的状态被锁存在Q0 ～Q7上。
MOV DPTR, #0BFFFH ;指向74LS373口地址
MOVX A, @DPTR ;读入
MOV @R0， A
;送数据缓冲区
INC R0
;修改R0指针
RETI
;返回
用74LS273和74LS244扩展输入输出接口
地址允许信号ALE与外部地址锁存信号G相连；
单片机端的EA与单片机的型号有关;
存储器端的CE与地址信号线有关。
P... 2.7 P2.0
ALE 8031
P... 0.7 P0.0
EA
PSEN
外部地址
G
锁存器
I...7
O... 7
I0 O0
A... 15
CE
A8
外部程序
存储器
A... 7 A0
D7. . . D0 OE
6264的扩展电路图
图中CS（CE2）和CE引脚均为6264的片选信号，由于该扩展电路 中只有一片6264，故可以使它们常有效，即CS（CE2）接+5V ，CE接地。6264的一组地址为0000H～1FFFH。
存储器地址编码
SRAM6264：“64”—— 8K×8b = 8KB 6264有13根地址线。 地址空间： A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 最低地址： 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000H 最高地址： 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1FFFH MCS-51单片机寻址范围：64KB 26×210 = 216即16位地址线 地址空间： A15A14A13A12A11A10A9A8A7······A0 单片机
74LS373引脚
1、控制位OE： OE=0时，输出导通 2、控制位G： 接ALE 3、Vcc=+5V 4、GND接地
1 74LS373为8D锁存器，其主要特点在于：
控制端G为高电平时，输出Q0～Q7复现输入D0～ D7的状态；G为下跳沿时D0～D7的状态被锁存在Q0 ～Q7上。
MOV DPTR, #0BFFFH ;指向74LS373口地址
MOVX A, @DPTR ;读入
MOV @R0， A
;送数据缓冲区
INC R0
;修改R0指针
RETI
;返回
用74LS273和74LS244扩展输入输出接口
地址允许信号ALE与外部地址锁存信号G相连；
单片机端的EA与单片机的型号有关;
存储器端的CE与地址信号线有关。
P... 2.7 P2.0
ALE 8031
P... 0.7 P0.0
EA
PSEN
外部地址
G
锁存器
I...7
O... 7
I0 O0
A... 15
CE
A8
外部程序
存储器
A... 7 A0
D7. . . D0 OE
6264的扩展电路图
图中CS（CE2）和CE引脚均为6264的片选信号，由于该扩展电路 中只有一片6264，故可以使它们常有效，即CS（CE2）接+5V ，CE接地。6264的一组地址为0000H～1FFFH。
存储器地址编码
SRAM6264：“64”—— 8K×8b = 8KB 6264有13根地址线。 地址空间： A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 最低地址： 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000H 最高地址： 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1FFFH MCS-51单片机寻址范围：64KB 26×210 = 216即16位地址线 地址空间： A15A14A13A12A11A10A9A8A7······A0 单片机
第6章 MCS-51单片机系统扩展技术
6.3 数据存储器扩展
6.3.1 静态RAM扩展电路
6.3.2 动态RAM扩展电路
返回本章首页
6.3.1 静态RAM扩展电路
常用的静态RAM芯片有6116，6264，62256等，其 管脚配置如图6-13所示。
1．6264静态RAM扩展 额定功耗200mW，典型存取时间200ns，28脚双列直插 式封装。表6-1给出了6264的操作方式，图6-14为6264静 态RAM扩展电路。
图 6 9
A EEPROM
28 17
扩 展 电 路
写入数据
不是指令
查询 中断 延时
2．2864A EEPROM 扩展
2864A有四种工作方式： （1）维持方式 （2）写入方式 （3）读出方式 （4）数据查询方式
图 6 12
28 64
返回本节
A EEPROM
扩 展 电 路
串行E2PROM简介 串行E2PROM占用引线少、接线简单，适用于作为数据存储 器且保存信息量不大的场合。 以AT93C46／56／57／66为例，它是三线串行接口E2PROM， 能提供128×8、256×8、512×8或64×16、128×16、256×16 位，具有高可靠性、能重复擦写100，000次、保存数据100年 不丢失的特点，采用8脚封装。
第6章 MCS-51单片机系统扩展技术
6.1 MCS-51单片机系统扩展的基本概念
6.2 程序存储器扩展技术
6.3 数据存储器扩展 6.4 输入/输出口扩展技术
T0 T1
时钟电路
ROM
RAM
定时计数器
CPU
并行接口 串行接口 中断系统
P0 P1 P2 P3
TXD RXD
INT0 INT1
单片机中的IO口扩展技术原理及应用案例
单片机中的IO口扩展技术原理及应用案例一、引言单片机是现代电子技术中常用的核心控制器件之一，其功能强大、使用广泛。
然而，单片机的IO口数量通常有限，难以满足复杂系统的扩展需求。
为了解决这一问题，IO口扩展技术应运而生。
本文将介绍单片机中的IO口扩展技术的原理及应用案例，旨在帮助读者更好地理解和应用该技术。
二、原理介绍单片机中的IO口是用于输入和输出数字信号的接口，通常包括输入输出引脚和控制电路。
然而，随着系统需求的增多，单片机的IO口数量往往无法满足实际应用的需求。
为了扩展IO口数量，可采用以下两种原理：1. 级联扩展级联扩展是通过将多个IO口连接在一起，共享控制信号来实现扩展。
其中，一个IO口作为主控制信号输出，控制其他IO口的输入输出。
通过这种方式，可以将多个IO口级联，实现IO口数量的扩展。
2. IO口扩展芯片IO口扩展芯片是一种专门设计的集成电路，用于扩展单片机的IO口数量。
通过与单片机进行通信，扩展芯片可以提供额外的IO口，大大增加了系统的可扩展性。
常用的IO口扩展芯片有74HC595、MCP23017等，它们具有多个IO口、控制电路和通信接口，可方便地与单片机进行连接。
三、应用案例为了更好地理解IO口扩展技术的应用，下面将介绍两个具体的案例。
1. LED灯控制系统假设我们需要控制大量LED灯，而单片机的IO口数量有限。
这时，我们可以使用74HC595芯片进行IO口扩展。
首先，将单片机与74HC595芯片进行连接，通过SPI或者I2C协议进行通信。
然后，通过写入数据到74HC595的寄存器，实现对每个IO口的控制。
通过级联多个74HC595芯片，可以将LED灯的数量扩展到数十甚至上百个。
应用案例中，我们可以设置不同的数据来控制不同的LED灯状态，实现灯光的闪烁、流水等效果。
通过IO口扩展技术，实现了对大量LED灯的控制，提升了系统的可扩展性和灵活性。
2. 外部设备接口扩展在一些工业自动化系统中，需要与多个外部设备进行通信，如传感器、执行器等。
第6章 80C51单片机的系统扩展
80C51单片机的系统扩展 第6章 80C51单片机的系统扩展
6.1.2 常用程序存储器芯片
1、Flash(闪速 、 闪速)ROM 闪速
FlashROM是一种新型的电擦除式存储器，它是在EPROM工艺的基础上 增添了芯片整体电擦除和可再编程功能。它即可作数据存储器用，又可作程序 存储器用，其主要性能特点为： （1）电可擦除、可改写、数据保持时间长。 （2）可重复擦写/编程大于1万次。 （3）有些芯片具有在系统可编程ISP功能。 （4）读出时间为ns级，写入和擦除时间为ms级。 （5）低功耗、单一电源供电、价格低、可靠性高，性能比EEPROM优越。 FlashROM型号很多，常用的有29系列和28F系列。29系列有29C256 （32K×8）、29C512（64K×8）、29C010（128K×8）、29C020 （256K×8）、29040（512K×8）等，28F系列有28F512（64K×8）、 28F010（128K×8）、28F020（256K×8）、28F040（512K×8）等。
80C51单片机的系统扩展 第6章 80C51单片机的系统扩展
6.2.1 常用数据存储器芯片
静态存储器（SRAM）具有存取速度快、使用方便和价 格低等优点。但它的缺点是，一旦掉电，内部所有数据信 息都会丢失。常用的SRAM有6116（2KB×8）、6264 （8KB×8）、62128（16KB×8）、62256（32KB×8） 等芯片。常用SRAM芯片管脚和封装如图6-8所示，引脚功 能如下。 ① A0～A15：地址输入线。 ② D0～D7：双向三态数据总线，有时也用I/O0～I/O7表示。 ③CE：片选线，低电平有效。6264的26脚（CS）必须接高 电平，并且CE为低电平时才选中该芯片。 ④OE：读选通线，低电平有效。 ⑤WE：写选通线，低电平有效。 ⑥ VCC：电源线，接+5V电源。 ⑦ NC：空。 ⑧ GND：接地。
第6章 89c51系列单片机的扩展
74LS373,直接从P0口送到数据总线上。
2. 最小系统工作时序
如下图所示：
一个机器周期 S1 ALE
一个机器周期
S2 S3
S4
S5
S6
S1
S2 S3
S4
S5
S6
PSEN
P2 PCH输出
PCH输出
PCH输出
PCH输出
PCH输出
PCH输出
输入
PCL
输出
指令 输入
PCL
输出
指令 输入
PCL
输出
指令 输入
PCL
输出
PCL输出有效
PCL输出有效
PCL输出有效
PCL输出有效
最小系统的工作时序
PCL 输出 有效
P2口送PCH 信息，P0口送PCL 信息和输 入指令。在每一个Tcy中，ALE两次有效， PSEN两次有效。ALE第一次发生在S1P2和 S2P1期间,在S2状态周期内,ALE下降沿将P0 口低8位地址信息PCL锁入74LS373。在S4状 态周内，PSEN上升沿将指令读入CPU。
VppVccCE GND
A7 A8 23 22 A10 19
I/O
74LS373 8Q 8D
GND G OE
A0
2716
28 39 O0 . . O7 OE 20
32
P0口具有分时传送低8位地址和8位数据 信息的复用功能。通过ALE信号与地址锁存
器配合使用，从而使得地址信息和数据信息
区分开。
工作原理如下：
2. 具体应用
使用单片E2PROM扩展外部程序存储器
一 片 2864E2PROM 和 地 址 锁 存 器
74LS373构成MCS-51系列单片机中8031
单片机第八章 AT89系列单片机系统的扩展z1
#2存储器端口地址：A=1（P2.6=1），B=0（P2.7=0） ，C=0：选中#2存储器，所以#2存储器的端口地址为： 4000H～7FFFH。
8.2.3 数据存储器的扩展
1．数据存储器概述 数据存储器即随机存取存储器，用于存放可随时修改的
数据信息。它与ROM不同，对RAM可以进行读、写两种操作 。RAM为易失性存储器， 断电后所存信息立即消失。
2
2．片内无程序存储器的最小应用系统 片内无程序存储器的芯片构成最小应用系统时，必须 在片外扩展程序存储器。 由于一般用做程序存储器的 E2PROM芯片不能锁存地址，故扩展时还应加一个地址 锁存器，构成一个三片最小系统，如图8-1b所示。该 图中74LS373为地址锁存器，用于锁存低8位地址。
3
8.1.2 系统扩展的内容与方法
IN改数据指针
DJNZ R7, AGAIN ; 判断数据是否传送完成
RET
END
26
【C51程序】：
#include <AT89X51.h>
#include <absacc.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
11
图8-5 74LS138管脚图
图8-6 74LS138的译码关系
12
8.2存储器的扩展
8.2.1 存储器扩展概述 AT89S系列单片机具有64 KB的程序存储器空间， 其中 AT89S51单片机含有4 KB 的片内程序存储器。当单片机程 序超过4 KB时，就需要进行程序存储器的扩展。
AT89S系列单片机的数据存储器与程序存储器的地址空 间是互相独立的，其片外数据存储器的空间可达64 KB， 而片内的数据存储器空间只有128 B。如果片内的数据存 储器不够用时，则需进行数据存储器的扩展。
8.2.3 数据存储器的扩展
1．数据存储器概述 数据存储器即随机存取存储器，用于存放可随时修改的
数据信息。它与ROM不同，对RAM可以进行读、写两种操作 。RAM为易失性存储器， 断电后所存信息立即消失。
2
2．片内无程序存储器的最小应用系统 片内无程序存储器的芯片构成最小应用系统时，必须 在片外扩展程序存储器。 由于一般用做程序存储器的 E2PROM芯片不能锁存地址，故扩展时还应加一个地址 锁存器，构成一个三片最小系统，如图8-1b所示。该 图中74LS373为地址锁存器，用于锁存低8位地址。
3
8.1.2 系统扩展的内容与方法
IN改数据指针
DJNZ R7, AGAIN ; 判断数据是否传送完成
RET
END
26
【C51程序】：
#include <AT89X51.h>
#include <absacc.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
11
图8-5 74LS138管脚图
图8-6 74LS138的译码关系
12
8.2存储器的扩展
8.2.1 存储器扩展概述 AT89S系列单片机具有64 KB的程序存储器空间， 其中 AT89S51单片机含有4 KB 的片内程序存储器。当单片机程 序超过4 KB时，就需要进行程序存储器的扩展。
AT89S系列单片机的数据存储器与程序存储器的地址空 间是互相独立的，其片外数据存储器的空间可达64 KB， 而片内的数据存储器空间只有128 B。如果片内的数据存 储器不够用时，则需进行数据存储器的扩展。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
数据总线由P0口提供，其宽度为8位， 用于单片机与外部存储器和I/O设备之间 传送数据。P0口为双向口，可以进行两个 方向的数据传送。
精选ppt
10
• 3 .控制总线（CB)
• 由P3口提供。控制总线用来传输控制信 号，是双向的。
• ALE:地址锁存器的选通信号，用于锁存P0 口的低8位地址。
• PSEN:扩展程序存储器的读选通信号。
精选ppt
7
MCS-51系列单片机扩展三总线
精选ppt
8
• 1. 地址总线（AB）
• 地址总线的位数决定了CPU可以直接寻址 的内存范围。如：微型机的AB为20位，决定 它的最大内存容量为220=1M字节。地址总线是 单向的。
•
MCS-51系列单片机地址总线宽为16位，
所以可寻址范围为216=64KB。
精选ppt
6
• 一般微机的CPU外部都有单独的地址 总线、数据总线和控制总线，而MCS-51 系列单片机由于受管脚数量的限制，数 据总线和地址总线是复用P0口，为了将 它们分离开，以便同外围芯片正确地连 接，需要在单片机外部增加地址锁存器 （如74LS373、8282等），从而构成与一 般CPU类似的片外三总线，如下图所示。
精选ppt
22
电擦除可编程只读存储器，常用的有2816、 2817、2864等。
精选ppt
12
A0~Ai: 地址输 入线。
D0~D7: 数据输 入线。
CE:片 选信号 输入线。
OE:读 选通信 号输入 线。
精选ppt
13
7.3.2程序存储器的扩展
外部程序存储器的一般扩展逻辑
精选ppt
14
扩展举例: 2732(4KB)扩展4KB EPROM的8031系统
3
• 7.1 MCS-51单片机最小系统
• 单片机是集CPU、RAM、ROM、定时器/ 计数器和I/O接口电路于一片集成电路的微型计 算机。对于简单的应用场合，可以在MCS-51 系列单片机中选择一个合适的产品构成一个具 有最简单配置的系统，即最小系统。MCS-51 系列中含有片内程序存储器的单片机如 8051/8751仅一块芯片就可构成最小系统，而无 片内存储器的单片机如8031必须外部扩展程序 存储器才能构成最小系统。
• EA:片内或片外程序存储器的选通信号。
• RD、WR:片外数据存储器和I/O口的读写 选通信号。
精选ppt
11
7.3程序存储器的扩展
7.3.1常用的程序存储器
半导体存储器EPROM、EEPROM常作为单片 机的外部存储器。
1、EPROM
紫外线擦除可编程只读存储器，常用的有2716、 2732、2764、27128、27256等。 2、EEPROM
精选ppt
20
扩展举例:用2片6116（2KB）为8031扩展 4KB RAM系统。
EPROM的地址范围为：1000H～17FFH和0800H ～0FFFH 。
精选ppt
21
例： 8031扩展2864A(8KB) EEPROM作为 外部数据存储器 。
2864A的地址范围为：0000H～1FFFH
外部存储器的扩展可通过线选方式或译码方式实现片选。图7-8
是采用线选方式对8031扩展一片2732 EPROM的连线图。图中
选用P2.7作为2732的片选信号线，则2732 EPROM的地址范围为：
0000H～0FFFH。
精选ppt
15
2764（8KB）扩展16KB EPROM的8031系统
EPROM的地址范围为：0000H～1FFFH和2000H ～3FFFH 。
精选ppt
16
7.4数据存储器的扩展
7.4.1常用的数据存储器
半导体存储器SRAM(静态随机存储器Static RAM)、EEPROM常作为单片机的外部数据存 储器。
MCS-51对外部RAM的访问有4条指令： MOVX A,@Ri MOVX @Ri, A MOVX A, @DPTR MOVX @DPTR, A
•
16位地址总线由P0口提供低8位A0-A7，
P2口提供高8位A8-A15。由于P0口还要作数据
总线，只能分时用作低8位地址线，所以P0输
出的低8位地址必须用锁存器锁存。锁存器的
锁存控制信号为ALE输出信号。P2口不需外加
锁存器。
精选ppt
9
• 2. 数据总线（DB）
数据总线的位数（也称为宽度）与微处 理器的位数相对应。数据总线是双向的。
微机原理及应用
精选ppt
1
第7章 单片机的系统扩展
精选ppt
2
• 单片机内部集成了计算机的基本功能 部件，因而一块单片机（如8051/8751） 往往就是一个最小微机系统。MCS-51系 列单片机具有很强的系统扩展能力，可 以扩展64KB的程序存储器和64KB的数据 存储器或输入输出口。
精选ppt
精选ppt
17
A0~Ai:地址输入线。 D0~D7:双向数据输入线。 CE:片选信号输入线。
RD:读选通信号输入线。
WR:写选通号输入线。
精选ppt
18
7.4.2数据存储器的扩展
外部数据存储器的一般扩展逻辑
精选ppt
19
• 外接数据存储器与程序存储器地址的地 址空间允许重叠（0000H~FFFFH），不 会发生冲突，这是因为它们分别使用不 同的控制信号（ROM用PSEN信号， RAM用RD信号）和不同的指令（MOVC 与MOVX）。
精选ppt
4
• .1 8051/8751单片机最小系统
• 用8051/8751单片机构成最小应用系 统时，只要将单片机接上时钟电路和复 位电路即可，如图所示。
精选ppt
5
• 7.2 扩展总线的产生
• 当单片机最小应用系统不能满足实际 应用系统要求时，需要在单片机外部连接 相应的外围芯片以满足应用系统要求。 MCS-51系列单片机有很强的外部扩展功能， 大部分常规芯片可用于其外围扩展电路中。 扩展的内容主要有总线、程序存储器、数 据存储器、I/O口扩展等。
精选ppt
10
• 3 .控制总线（CB)
• 由P3口提供。控制总线用来传输控制信 号，是双向的。
• ALE:地址锁存器的选通信号，用于锁存P0 口的低8位地址。
• PSEN:扩展程序存储器的读选通信号。
精选ppt
7
MCS-51系列单片机扩展三总线
精选ppt
8
• 1. 地址总线（AB）
• 地址总线的位数决定了CPU可以直接寻址 的内存范围。如：微型机的AB为20位，决定 它的最大内存容量为220=1M字节。地址总线是 单向的。
•
MCS-51系列单片机地址总线宽为16位，
所以可寻址范围为216=64KB。
精选ppt
6
• 一般微机的CPU外部都有单独的地址 总线、数据总线和控制总线，而MCS-51 系列单片机由于受管脚数量的限制，数 据总线和地址总线是复用P0口，为了将 它们分离开，以便同外围芯片正确地连 接，需要在单片机外部增加地址锁存器 （如74LS373、8282等），从而构成与一 般CPU类似的片外三总线，如下图所示。
精选ppt
22
电擦除可编程只读存储器，常用的有2816、 2817、2864等。
精选ppt
12
A0~Ai: 地址输 入线。
D0~D7: 数据输 入线。
CE:片 选信号 输入线。
OE:读 选通信 号输入 线。
精选ppt
13
7.3.2程序存储器的扩展
外部程序存储器的一般扩展逻辑
精选ppt
14
扩展举例: 2732(4KB)扩展4KB EPROM的8031系统
3
• 7.1 MCS-51单片机最小系统
• 单片机是集CPU、RAM、ROM、定时器/ 计数器和I/O接口电路于一片集成电路的微型计 算机。对于简单的应用场合，可以在MCS-51 系列单片机中选择一个合适的产品构成一个具 有最简单配置的系统，即最小系统。MCS-51 系列中含有片内程序存储器的单片机如 8051/8751仅一块芯片就可构成最小系统，而无 片内存储器的单片机如8031必须外部扩展程序 存储器才能构成最小系统。
• EA:片内或片外程序存储器的选通信号。
• RD、WR:片外数据存储器和I/O口的读写 选通信号。
精选ppt
11
7.3程序存储器的扩展
7.3.1常用的程序存储器
半导体存储器EPROM、EEPROM常作为单片 机的外部存储器。
1、EPROM
紫外线擦除可编程只读存储器，常用的有2716、 2732、2764、27128、27256等。 2、EEPROM
精选ppt
20
扩展举例:用2片6116（2KB）为8031扩展 4KB RAM系统。
EPROM的地址范围为：1000H～17FFH和0800H ～0FFFH 。
精选ppt
21
例： 8031扩展2864A(8KB) EEPROM作为 外部数据存储器 。
2864A的地址范围为：0000H～1FFFH
外部存储器的扩展可通过线选方式或译码方式实现片选。图7-8
是采用线选方式对8031扩展一片2732 EPROM的连线图。图中
选用P2.7作为2732的片选信号线，则2732 EPROM的地址范围为：
0000H～0FFFH。
精选ppt
15
2764（8KB）扩展16KB EPROM的8031系统
EPROM的地址范围为：0000H～1FFFH和2000H ～3FFFH 。
精选ppt
16
7.4数据存储器的扩展
7.4.1常用的数据存储器
半导体存储器SRAM(静态随机存储器Static RAM)、EEPROM常作为单片机的外部数据存 储器。
MCS-51对外部RAM的访问有4条指令： MOVX A,@Ri MOVX @Ri, A MOVX A, @DPTR MOVX @DPTR, A
•
16位地址总线由P0口提供低8位A0-A7，
P2口提供高8位A8-A15。由于P0口还要作数据
总线，只能分时用作低8位地址线，所以P0输
出的低8位地址必须用锁存器锁存。锁存器的
锁存控制信号为ALE输出信号。P2口不需外加
锁存器。
精选ppt
9
• 2. 数据总线（DB）
数据总线的位数（也称为宽度）与微处 理器的位数相对应。数据总线是双向的。
微机原理及应用
精选ppt
1
第7章 单片机的系统扩展
精选ppt
2
• 单片机内部集成了计算机的基本功能 部件，因而一块单片机（如8051/8751） 往往就是一个最小微机系统。MCS-51系 列单片机具有很强的系统扩展能力，可 以扩展64KB的程序存储器和64KB的数据 存储器或输入输出口。
精选ppt
精选ppt
17
A0~Ai:地址输入线。 D0~D7:双向数据输入线。 CE:片选信号输入线。
RD:读选通信号输入线。
WR:写选通号输入线。
精选ppt
18
7.4.2数据存储器的扩展
外部数据存储器的一般扩展逻辑
精选ppt
19
• 外接数据存储器与程序存储器地址的地 址空间允许重叠（0000H~FFFFH），不 会发生冲突，这是因为它们分别使用不 同的控制信号（ROM用PSEN信号， RAM用RD信号）和不同的指令（MOVC 与MOVX）。
精选ppt
4
• .1 8051/8751单片机最小系统
• 用8051/8751单片机构成最小应用系 统时，只要将单片机接上时钟电路和复 位电路即可，如图所示。
精选ppt
5
• 7.2 扩展总线的产生
• 当单片机最小应用系统不能满足实际 应用系统要求时，需要在单片机外部连接 相应的外围芯片以满足应用系统要求。 MCS-51系列单片机有很强的外部扩展功能， 大部分常规芯片可用于其外围扩展电路中。 扩展的内容主要有总线、程序存储器、数 据存储器、I/O口扩展等。