串行EEPROM的扩展设计(参考课件)
4
跟我学
7.1 外部程序存储器的扩展
5
7.1.1 AT89C51的外部扩展性能
6
7.1.2 外部程序存储器的扩展
1. 外部程序存储器的扩展原理及时序
7
2. EPROM扩展电路
图 7.6 2716的引脚图
8
2716 有五种工作方式, 见表 7.1。 表 7.1 2716工作方式选择
12
电路原理图
13
跟我总结
1、外扩串行存储器与单片机的接口 电路设计
2、单片机控制程序设计
14
课后任务
• 1、编写实训报告：总结实训过程遇到的 问题、解决方法和收获
• 2、设计一密码锁，密码掉电不丢失。
15
素材和资料部分来自 网络，如有帮助请下载!
正脉冲
9
CE：GND OE： 2716输出 单片机读入
10
由图 7.7可确定2716芯片的地址范围。方法是A10～A0从 全0开始, 然后从最低位开始依次加 1, 最后变为全1, 相当于 211=2 048个单元地址依次选通, 称为字选。即
11
跟我做
1、准备器件及单片机最小系统、显示 系统
2、设计硬件电路，焊接电路板 3、编写控制程序 4、程序下载，软硬件联调
5-2串行EEPROM的 扩展设计
1
项目引入
• 在单片机用于数据处理和大量数据采集系 统中，需要考虑数据的长期保存和掉电保 存等情况，因此外扩EEPROM是这类系统 中常见的模块。
2
课堂ห้องสมุดไป่ตู้务：
• 向AT24C01A中写入1数据，再读出， 如果正确，点亮一发光管。
3
跟我想
• 1、外扩存储器AT24C01A与单片机 的接口电路
串行通信及串行扩展技术
传感器数据采集
01
串行通信接口可以连接各种模拟或数字传感器，实现数据的实
时采集和传输。
数据处理与存储
02
通过串行通信将采集到的数据传输到上位机或数据中心，进行
进一步的处理、分析和存储。
系统监控与控制
03
串行通信可用于实现远程监控和控制，提高数据采集系统的灵
活性和可维护性。
在远程监控系统中的应用
01
特点
传输线少，成本低，适用于远距 离通信，但传送速度较慢。
串行通信协议
异步通信协议
以字符为单位进行传输，字符间通过 特定的起始位和停止位进行同步。
同步通信协议
以数据块为单位进行传输，通过同步 字符或同步信号实现收发双方的时钟 同步。
串行通信接口标准
RS-232C接口标准
定义了数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）之间的接口标准，采用 负逻辑电平，最大传输距离约15米。
串行扩展工作原理
01
数据传输
在串行通信中，数据以位为单位进行传输。发送端将数据按位依次发送
到传输线上，接收端按位接收并组合成完整的数据。数据传输过程中需
要遵循特定的通信协议和数据格式。
02
同步与异步通信
串行通信可分为同步通信和异步通信两种方式。同步通信需要发送端和
接收端保持严格的时钟同步，而异步通信则通过特定的起始位和停止位
无线化发展趋势
无线通信技术的普
及
随着无线通信技术的不断发展， 串行通信逐渐实现无线化，使得 设备间的通信更加灵活方便。
低功耗无线通信技
术
针对低功耗设备的需求，发展出 低功耗无线通信技术，延长设备 的续航时间。
无线通信安全性增
ATS单片机外部存储器的扩展课件 (二)
ATS单片机外部存储器的扩展课件 (二) 1. 什么是ATS单片机外部存储器？ATS单片机是指Atmel公司生产的基于AVR内核的单片机，而外部存储器则是指连接在单片机外部，用于存储数据和程序的存储器。
ATS单片机外部存储器的扩展，就是将外部存储器与ATS单片机连接起来，以扩展单片机的存储容量。
2. ATS单片机外部存储器的种类常见的ATS单片机外部存储器有以下几种：（1）串行EEPROM：串行EEPROM是一种常见的外部存储器，其容量通常在几KB到几十KB之间。
串行EEPROM采用串行通信方式，具有低功耗、易于使用等特点。
（2）并行EEPROM：并行EEPROM是一种容量较大的外部存储器，其容量可以达到几百KB。
但由于其采用并行通信方式，复杂度较高，使用起来相对困难。
（3）Flash存储器：Flash存储器是一种常见的外部存储器，其容量可以达到几MB。
Flash存储器具有擦写次数多、寿命长等特点，适合用于存储程序。
3. ATS单片机外部存储器的扩展方法（1）串口扩展：串口扩展是一种简单、易于实现的方法，只需要将串口连接到外部存储器即可。
但由于串口速度较慢，适合用于存储小容量的数据。
（2）并口扩展：并口扩展是一种速度较快的方法，适合用于存储大容量的数据。
但由于并口复杂度较高，使用起来相对困难。
（3）SPI扩展：SPI扩展是一种常用的方法，其速度较快，适合用于存储程序。
SPI扩展需要连接四根线，包括时钟线、数据线、使能线和片选线。
4. ATS单片机外部存储器的应用（1）数据存储：ATS单片机外部存储器可以用于存储传感器采集的数据，以及单片机运行过程中的中间结果。
（2）程序存储：由于ATS单片机内置存储器容量有限，外部存储器可以用于存储较大的程序。
（3）扩展功能：ATS单片机外部存储器可以用于扩展单片机的功能，例如存储音频文件、图像文件等。
5. ATS单片机外部存储器的注意事项（1）连接方式：不同类型的外部存储器连接方式不同，需要根据实际情况选择合适的连接方式。
用EEPROM扩展单片机ROM实验
实验九用EEPROM扩展单片机ROM实验一、实验目的1.用EEPROM 27C64扩展51单片机ROM（27C64为外ROM）。
2.用proteus设计、仿真基于AT89C51单片机ROM的扩展实验。
3.借助proteus VSM的虚拟逻辑分析仪，观测单片机访问外ROM（即27C64）时地址、数据和控制总线的信号状态。
二、电路设计1.从PROTEUS库中选取元件①AT89C51.BUS：总线式的单片机；②RES：电阻；③7SEG-BCD- GRN：带BCD译码七段绿光数码管；④CAP、CAP-ELEC：电容、电解电容；⑤CRYSTAL：晶振；⑥74LS373：8D锁存器；⑦27C64：EEPROM存储器。
2.放置元器件3.放置电源和地4.连线5.元器件属性设置6.电气检测三、源程序设计、生成目标代码文件1.流程图2.源程序设计（1）通过菜单“sourc e→Build All”编译汇编源程序，生成目标代码文件。
若编译失败，可对程序进行修改调试直至汇编成功。
（1）加载单片机目标代码文件对AT89C51单片机先右击后左击，打开其属性编辑窗口，在“Program File”栏中添加目标代码文件2764.HEX；在“Clock Frequency”栏中输入晶振频率为120HZ。
（2）加载27C64目标代码文件对2764先右击后左击，打开其属性编辑窗口，在映像文件“Image File”栏中输入外ROM程序的目标代码文件P2764.HEX。
四、PROTEUS仿真1.加载目标代码文件2.仿真单击按钮，启动仿真。
启动仿真后，因单片机的EA脚接电源，从单片机内ROM地址0H开始执行指令LJMP 1000H。
因内ROM的最大地址为0FFFH，而外ROM 27C64的地址从0H到1FFFH，当指令地址大于0FFFH时就自动转到外ROM中去执行程序，所以执行LJMP 1000H是跳转到外ROM 27C64的地址1000H处执行外ROM 27C64中的程序。
存储器扩展(课堂PPT)
4K×8 4K×4
=2片
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2. 字扩展
❖ 适用场合：存储器芯片的字长符合存储器系统的 要求，但其容量小于存储器系统的要求。
❖ 这时，可使用到地址译码电路，以其输入的地址 码来区分高位地址，而以其输出端的控制线来对 具有相同低位地址的几片存储器芯片进行片选。
3. 字位扩充
3. 字位扩充
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小结 存储器扩充可以分为3个步骤：
选择适合的芯片； STEP1
根据要求将芯片“多片并联” STEP2 进行位扩充，设计出满足字
长要求的“存储模块”；
对“存储模块”进行字扩充 STEP3 ，构成符合要求的存储器。
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这是你们收获的季节,丰收去吧！
读/写信号 片选信号
R/W A11~A0 4K×4
SRAM CS D3~D0
R/W A11~A0 4K×4
SRAM CS D3~D0
0100 0001
D7~D4 数据总线DB
D3~D0
位扩充连接示意图
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2. 字扩展
CPU是根据存储器的地址访问相应的内 容，地址是唯一的，因此每一块芯片地的址总线AB 地址范围不同，则可以连接译码器不同 的输出端对存储器芯片进行片选。
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3. 字位扩展
【例5-5】用Intel2164（64K×1）构成容量为 128KB的内存，连接线路如图示。 所需的芯片数： （128×8 ） /（64×1）=16片
8片组成64KB的内存模块 2组8内存模块构成128KB的内容容量
存储器扩展PPT演示课件
对存储单元数量的扩展。
3
A15
2-4 译
2
码1
A14
器0
A0
CE
CE
CE
CE
16×8
16×8
16×8
16×8
… … … … …
(1)
(2)
(3)
(4)
A13
WE
WE
WE
WE
WE
D7～ D0
图 由16K8位芯片组成64K8位的存储器
总结：字扩展的连接方式是将各芯片的地址线、数据线、读/写
控制线并联，而由片选信号来区分各片地址。 •3
I/O1～I/O4 WE CS
RAM4 2114 A9～A0
A9～A0 WE CS
RAM4 2114 I/O1～I/O4
•14
存储器扩展
由图可看到，译码器74LS138的工作条件是同时满足： G1=1、/G2A=0、/G2B=0。译码输入为C、B、A三个信号， 译码输出有八种状态，输出是低电平有效。当不满足编译 条件时，输出全为高电平，相当于译码器未工作。
2C00H 2FFFH
74LS138 G2B G2A G1 C B A
G2A =A14 +IO/M
•13
存储器扩展
A13
A14
1
IO / M
A15
A12 A11 A10
D3～D0
A9～A0
D7～D4 WR
G1 G 2A G 2B
Y3 C Y2 B Y1 A Y0
I/O1～I/O4 WE CS
RAM1 2114 A9～A0
WE
1 CS
1K×4
WE I/O1~4
2 CS
一种串行EEPROM控制器IP设计
［ ２ ］ ［ 美］ Ａ ｓ ｈ ｏ ｋ Ｋ Ｓ ｈ ａ ｒ ｍａ ． 先进半导体存储器一结构 、 设计 与应 用［ Ｍ］ ． 北京 ： 电子工业 出版社 ， ２ ０ ０ ５ ．
旦 出现时序 违背 情 况 ， 大 多 数情 况 下 需 要 重新 做 步 出现更严 重 的时序 问题 ， 最后 导致设 计不 收敛 ，
布局规划 ， 直至做到满足时序要求 ， 否则可能导致下
一
即无法 满足设 计指 标要 求 。
Ｒ Ｔ Ｌ代码与后端设计之 间不存在直接关系 ， 而 是通过门级网表与后端设计产生 间接联系 ， 即通过 Ｒ Ｔ Ｌ代码的逻辑结构与物理位置相联系 ， 尤其是当 Ｒ Ｔ Ｌ 代码中的逻辑结构需要直接调用物理结构来完
ｔ ｉ ｏ ｎ ） 。因此 对 于 此 类 项 目的 后 端 设 计 必 须 了 解
Ｒ Ｔ Ｌ代码 中哪些模块是高速模块 、 哪些模块是低速
模块、 各 个较 大功能 模块 之 间的联 系 ， 尤 其是高 速模 块 与宏单 元之 间 的关 系 必须 搞 清 楚 ， 否 则 很 可 能在 布 局规划 后进 行 时序 分 析 时 出现 时 序 违 背 的情 况 。
一
图 ２ 布局规划示意 图
６ 结 束 语
以上 只是简要 概 述 了 Ｒ Ｔ Ｌ代 码 和 Ｒ ２ Ｇ 流程 之 间 的内在联 系 ， 目标是 顺利 而 出色地 完成项 目， 得到 良好 的设计 结果 ， 提 高设计 团 队的整体 设计 水平 ， 仅 供设计 团队参考 。在 实 际项 目中 ， 还 需 要 注 意一 些 设 计 细节 ， 尤其 是 重 视 Ｒ Ｔ Ｌ代 码 工 程 师 、 前 端 设 计 工程 师和后 端设 计 工 程师 之 间 全 面充 分 的沟 通 ， 从
串行EEPROM接口方法讲解
串行EEPROM (24C02)接口方法在新一代单片机中，无论总线型还是非总线型单片机，为了简化系统结构，提高系统的可靠性，都推出了芯片间的串行数据传输技术，设置了芯片间的串行传输接口或串行总线。
串行总线扩展接线灵活，极易形成用户的模块化结构，同时将大大简化其系统结构。
串行器件不仅占用很少的资源和I/O 线，而且体积大大缩小，同时还具有工作电压宽，抗干扰能力强，功耗低，数据不宜丢失和支持在线编程等特点。
目前，各式各样的串行接口器件层出不穷，如：串行EEPRQM串行ADC/DAC串行时钟芯片，串行数字电位器，串行微处理器监控芯片，串行温度传感器等等。
串行EEPROI是在各种串行器件应用中使用较频繁的器件，和并行EEPROI相比，串行EEPRO啲数据传送的速度较低，但是其体积较小，容量小，所含的引脚也较少。
所以，它特别适合于需要存放非挥发数据，要求速度不高，引脚少的单片机的应用。
这里绍串行EEPROM芯片，以及它们和单片机的接口技术。
1、串行EEPROh及其工作原理串行EEPROM中，较为典型的有ATMEL公司的AT24CXX系列以及该公司生产的AT93CXX系列，较为著名的半导体厂家，包括Microchip，国家半导体厂家等，都有AT93CXXK列EEPRO产品。
AT24CXX系列EEPROMAT24CXX系列的串行电可改写及可编程只读存储器EEPROMI 10种型号，其中典型的型号有AT24C01A/02/04/08/16 等5 种，它们的存储容量分别是1024/2048/4096/8192/16384 位，也就是128/256/512/1 024/2048 字节。
这个系列一般用于低电压，低功耗的工业和商业用途，并且可以组成优化的系统。
这个系统还有多种电压级别，包括等4 种电压级5V(4.5~5.5V),2.7V(2.7~5.5V),2.5V(2.5~5.5V),1.8V(1.8~5.5V)别。
计算机组成原理4第四章存储器PPT课件精选全文
4.2
11
4.2
请问： 主机存储容量为4GB，按字节寻址，其地址线 位数应为多少位？数据线位数多少位？ 按字寻址（16位为一个字）,则地址线和数据线 各是多少根呢？
12
数据在主存中的存放
设存储字长为64位（8个字节），即一个存 取周期最多能够从主存读或写64位数据。
读写的数据有4种不同长度:
字节 半字 单字 双字
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3. 动态 RAM 和静态 RAM 的比较
主存
DRAM
SRAM
存储原理
电容
触发器
集成度
高
低
芯片引脚
少
多
功耗
小
大
价格
低
高
速度
慢
快
刷新
有
无
4.2
缓存
35
内容回顾: 半导体存储芯片的基本结构 4.2
…… ……
地
译
存
读
数
址
码
储
写
据
线
驱
矩
电
线
动
阵
路
片选线
读/写控制线
地址线（单向） 数据线（双向） 芯片容量
D0
…… D 7
22
(2) 重合法（1K*1位重合法存储器芯片）
0 A4
0,00
…
0,31
0 A3
X 地
X0
32×32
… …
0址
矩阵
A2
译
0码
31,0
…
31,31
A1
器 X 31
0 A0
Y0 Y 地址译码器 Y31 A 9 0A 8 0A 7 0A 6 0A 5 0
单片机课件8 单片机的存储器的扩展
MCS-51单片机的地址总线为16位，它的存储器最大的 扩展容量为216，即64K个单元。
2013-6-27
单片机原理及其应用
20
8.3 程序存储器扩展
8.3.2 外部程序存储器扩展原理及时序
（一） 外部程序存储器扩展使用的控制信号
（1）EA——用于片内、片外程序存储器配置， 输入信号。当EA=0时，单片机的程序存储器全部为扩 展的片外程序存储器；当EA=1 时，单片机的程序存 储器可由片内程序存储器和片外程序存储器构成，当 访问的空间超过片内程序存储器的地址范围时，单片 机的CPU自动从片外程序存储器取指令。 （2）ALE——用于锁存P0口输出的低8位地址。 （3）PSEN ——单片机的输出信号，低电平时， 单片机从片外程序存储器取指令；在单片机访问片内 2013-6-27 单片机原理及其应用 程序存储器时，该引脚输出高电平。
2013-6-27 单片机原理及其应用 11
8.2 半导体存储器
8.2.2 只读存储器 只读存储器（Read Only Memory，ROM），ROM 一般用来存储程序和常数。ROM是采用特殊方式写入 的，一旦写入，在使用过程中不能随机地修改，只能从 其中读出信息。与RAM不同，当电源掉电时，ROM 仍 能保持内容不变。在读取该存储单元内容方面，ROM 和RAM相似。只读存储器有掩膜ROM、PROM、EPROM、 E2PROM（也称EEPROM）、Flash ROM等。它们的区 别在于写入信息和擦除存储信息的方式不同。
经典：扩展存储器的设计PPT课件
总线驱动器芯片管脚图
10
(a) 单向驱动器74LS244; (b) 双向驱动器74LS245
P2口外接74LS244;
P0口外接74LS245
4
▪ 控制总线: ▪ ALE——地址锁存信号, 用以实现对低8位
地址的锁存。 ▪ P S E N ——片外程序存储器取指信号。 ▪ R D ——片外数据存储器读信号。 ▪ W R ——片外数据存储器写信号。
5
控制信号：构成扩展系统的控制总线。
1. ALE作地址锁存的选通信号，以实现低8位地址的锁存。
一、扩充存储器位数：
例1：用2K×1位存储器芯片组成 2K×8位存储器系统。 例2：用2K×8位存储器芯片组成2K×16位存储器系统。
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例1：用2K×1位存储芯片组成2K×8位存储系统。
当地址、片选和读写信号有效，可并行存取8位信息；共用片选16。
例2：用2K×8位存储器芯片组成2K×16位存储器系统。
芯片。 7
表 MCS—51单片机常用的扩展器件
8
▪ 8D锁存器74LS373 ▪ 74LS373是一种带输出三态门的8D锁存器。
74LS373的结构示意图
74LS373用作地址锁存器
▪ 1D～8D为8个输入端。 ▪ 1Q～8Q为8个输出端。 ▪ G为数据打入端： 当G为“1”时， 锁存器输出状
态(1Q～8Q)同输入状态(1D～8D)； 当G由“1” 变“0”时， 数据打入锁存器中。
中断优先 编码器等)。
▪ (2) 、系统扩展的基本方法: