51单片机存储器扩展
51单片机外部ram扩展c程序及硬件结构
c程序#include<reg52.h>#include<absacc.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intint n,m;void main(){unsigned int i;while(1){for(i=0x0000;i<=0x7fff;i++){XBYTE[i]=n;//写入ram}for(i=0x7fff;i>0x0000;i--){m=XBYTE[i];//读外部存储器}}}62256外部ram芯片相关知识：XBYTE是一个地址指针（可当成一个数组名或数组的首地址），它在文件absacc.h中由系统定义，指向外部RAM（包括I/O口）的0000H单元，XBYTE后面的中括号[ ]0x2000H 是指数组首地址0000H的偏移地址，即用XBYTE[0x2000]可访问偏移地址为0x2000的I/O端口。
这个主要是在用C51的P0，P2口做外部扩展时使用，其中XBYTE [0x0002]，P2口对应于地址高位，P0口对应于地址低位。
一般P2口用于控制信号，P0口作为数据通道。
比如：P2.7接WR，P2.6接RD，P2.5接CS，那么就可以确定个外部RAM的一个地址，想往外部RAM的一个地址写一个字节时，地址可以定为XBYTE [0x4000]，其中WR，CS为低，RD为高，那就是高位的4，当然其余的可以根据情况自己定，然后通过XBYTE [0x4000] = 57;这赋值语句，就可以把57写到外部RAM的0x4000处了，此地址对应一个字节。
XBYTE 的作用,可以用来定义绝对地址,是P0口和P2口的,其中P2口对应的是高位,P0口对应的是低位如XBYTE[0x1234] = 0x56;则等价于mov dptr,#1234hmov @dptr,#56h谢谢大家。
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。
MCS-51单片机存储器的扩展
第八章MCS-51单片机存储器的扩展第一节MCS-51单片机存储器的概述(一)学习要求1、熟悉MCS-51 单片机的系统总线及系统总线扩展结构2、掌握常用的片选方法：线选法和全地址译码法。
（二）内容提要1、三总线的扩展方法单片机内资源少，容量小，在进行较复杂过程的控制时，它自身的功能远远不能满足需要。
为此，应扩展其功能。
MCS-51单片机的扩展性能较强，根据需要，可扩展。
三总线是指地址总线、数据总线、控制总线。
1）地址总线MCS-51 单片机地址总线宽度为16 位，寻址范围为64K。
地址信号：P0 作为地址线低8 位，P2 口作为地址线高8 位。
2）数据总线MCS-51 单片机的数据总线宽度为8 位。
数据信号：P0 口作为8 位数据口，P0 口在系统进行外部扩展时与低8 位地址总线分时复用。
3）控制总线主要的控制信号有/WR 、/RD 、ALE 、/PSEN 、/EA 等。
2、系统的扩展能力MCS-51 单片机地址总线宽度为16 位，因此它可扩展的程序存储器和数据存储器的最大容量是64K（２１６）。
１）线选法线选法就是将多余的地址总线（即除去存储容量所占用的地址总线外）中的某一根地址线作为选择某一片存储或某一个功能部件接口芯片的片选信号线。
一定会有一些这样的地址线，否则就不存在所谓的“选片”的问题了。
每一块芯片均需占用一根地址线，这种方法适用于存储容量较小，外扩芯片较少的小系统，其优点是不需地址译码器，硬件节省，成本低。
缺点是外扩器件的数量有限，而且地址空间是不连续的。
２）全地址译码法由于线选法中一根高位地址线只能选通一个部件，每个部件占用了很多重复的地址空间，从而限制了外部扩展部件的数量。
采用译码法的目的是减少各部件所占用的地址空间，以增加扩展部件的数量。
３）译码器级连当组成存储器的芯片较多，不能用线选法片选，又没有大位数译码器时，可采用多个小位数译码器级连的方式进行译码片选．４）译码法与线选法的混合使用译码法与线选法的混合使用时，凡用于译码的地址线就不应再用于线选，反之，已用于线选的地址线就不应再用于译码器的译码输入信号．（三）习题与思考题1. 简要说明MCS-51 单片机的扩展原理。
MCS-51单片机大容量数据存储器扩展板设计
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄ ｓ： ＭＣＳ一５１ ， ｄａ ｔ ａ ｍｅｍＯｒ Ｖ， Ｆ ２ ９Ｃ５１ ００ ４， ｅｘ ｐａ ｎｓ ｉ ｏｎ ｂｏ ａｒ ｄ
Ｆ ２ ９ Ｃ５ １ ０ ０ ４作 为 扩展 存 储 体 。将 数 据 线 和 地 址 线 合 并使 用 ， 对 Ｆ ２ ９ Ｃ ５ １ ０ ０ ４进 行 分 页访 问 ， 解 决 了单 片 机 存储 单 元 及 端 口
不 足 的 问题 ， 释放 了 Ｉ ／ ０ 口。 文 中 以扩 展 ８ ＭＢ的 数 据 存储 器 为例 ， 给 出 了单 片机 扩展 板 的硬 件 电路 和软 件 程 序 。 关键词 ： Ｍ Ｃ Ｓ 一 ５ １ ， 数据存储器 ， Ｆ ２ ９ Ｃ ５ １ ０ ０ ４ ， 扩 展 板
Байду номын сангаас
ＭＣ Ｓ 一 ５ １单 片 机 对 数 据存 储 器 的 扩 展通 常采 用 数 据 总线 和 地址 总线 ， 即Ｐ ０口和 Ｐ ２ 口来 完 成 ， 最大寻址空间可达 ６ ４ Ｋ Ｂ。 随 着单片机应用领域的推广和不断扩大 ， 特 别 是 在 ＧＰ Ｓ数 据 采集
输 出 并 存 放 在 锁 存 器 中备 用 。 Ａ １ ８ 将 锁 存 器 直 接挂 在 数 据 总 线 上 ，并 为其 安 排 一 个 ｌ ／ Ｏ 口地 Ａ １ ６ Ａ １ ５
《 工 业 控 制 计算 机 》 ２ ０ １ ３年 第 ２ ６卷 第 １ 期
ＭＣ Ｓ 一 ５ １ 单片机大容量数据存储器扩展板设计
Ｄｅ ｓ ｉ ｇｎ ｏ ｆ Ｌ ａ ｒ ｇｅ — ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ Ｄａ ｔ ａ Ｍｅ ｍｏ ｒ ｙ Ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｂ ｏ ａ ｒ ｄ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＭＣＳ－ ５ １ ＭＣＵ
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。
单片机内部RAM的扩展
STC单片机内部扩展RAM的应用作者：郭天祥来源：原创更新时间：2008-11-27 21:19:35 浏览次数：5803RAM是用来在程序运行中存放随机变量的数据空间，51单片机默认的内部RAM只有128字节，52单片机增加至256字节，STC89C52增加到512字节，STC89C54、55、58、516等增加到1280字节，对于编程者来说，一个芯片的RAM越多，写起程序来就越容易得心应手，不会总考虑RAM不够用而担心这担心那，连过多的变量都不敢定义。
在前面我们写程序时曾讲到过，如果定义一个变量后，不对这个变量进行初始化，这个变量默认的初值就是0，其实这个结论是需要一定的条件的，在用KEIL编写程序时，总程序中所有变量占用的字节之和小于128字节，并且存储器模式为small模式的前提下，对定义的变量不进行初始化时，编译器会默认将变量值设定为0。
一旦程序中的总变量超过128字节，必须对所有变量进行初始化，否则，没有被初始化的变量默认值将是不确定的。
当变量总和超过128字节时，必须还要在编译器中重新设定存储器的存储模式，存储器模式一共有3种，分别为small、compact和large模式，在KEIL编译器中有选项可进行选择，选项表如图4.4.1所示。
它决定了没有明确指定存储类型的变量、函数参数等数据的默认存储区域。
如果在某些函数中需要使用非默认的存储模式，也可以使用关健字直接说明。
下面对这三种模式分别做介绍。
1. small模式small模式中，所有缺省变量参数均装入单片机内部128字节RAM中，当定义类似如：uchar a; float b;等变量时，这些变量都装入内部128字节RAM中。
使用该模式的优点是访问速度快，缺点是空间有限，而且是对堆栈的空间分配比较少，难以把握，碰到需要递归调用的时候需要小心。
所以这种模式只适用于小程序。
2. compact模式compact模式中，所有缺省变量均位于单片机内部256字节RAM中，和在small模式中使用关健字pdata 来定义变量的效果相同，如：uchar pdata a[100];在该种模式下，程序总变量不得超过256字节，对于只有128字节的单片机，使用此模式定义变量超过128字节时，程序将出错。
51单片机接口电路与存储器的扩展汇总
4.2 存贮器接口电路设计 4.2.1 程序存储器接口设计
程 序 存 贮 器 通 常 包 括 ： 2 7 C16、 27C64、27C128、27C256、27C512 等 。 本节主要介绍以下几种： ＥＰＲＯＭ ２７Ｃ１６
ＥＰＲＯＭ ２７Ｃ２５６
带锁存器的 EPROM 87C64, 87C256
6116静态RAM
62256静态RAM
RAM 2164A
静态6116与单片机80C31的接口：
图4.7 静态RAM6116与80C31的接口图
4-13
62256静态RAM 32K×8的高集 成度的随机存 取存贮器
62256静态RAM与80C31的接口图
动态RAM2164A
64K×1位
逻辑符号及管脚配置如下:
8K的EPROM和4K静态RAM的连接。
方法1：译码器按大容量芯片连结
方法2：译码器按小容量芯片连结
地址范围是： EPROM2732为F000H～FFFFH和C000H～ CFFFH。 静态RAM 6116为A000H～A7FFH或 A800~AFFFH和6000H～67FFH或 6800~6FFFH。
C口高半字节输入1，输出0 A口：输入1，输出0 工作方式控制字
00方式0 01方式1 1方式2
D7 D6 D5 D4 D3
A1 A0 11
B组
D2
D1
D0
A组
C口低半字节 输入1 ，输出0 B口：输入1 输出0 0：方式0，1：方式1
设定工作方式标志，1有效
C口位置位/复位控制字
D7
D6
D5
EPROM 27C16
2K×8位的可改写只读存贮器
EPROM 27C16与单片机80C31之间的接口如下
四 MCS-51单片机存储器系统扩展
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
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6-2-1 EPROM 2716
6-2-2 EEPROM 2816
6-3 存储器的连接
存储器与微型机三总线的连接：
1．数据线D0～n 连接数据总线DB0～n 2．地址线A0～N 连接地址总线低位AB0～N。 3.片选线CS
连接地址总线高位ABN+1。 4．读写线OE、WE(R/W) 连接读写控制线RD、WR。
6-2 只读存储器（ROM）
3.EPROM：可擦除PROM 用户可以多次编程。编程加写脉冲后，某些存储单 元的PN结表面形成浮动栅，阻挡通路，实现信息写入。 用紫外线照射可驱散浮动栅，原有信息全部擦除，便 可再次改写。 4.EEPROM：可电擦除PROM 既可全片擦除也可字节擦除，可在线擦除信息，又 能失电保存信息，具备RAM、ROM的优点。但写入时间 较长。
总共需要64根译码 线和64个驱动器。
6-1-1 静态RAM Intel 6116、6264
工作方式 CS
读
0
写
0
禁止
1
OE WE Di
0
1
DOUT
1
0
DIN
××
Z
6-2 只读存储器（ROM）
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。
1.掩膜ROM：不可改写ROM 由生产芯片的厂家固化信息。在最后一道工序用掩膜 工艺写入信息，用户只可读。 2.PROM：可编程ROM 用户可进行一次编程。存储单元电路由熔丝相连，当 加入写脉冲，某些存储单元熔丝熔断，信息永久写入， 不可再次改写。
CS片选线：
选择存储器芯片。 当CS信号无效，
其他信号线不起作用。
R/W(OE/WE)读写允许线 打开数据通道，决定数据的传 送方向和传送时刻。
二．存储器结构框图 存储器内部为双向地址译码，以节省内部引线和驱动器 单向译码需要1024根译码输出线和驱动器。 如：1K容量存储器，有10根地址线。
双向译码 X、Y方向 各为32根译码输出线 和驱动器，
单片机原理及应用
任课教师 郑桐 电话 13302038650 email zheng_tong@
第六章 半导体存储器及其应用
6-1 随机读写存储器RAM 6-2 只读存储器ROM 6-3 存储器的连接
一．半导体存储器的分类
6-1 随机读写存储器
存储器中的信息可读可写，但失电后会丢失信息。 1.双极型：由TTL电路组成基本存储单元，存取速度快。 2.MOS型：由CMOS电路组成基本存储单元，集成度高、功
例1用2K×1位存储器芯片组成 2K×8位存储器系统。 当地址、片选和读写信号有效，可并行存取8位信息
例2用2K×8位存储器芯片组成2K×16位存储器系统。
D0～7
D8～15
R/W CE A0～10
D0～7 R/W
CE
A0～10
D0～7 R/W
CE
A0～10
地址、片选和读写引线并联后引出，数据线并列引出
多片存储器芯片组成大容量存储器连接常用片选方法。
例三片8KB的存储器芯片组成 24KB 容量的存储器。
D0～7
设CE1、CE2、CE3
D0～7
分别连接微型机 R/W
R/W Ⅰ
的高位地址总线 AB13、AB14、AB15
确定各存储器
CE1 A0～12
CE2
芯片的地址空间：
CE3
ABi 15141312 111098 7 6 5 4 3 2 1 0～15141312 111098
锁地 存址
数据 有效
锁地 存址
采数 样据
地址 输出
CE
A0～12
D0～7
R/W CE
Ⅱ
A0～12
D0～7
R/W
CE Ⅲ
7654 3210
A0～12
Ⅰ：1100 0000 0000 0000～1101 1111 1111 1111=C000H～DFFFH
Ⅱ：1010 0000 0000 0000～1011 1111 1111 1111=A000H～BFFFH
二.扩充存储器容量
例用1K×4位存储器芯片组成4K×8位存储器系统。
二.扩充存储器容量
地址线、数据线和读写控制线均并联。 为保证并联数据线上没有信号冲突，必须用片选信号 区别不同芯片的地址空间。
片选方法： 1.线选法
微型机剩余高位地址总线直接连接各存储器片选线。 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。
Ⅲ：0110 0000 0000 0000～0111 1111 1111 1111=6000H～7FFFH
2．译码片选法 3-8 地址译码器：74LS138
2．译码片选法
Y0、Y1、Y2分别连接三片存储器的片选端CE1、CE2、CE3
各片存储器芯片分配
地址：
AB13
74LS138
A
Y0
CE1
Ⅰ：0000H～1FFFH
DB0～n AB0～N ABN+1 R/ W
微型机
D0～n
A0～N CS R/ W 存储器
6-3-1 存储器芯片的扩充
用多片存储器芯片组成微型计算机系统所要求的 存储器系统。
要求扩充后的存储器系统引出线符合微型计算机 机的总线结构要求。
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。
AB14
B
Y1
CE2
Ⅱ：2000H～3FFFH
AB15
C
Y2
CE3
Ⅲ：4000H～5FFFH
+5V
G1 …
G2A.B Y7
6-3-1 存储器与单片机的连接
存储器与微型机三总线 的一般连接方法和存储器 读写时序。
1.数据总线与地址总线 为两组独立总线。
DB0～n AB0～N ABN+1 R/ W
微型机
AB0～N
地址输出
DB0～n R/W
数据有效
采数 样据
D0～n
A0～N CS R/ W 存储器
6-3-1 存储器与单片机的连接
2.微型机复用总线结构
D0～n
数据与地址分时共用一 AD0～n
Di Qi
A0～n
组总线。
ALE
R/W 单片机
G 地址 锁存器
R/W 存储器
ALE
AD0～n R/W
地址 输出
耗低。 SRAM：静态RAM。存储单元使用双稳态触发器，可带电信
息可长期保存。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
DRAM动态RAM：使用电容作存储元件，需要刷新电路。 集成度高，反应快，功耗低，但需要刷新电路。
二．存储器结构框图 三．存储器外部信号引线：
D0～7数据线：传送存储单元内容。 根数与单元数的位数相同。
A0～9地址线：选择芯片内部一个存储单元。 根数由存储器容量决定。