存储器与并行口扩展
项目 一 汽车单片机原理应用(任务五 MCS-51单片机系统扩展)
(3) MCS-51单片机系统地址空间的分配 系统空间分配:通过适当的地址线产生各外部扩展器件的片 选/使能等信号就是系统空间分配。
编址:编址就是利用系统提供的地址总线,通过适当的连接, 实现一个编址惟一地对应系统中的一个外围芯片的过程。编 址就是研究系统地址空间的分配问题。
片内寻址:若某芯片内部还有多个可寻址单元,则称为片内 寻址。
2)全地址译码法
利用译码器对系统地址总线中未被外扩芯片用到的高位 地址线进行译码,以译码器的输出作为外围芯片的片选信 号。常用的译码器有:74LS139,74LS138,74LS154等。 优点是存储器的每个存储单元只有惟一的一个系统空间地 址,不存在地址重叠现象;对存储空间的使用是连续的, 能有效地利用系统的存储空间。缺点是所需地址译码电路 较多,。全地址译码法是单片机应用系统设计中经常采用 的方法。
1。程序和数据之和不大于 存储器总容量。 2。程序必须存放在低地址,
数据存放在高地址。
三、并行I/O口扩展 MCS-51单片机具有四个并行8位I/O口原理均可用做双向并行 I/O接口,但在实际应用中,可提供给用户使用的I/O口只有P1 口和部分P3口线及作为数据总线用的P0口。在单片机的I/O口 线不够用的情况下,可以借助外部器件对I/O口进行扩展 (1)概述 1)单片机I/O口扩展方法 并行I/O口扩展的目的:为外围设备提供一个输入输出通道。 ①并行总线扩展的方法 ②串行口扩展方法(只介绍总线扩展方式下I/O接口扩展方法) ③I/O端口模拟串行方法
二、存储器的扩展 存储器是计算机系统中的记忆装置,用来存放要运行的程 序和程序运行所需要的数据。单片机系统扩展的存储器可分为 程序存储器和数据存储器两种类型。
(1)MCS-51单片机对外部存储器的扩展应考虑的问题
第7章MCS-51单片机的常用外设扩展
(2)数据线
2732的8位数据线直接与单片机的P0口相连。P0口作 为地址/数据线分时复用。
(3)控制线
CPU执行2732中存放的程序指令时,取指阶段就是对 2732进行读操作。注意,CPU对EPROM只能进行读操作, 不能进行写操作。CPU对2732的读操作控制都是通过控制线 实现的。2732控制线的连接有以下几条:
2.硬件电路 单片机与6116的硬件连接如图7-4所示。
3.连线说明
• 地址线:A0~A10连接单片机地址总线P0.0~P0.7、P2.0、P2.1、P2.2 共11根;
• 数据线:I/O0~I/O7连接单片机的数据线,即P0.0~P0.7;
• 控制线:片选端连接单片机的P2.7,即单片机地址总线的最高位A15; 读允许线连接单片机的读数据存储器控制线;
• 对于没有内部ROM的单片机或者程序较长、片内ROM容 量不够时,用户必须在单片机外部扩展程序存储器。 MCS-51单片机片外有16条地址线,即P0口和P2口,因此 最大寻址范围为64K字节(0000H—FFFFH)。
• 这里要注意的是,MCS-51单片机有一个管脚 EA跟程序存 储器的扩展有关。如果接高电平,那么片内存储器地址范 围是0000H—0FFFH(4K字节),片外程序存储器地址范 围是1000H—FFFFH(60K字节)。如果接低电平,不使 用片内程序存储器,片外程序存储器地址范围为0000H— FFFFH(64K字节)。
1. 芯片选择
单片机扩展数据存储器常用的静态RAM芯片有6116(2K×8 位)、6264(8K×8位)、62256(32K×8位)等。
根据题目容量的要求我们选用SRAM6116,采 用单一+5V供电,输入输出电平均于TTL兼容,具有 低功耗操作方式,管脚如图7-3所示。
存储系统4并行存储器和多模块交叉
q=64b×4=256b 顺序存储器和交叉存储器连续读出4个字所需的时间
t2=mT=4×200ns=800ns=8×10-7s t1=T+(m-1)=200ns+150ns=350ns=35×10-7s
顺序存储器和交叉存储器的带宽分别是: W2=q/t2=256b÷(8×10-7)s=320Mb/s W1=q/t1=256b÷(35×10-7)s=730Mb/s
个存储单元 顺序方式:
3.5 并行存储器
顺序方式 [例]M0-M3共四个模块,则每模
块8字。
顺序方式: M0:0—7
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3.5 并行存 储器
无论采用哪种判断方式,延迟端口的BUSY 标志都将置位而关闭此端口,而当允许存取 的端口完成操作时,延迟端口BUSY标志才 进行复位而打开此端口。
3.5 并行存储器
二、多模块交叉存储器
一个由若干个模块组成的主存储器是线性编址的。 这些地址在各模块中如何安排,有两种方式:
IO接口的扩展方法
P2.7 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 /WR
8051
OE D7 Q7 D6 Q6 D5 Q5 D4 Q4 D3 Q3 D2 Q2 D1 Q1 D0 Q0 G
74LS373
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
输出Байду номын сангаас备
程序如下: MOV DPTR, #7FFFH MOV A, 60H MOVX @DPTR, A
C口置位/复位控制字
D7 × × × D3 D2 D1 D0 0: 复位 1: 置位 位选择 0 00 0 01 0: 复位 1: 置位 位选择 0 00 0 01 PC0 PC1 0 10 0 11 1 00 1 01 1 10 1 11 PC0 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 PC7
例:如图上页所示,假设8255A芯片的PA接一组8只状态指示灯,PB接一组
8个开关,现须将开关闭合的状态输入到片内60H单元保存,将70H单元的内 容送状态指示灯显示,并置位PC7引脚,编写相应程序。
解:根据题意,设置8255A的A口方式0输出,B口方式0输入,C口高四位输
出 , 则 8255A 的 方 式 字 为 82H ( 10000010B ) , C 口 置 位 / 复 位 字 为 0FH ( 00001111B), 8255A的方式字及置位 /复位控制字地址为 7FFFH。初始化 过程及输入/输出的程序如下:
方式 1: 选通输入/输出方式。 共有3口, 被分为两组。A组包括A口和PC7-PC4, A口可由 编程设定为输入或输出, PC7-PC4作为输入/输出操作的选通信 号和应答信号。B组包括B口和PC3-PC0, 这时C口作为 8255A和 外设或CPU之间传送某些状态信息及中断请求信号。 方式 2: 双向传送方式。 只有A口有方式 2, 此时, A口为8位双向传送数据口, C
MCS-1单片机扩展大量高速并行接口的低成本实现
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维普资讯
高速并行接 口的低成本 实现 邹燕秋 ’ 韦忠善 1
、
贺 州 学 院物 理 与 电子 信 息 系 5 2 O I 48 0
2 、广 西职 业 技 术 学 院 电机 系 5 0 2 32 6
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一
5 1系统 中大量高速并行接 口的扩展 ,且 系
统 结构 简单 ,易 于 实 现 。
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扩 展 ;Ⅳ eU;并 行 口 ;存 储 空 阃 分配 I
一
、
引 言
M C 5 系 列单 片 机 共 有 4 8 并 行 S l 个 位 I0 口 P 、P 、P 、P ,然 而 ,对 于 需 要 / O 1 2 3 外部扩展的系统中 , 0 U 2口都将作为系 P ̄P 统 总 线被 占用 , P 口的 大部 分 口线 也 将 而 3 作 为 专 用 的控 制 信 号 线 或 以 第 二 功 能 的 方 式被占用,此时能够 自由使用的并行 口就 只 有 P 口 ̄ P 口剩 余 的极 少部 分 口线 , l [3 1 因 此 ,在 大部 分 MC 一 1 片机 的 应 用 系统 S5单 设 计 中 , 行 I 0口扩 展是 不可 避 免 的 , 进 / 对 多 点 测控 系统 ,进 行 I 0 口的扩 展 的 必 要 / 性 尤 其显 得 突 出 。
个 ( 译码 输 出 , 实 现 i 2) 6个端 口的 寻 址 ;若 使 用 P 1口的 全部 8 来译 码 ,则最 位 多可实现 2 6个 (8 口的寻址 ;系统 中 5 2) 端 为了实现把端 口地址和外部数据存储器在 地 址 空 间上 人 为地 分 开 , 用 了 4 6 码 使 :l译 器输出的一 个信号 ( 本系统使用输 出0 对 , 应 P .、 12 P .、 10=0 0B) 为 13 P .、 1 1 P . 00 作 外部RAM芯片的选通信号 , 而译码器输 出 的 每 一 个 信 号 则 作 为 各 个扩 展 端 口的 选 通 信 号 , 于选 通 不 同的 扩 展端 口, M C 用 使 U 可 通 过 此 端 口实 现 数 据 的 传送 , 因 此 系统 中扩 展 口地 址将 不 占 用单 片 机的 存储 地 址 , 且 扩 展 的数 量 范 围可 以 很 大 ,可 达 2一 个 n1 ( 为 作 为 端 口地 址 的 线 数 ) 1 3 。 2 、要 点 本法 使 用 M C 5 的 P 进 行 了寻 址 S l l 空 间 的 扩 展 ,因 此 M C 5 单 片 机 访 问外 S 1 部 数 据 的指 令 MO VX将 不能 直 接 实 现这 些 空 间 的 访 问 , 只要 在 执 行 MO } 令 前 , 但 VX  ̄ 预 先 设 定好 Pl 口的 相 应 位 , 选 择 相应 的 以 RA 或 端 口 , 可 准确 地 访 问 相 应 的端 口 M 即 (1 P 的值与选 中器件的对应关系见表 1 , )此 时 用 MO VX} 令 即 可 实现 相 应 位 置 的数 据  ̄ 传 送 , 当 然 在 访 问 扩 展 的 这 些 端 口时 , MO VX} 令给 出的在存储器地址只是虚设  ̄ 的 地 址 ,任 何 的 地 址 值 都 不 会影 响扩 展 端 口的 访 问 。 应 该 提 出 的 是 , 在 系 统 中 访 问 外 部 RAM 时 ,应 保 证 在 MO VX指 令 执 行 前使
第5章 单片机存储器扩展
11000000000000000~1101111111111111,即C000H~DFFFH;
11100000000000000~1111111111111111,即E000H~FFFFH。
•采用地址译码器的多片程序存储器的扩展(译码法)
例3 要求用2764芯片扩展8031的片外程序存储器,分配的地
21×210 = 211
地址空间: A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 最低地址: 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0000H 07FFH
最高地址: 1
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 ·· ·· × × × × × A10A9A8A7··A0 6116 ·· ·· 2KB
25 = 32
上式中:“×”表示0或1。
即单片机地址空间中包含有32个2KB。某片6116占据的是哪 2KB不能确定——地址浮动。 只有限定A15··A11的取值才能确定6116在系统中的地址 ·· ·· 范围。如,P2.5 = 1 ,选中6116的/CS线。设P2.7 P2.5 P2.4 P2.3 假定全为1
例2 使用两片2764扩展16 KB的程序存储器,采用线选法选
中芯片。扩展连接图如图所示。以P2.7作为片选,当P2.7=0时,
选中2764(1);当P2.7=1时,选中2764(2)。因两根线(A13、A14)
未用,故两个芯片各有22=4个重叠的地址空间。它们分别为
用两片2764 EPROM的扩展连接图
则: 6116地址范围是B800H ~ BFFFH。
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。
单片机原理——习题1(答案)
2018单片机练习A(答案)一、填空题(每空1分,共15分)1、AT89S51的一个机器周期等于(4 )μs(设时钟振荡周期为3MHz)。
2、在AT89S51单片机复位后,PSW=(00 )H,这时当前的工作寄存器区是(0)区,R6所对应的存储单元地址为(06 )H。
3、在基址加变址寻址方式中,以(A )作为变址寄存器,以(PC)或(DPTR)作为基址寄存器。
(或者:累加器程序计数器数据指针)4、AT89S51的异步通信口为(全双工)(单工/半双工/全双工)。
5、AT89S51有( 2 )级中断,(5)个中断源。
6、若A中的内容为63H,那么,P标志位为(0 )。
7、82C55可以扩展(3 )个并行端口,其中(8 )条口线具有位操作功能。
8、如果(A)=82H,(R5)=0BDH,执行XCH A, R5;结果(A)=(0BDH)。
9、74LS138是具有3个输入的译码器芯片,其输出作为片选信号时,最多可以选中(8 )片芯片。
二、选择题(每小题2分,共10分)1、在家用电器中使用单片机应属于单片机的(B )。
A. 辅助设计应用B. 测量、控制应用C. 数值计算应用D. 数据处理应用2、对外部数据存储器的读操作,只能使用( C )。
A. MOV指令B. PUSH指令C. MOVX指令D. MOVC指令3、在AT89S51的中断请求源中,需要通过指令清除中断请求标志位的是( D )。
A.IE1的中断请求标志B.IT1的中断请求标志C.外部中断0的中断请求D.串行口中断请求标志T14、关于AT89S51并行输入/输出端口描述正确的是( D )。
A.四个并行输入/输出端口负载驱动能力相同B.四个并行输入/输出端口内部均具有上拉电阻C.四个并行输入/输出端口均是准双向口D.需要读并行输入/输出端口的引脚状态时,需要先向端口锁存器写入15、在程序运行中,PC的值是(C )。
A.当前正在执行指令的前一条指令的地址B.当前正在执行指令的地址C.当前正在执行指令的下一条指令的首地址D.控制器中指令寄存器的地址三、判断题(每小题2分,共20分)1、在AT89S51中,为使准双向的I/O口工作在输入方式,必须事先预置为0。
第05讲 MCS-51单片机存储器的扩展
0000 0000 0000)
最高地址07FFH(A15 A14 A13 A12 A11 A10…A0 = 0000 0111 1111 1111)
6.2.1 扩展EPROM型程序存储器
由于P2.3~P2.6的状态与该芯片2716的寻址无关,所以 P2.3~P2.6可为任意状态,从0000至1111共有16种组合,因 此实际上该2716芯片可有16个地址范围。这种多地址范围的 重叠现象是线选法本身造成的,因此地址范围的非惟一性是 线选法的一大缺点。
第05讲 MCS-51单片机存储器的扩展
本讲要解决的问题? 单片机作为一个芯片级的微型计算机,是工业测控领域 里广泛使用的一种机型,可谓“麻雀虽小,五脏俱全”,它 具备运行应用程序的基本条件,所提供的资源能够满足一般
应用系统的需求,然而对于一些特殊的情况,其内部资源也 显得不够用(比如,程序存储器的容量太小,不能容纳更大 的应用程序),且必须通过在单片机芯片外围的扩展才能达 到应用系统的要求。那么,如何对单片机的资源进行扩展, 进行资源扩展过程中要注意哪些问题呢?
6.2.2 扩展EEPROM型程序存储器
EEPROM兼有程序存储器和数据存储器的特点,既可以作 为程序存储器,又可以作为数据存储器使用。 典型的EEPROM芯片有:2816(2K×8位)、2817(2K×8 位)、2864A(8K×8位)等。
6Hale Waihona Puke 2.2 扩展EEPROM型程序存储器
EEPROM对硬件电路无特殊要求,操作简便。早期设计的 EEPROM是依靠片外高电压进行擦写,近期已将高压电源集成 在芯片内,可以直接使用单片机系统的5V电源在线擦除和改 写;在芯片的引脚设计上,8KB的EEPROM 2864A与同容量的 EPROM 2764和静态RAM 6264是兼容的,给用户的硬件设计和 调试带来了极大的方便。 EEPROM具有ROM的非易失性,又具有RAM的随机读/写特 性,每个单元可以重复进行1万次改写,保留信息的时间可
单片机与外部存储器交互 扩展存储空间的方法
单片机与外部存储器交互扩展存储空间的方法在现代电子设备中,单片机作为一种高度集成的控制器芯片,被广泛应用于各个领域。
然而,由于单片机的存储容量有限,为了满足复杂的应用需求,通常需要扩展存储空间。
本文将介绍单片机与外部存储器的交互原理以及几种常见的方法来扩展存储空间。
一、交互原理在单片机中,外部存储器通常指的是非易失性存储器,如EEPROM、Flash等。
通过与单片机进行数据的读写操作,可以实现数据的长期存储和共享。
外部存储器与单片机之间的交互主要依靠通信接口,如SPI、I2C、串口等。
下面将分别介绍这几种接口的原理。
1. SPI接口SPI(Serial Peripheral Interface)是一种全双工的串行通信接口,使用4根线(SCK、MOSI、MISO、CS)进行数据传输。
在SPI接口中,单片机作为主设备发起数据传输,而外部存储器作为从设备响应主设备的指令并传输数据。
通过SPI接口,单片机可以直接读写外部存储器中的数据,实现存储空间的扩展。
2. I2C接口I2C(Inter-Integrated Circuit)是一种系列总线通信协议,通过两根线(SCL、SDA)进行数据传输。
在I2C接口中,单片机既可以作为主设备发送数据,也可以作为从设备接收数据。
通过I2C接口,单片机可以与多个外部存储器进行通信,实现存储空间的扩展。
3. 串口接口串口接口是一种常见的通信接口,通过TX(发送)和RX(接收)两根线进行数据传输。
在串口接口中,单片机通过发送和接收数据来与外部存储器进行通信。
虽然串口的传输速率较低,但它简单易用,适合与存储器进行简单的数据交互。
二、扩展存储空间的方法在了解了单片机与外部存储器的交互原理后,下面将介绍几种常见的方法来扩展存储空间。
1. 并行存储器并行存储器是一种传统的扩展存储空间的方法,它通常由存储芯片组成,通过地址线和数据线与单片机相连。
并行存储器的特点是读写速度快,但容量有限。
