第五章 单片机存储器扩展
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单片机原理及应用第五章存储器扩展ppt课件
入编程脉冲；
A0 O0
OE
：输出允许信号，低
O1 O2
电平有效。
GND
1
24
2
23
3
22
4
21
5
20
6 271619
7
18
8
17
9
16
10
15
11
14
12
13
Vcc
A8 A9 Vpp
OE
A 10 CE / PGM
O7 O6 O5 O4 O3
14
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
即 80H 0~09FFFH
20
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
译码法编址示例
5V
P2.7
P2.6
C E3 B
Y0 Y1
P2.5
A
138
E1 E2
Y7
P2.4~2.0
P0.7~0.0 PSEN
74LS373
27640地址范围：0000H~1FFFH 0000,0000,0000,0000~0001,1111,1111,1111 27641地址范围：2000H~3FFFH 0010,0000,0000,0000~0011,1111,1111,1111 27642地址范围：4000H~5FFFH 0100,0000,0000,0000~0101,1111,1111,1111
P2.6
P2.7
P2.5
P2.4
第五讲-单片机的存储器扩展
单片机系统的存储器扩展及并行接口扩展
存储器芯片的选择有两种方法: 线选法和译码法。
1. 线选法 所谓线选法, 就是直接以系统的地址线作为存储器 芯片的片选信号, 为此只需把用到的地址线与存储器芯 片的片选端直接相连即可。 2. 译码法 所谓译码法就是使用地址译码器对系统的片外地 址进行译码, 以其译码输出作为存储器芯片的片选信号。
单片机系统的存储器扩展及并行接口扩展
图2 单片机的3总线结构形式
单片机系统的存储器扩展及并行接口扩展
2. 系统扩展的内容与方法
(1) 系统的扩展一般有以下几方面的内容: ① 外部程序存储器的扩展; ② 外部数据存储器的扩展; ③ 输入/输出接口的扩展;
④ 管理功能器件的扩展(如定时/计数器、 键盘/显
线有11根(A10～Ａ0), 片外译码线有4根。 其所占用的 地址范围如下：
单片机系统的存储器扩展及并行接口扩展
当A15为0时， 所占用地址为0010000000000000～
0010011111111111， 即2000H～27FFH。 当A15为1时， 所占用地址为1010000000000000～ 1010011111111111, 即A000H～A7FFH。 共占用了两组地址， 这两组地址在使用中同样有效。
单片机系统的存储器扩展及并行接口扩展
图5 总线驱动器芯片管脚图
(a) 单向驱动器74LS244; (b) 双向驱动器74LS245
单片机系统的存储器扩展及并行接口扩展
P2口如外接总线驱动器， 可用单向的72LS244,
其连接图如图6(a)所示。 它的两个控制端 1G 和 2G 均接 地， 相当于8个三态门均打开， 数据从P2口到A8～
单片机系统的存储器扩展及并行接口扩展
第5章 单片机存储器扩展
线选法：
直接以系统的地址位作为存储芯片的片选信号。 优缺点：简单明了，且不需增加电路。但存储空 间的使用是断续的，不能有效地利用空间，扩充 容量受限，只适用于小规模系统的存储器扩展。
译码法：
对系统的高位地址进行译码，以其译码输出作为 片选信号。 高效率地利用存储空间，适用于大容量多芯片扩 展。 常用的译码芯片有：74LS139（双2-4译码器）、 74LS138(3-8译码器)和74LS154(4-16译码器)等。
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。
DB0～n
D0～n A0～N CS R/ W 存储器
AB0～N
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。
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
D0～7 R/W
CE
A0～10
共用片选
R/W CE
A0～10 R/W CE
D0～7
A0～10
地址、片选和读写引线并联后引出，数据线并列引出。
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
单向译码需 要1024根译码输 出线和驱动器。 双向译码 X、 Y方向各为32根 译码输出线和驱 动器， 总共需要64 根译码线和64个 驱动器。
32×32=1024
图5.6 存储器逻辑结构图
存储器外部信号引线
D0～7数据线：
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。
单片机存储器扩展
单片机存储器扩展在单片机的应用中，常常会遇到内部存储器容量不足的情况。
这时候，就需要对单片机的存储器进行扩展，以满足系统对存储容量的需求。
单片机的存储器可以分为程序存储器和数据存储器。
程序存储器用于存储单片机运行的程序代码，而数据存储器则用于存储程序运行过程中的数据。
当单片机内部的存储器无法满足应用需求时，就需要通过外部扩展来增加存储容量。
在进行存储器扩展之前，我们需要了解单片机的存储器寻址方式。
不同的单片机可能有不同的寻址方式，但通常都包括直接寻址、间接寻址和变址寻址等。
了解寻址方式对于正确进行存储器扩展至关重要。
对于程序存储器的扩展，常用的方法是使用外部只读存储器（ROM），如 EPROM（可擦除可编程只读存储器）、EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）等。
扩展时，需要将外部 ROM 与单片机的地址总线、数据总线和控制总线正确连接。
地址总线用于指定存储器的地址，数据总线用于传输数据，控制总线则用于控制存储器的读写操作。
以常见的 8051 单片机为例，它的地址总线为 16 位，可以寻址64KB 的存储空间。
如果要扩展 32KB 的程序存储器，我们可以选用一片容量为 32KB 的 EPROM 芯片，如 27256。
将 EPROM 的地址线 A0A14 与单片机的地址总线 A0 A14 相连，数据线 D0 D7 与单片机的数据总线 D0 D7 相连。
控制总线中的片选信号（CS）通常通过地址译码器来产生，以确保在特定的地址范围内选中该 EPROM 芯片。
在数据存储器的扩展方面，常用的是外部随机存取存储器（RAM），如静态 RAM（SRAM）和动态 RAM（DRAM）。
SRAM 速度较快，但价格相对较高；DRAM 价格较低，但需要不断刷新。
同样以 8051 单片机为例，如果要扩展 8KB 的数据存储器，可以选用一片 6264 SRAM 芯片。
连接方式与程序存储器扩展类似，地址线和数据线分别与单片机的对应总线相连。
第五章 MSC-51单片机存贮器扩展
单片机资源扩展的原因： 单片机资源扩展的原因：
单片机是为工业控制而开发的， 单片机是为工业控制而开发的，它的内部具 计数器及I/O口 有ROM、RAM、定时器 计数器及 口，它已 、 、定时器/计数器及 经是一个完整的系统，但它的内部资源毕竟有 经是一个完整的系统， 在许多应用场合可能就不够用了， 限，在许多应用场合可能就不够用了，这就要 求对单片机资源进行扩展。 求对单片机资源进行扩展。
74LS 373
A0–A7
地址总线 低八位
D0–D7
数字总线 控制总线
图5.2 单片机的三总线结构
5.1.3 扩展的利弊
构造总线是占用了单片机的I/O口线为代价，尽管 构造总线是占用了单片机的 口线为代价，尽管MCS—51 口线为代价 系列多达32条 口线 由于系统扩展的需要， 口线， 系列多达 条I/O口线，由于系统扩展的需要，能够真正使用的 单片机自有的I/O口已所剩无几了 口已所剩无几了。 单片机自有的 口已所剩无几了。
1 . 地址总线（Address Bus，简称AB） 地址总线（ ） 地址总线用于传送单片机发出的地址信号， 地址总线用于传送单片机发出的地址信号，以便对号入座地 传送单片机发出的地址信号 口进行选择， 对ROM、RAM及I/O口进行选择，以选中相应的单元（字节）， 、 及 口进行选择 以选中相应的单元（字节）， 然后才能对它进行操作。 然后才能对它进行操作。 地址总线的传输是单向的， 地址总线的传输是单向的，即只能由单片机向外发出地址信 号。 地址总线数目决定着可以直接访问的存储单元的数目 决定着可以直接访问的存储单元的数目， 地址总线数目决定着可以直接访问的存储单元的数目， 地址线
锁存器是74LS373（简称373），它是一个含有 个三态 触发 （简称 个三态D触发 锁存器是 ） 它是一个含有8个三态 器的集成电路，它的外围引脚见图5.1-2。 器的集成电路，它的外围引脚见图 。 D0~D7是输入 端，从单片机 送出来的低8 位地址就从这 里送进去锁存 起来
第五章%20MCS-51单片机存储器扩展
§5-4 MCS-51单片机数据存储器扩展 单片机数据存储器扩展
扩展32KB 一、应用62256扩展 应用 扩展
外扩32KB RAM的连线方式 外扩32KB RAM的连线方式
§5-4 MCS-51单片机数据存储器扩展 单片机数据存储器扩展
扩展32KB 二、应用62256扩展 应用 扩展
32KB的地址空间为：0000H-7FFFH单元 的地址空间为： 的地址空间为 单元 向外部RAM写入数据为：MOVX @DPTR,A 写入数据为： 向外部 写入数据为 读出为： 读出为： MOVX A,@DPTR
RAM为随机存储器， 分为TTL双极型和MOS单极型，SRAM为静态RAM， TTL双极型和MOS单极型 为静态RAM RAM 为随机存储器，分为 TTL 双极型和 MOS 单极型 ， SRAM 为静态 RAM ， 只要正常持 为随机存储器 续供电，即保持数据；DRAM为动态RAM，必须进行周期性刷新才能保持数据， 为动态RAM 续供电，即保持数据；DRAM为动态RAM，必须进行周期性刷新才能保持数据，单片 机应用SRAM SRAM。 机应用SRAM。 目前常用的SRAM 6116，6264,62256等 SRAM有 目前常用的SRAM有6116，6264,62256等。
管脚介绍： 管脚介绍：
A0-AX 地址总线 I/O0-I/O7 数据总线 VCC、GND电源与地 、 电源与地 \CE 片选信号，低电平有效。该管 片选信号，低电平有效。 脚为0时 脚为 时，才能对该芯片进行编程 或读出数据的操作； 或读出数据的操作； \OE 允许数据输出选通信号线，只 允许数据输出选通信号线， 有该管脚有效（为低） 有该管脚有效（为低）时，内容才 能被读出，接单片机的\PSEN端。 能被读出，接单片机的 端 RDY/BUSY数据写入式的状态查询， 数据写入式的状态查询， 数据写入式的状态查询 若为高则可写入。 若为高则可写入。
第5章1 MCS-51单片机的扩展-存储器扩展
② 存储器地址空间分配
PSEN P2.2--P2.0
A0~A7 A8~A10 OE CS WE OE A0~A7 WE OE A8~A10
P0
ALE WR RD
373 G
2716
D7~D0
6116(2)
D7~D0 CE
6116(1)
D7~D0 CE
8031
P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7
当译码器的输入为某一个固定编码时，其输出只有某 一个固定的引脚输出为低电平，其余的为高电平。
74LS138译码器真值表
输
G1 G2A* G2B*
入
C B A
输
出Y7* Yຫໍສະໝຸດ * Y5* Y4* Y3* Y2* Y1* Y0*
(2) 74LS139（双2-4译码器）
例: 要扩8片8KB的RAM 6264，如何通过74LS138把64KB空 间分配给各个芯片？
P0
ALE WR RD
373 G
2716
D7~D0
6116(2)
D7~D0 CE
6116(1)
D7~D0 CE
8031
P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7
ALE
+5V
A B C G2A G2B G1
AD0~AD7
PA
PB
Y2 Y1 Y0
RD WE CE
8155 PC
P1.0
IO/ M
常用地址锁存器芯片: 74LS373、8282、74LS573 1. 锁存器74LS373（带有三态门的8D锁存器）
第5章 51系列单片机接口技术
第1部分 单片机并行扩展原理
• 大系统（large）：对于硬件需求量大，外部存 储器空间被充分利用的应用系统，其系统结构 规模大，我们称之为大系统。 • 紧凑系统（compact）：对于只扩展少量数据 存储器（RAM/IO口）的系统，称之为紧凑系 统。 • 小系统（small）：把P2口、P0口不作为总线口 使用的系统称之为小系统。
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第五章 单片机存储器扩展
一,MCS-51单片机系统扩展及结构
单片机内部资源优先,在实际应用中,许多情况下,靠片内资源不足以完成应用要 求,为此,需要对单片机进行扩展,其中主要是存储器扩展和I/O口扩展.
地址总线 AB 数据总线 DB 控制总线 CB
单 片 机
数据存储器RAM
程序存储器ROM
I/O接口
PSEN P2.7 P2.0 P2.1 P2.2
OE:输出允许 Ax:地址线,A0为低位 Dx:数据线,D0为低位 VCC:+5V
2716
8031
GND:接地
2716自身地址范围:
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
0000H~07FFH 单片机有效地址范围(16个映象区): 8000H~87FFH (P2.6~P2.3:0000) , 8800H~8FFFH (P2.6~P2.3:0001) , 9000H~97FFH (P2.6~P2.3:0010) ,
S1
S2
S3
S4
S5
S6
ALE
PSEN
RD
P2 PCH 输出
PCH 输出
DPH 输出或 输出 2 P
PCH 输出
P0
PCL输出
指令输入
地址输出
数据输入
PCL输出
指令输入
访问外部RAM的时序
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1.数据存储器的一般连接方式
6116自身地址范围: 0000H~07FFH
P3.7(RD) P3.6(WR) P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7 OE WE A8 A9 A10 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 QO Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
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2
(3)控制总线(CB):对于一条控制线来说,是单向的,用于传送控制信号.不 同方向的控制信号组合在一起,构成一组控制线,为双向的. 总线构造 (1)P0口作为低8位口线/地址线 (2)P2口作为高8位地址线 (3)控制信号(自动生成,EA除外) ALE:地址锁存允许,P0口输出低8位
位寻址区 工作 寄存器 0～3组 内部 RAM
MOV
00H
0000H
MOVC
MOVC
MOVX
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半导体存储器
D7 D3 D2 D1 D0
A0 译 码 器 A1 A2
控制器 读 片选 写
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五,外部程序存储器扩展
CE A15
进行扩展时,需要注意: (1)程序存储器单独编址(0000H-FFFFH),64K寻址范围,与数据存储 器地址重叠,但不会冲突.外部 ROM和外部RAM共用地址线和 数据线. (2)对片内,外ROM,采用相同的 指令.片内外ROM的选择(起始 端)由EA决定. (3)程序存储器使用单独的控制信 号(PSEN)和指令(MOVC),不 用RD和MOVX. (4)地址线选择多采用线选法,而 不采用译码法.
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15
S1 Fosc ALE /PSEN /RD /WR P2.7~ P2.0 P0.7~ P0.0
S2
S3
S4
S5
S6
DPH:A15~A8 DPL:A7~A0 DATA OUTPUT: D7~D0
外部RAM写周期时序
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S1
S2
S3
S4
S5
S6
外部ROM读周期时序
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程序存储器的一般连接方式
CE:片选线
OE CE A8 A9 A10 D0 QO Q1 D1 Q2 D2 Q3 D3 Q4 D4 Q5 D5 Q6 D6 Q7 D7 G CE 74HC373 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 ALE A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7
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四,MCS-51单片机存储器结构
FFH
MOV 间 接寻址 @Ri
FFH 80C52
MOV 直 接寻址
SFR 80H FFFFH
FFFFH 外部 ROM 1000H 64K
80H 7FH 80C51 RAM 30H
外部 RAM 64K
0FFFH 80C51 0000H 内部 ROM EA = 1 外部 ROM EA = 0 20H
8031 8051 8751
锁 存 器
地 址 总 线 (AB)
PSEN:扩展外部程序存储器ROM时的
读选通信号,MOVC指令使其有效.
RD, WR :作为扩展数据存储器,或
I/O端口的读,写选通信号 .MOVX指 令使其有效. EA:片内,外程序存储器ROM选择信 号. EA=0,从片外0000H开始且,只访问 片外(无论有无片内ROM);
地址总线,在ALE下降沿输出地址字节 装入外部锁存器 .
用 户 I/O P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 P3.7 P3.6 P3.5 P3.4 P3.3 P3.2 P3.1 P3.0 控 制 总 线 (CB) +5V PSEN EA ALE RESET VCC VSS P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 ALE A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
8051/8751最小应用系统
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三,MCS-51单片机常用系统扩展芯片
在MCS-51单片机应用系统中,常用系统扩展芯片主要有程序存储器,数据存储器, I/O口以及其他功能如:定时/计数器,中断控制器和通信控制器等. 程序存储器(P121-只读存储器概述): (1)EPROM: 2716(2Kx8),2732 (4Kx8),2764(8Kx8),27128(16Kx8), 27256(32Kx8),27512(64Kx8) (2)EEPROM: 高压(+12V)电写入E2PROM:2816,2817(2Kx8) +5V电写入E2PROM:2816A,2817A(2Kx8),2864 (8Kx8) 串行E2PROM: NCR59308 数据存储器: (1)静态RAM: 无须刷新,功耗大,成本高,常用是6116 (2Kx8) ,6264 (8Kx8) (2)动态RAM :须要刷新,功耗小,成本低,常用是2164A (64Kx1) (3)集成RAM:把动态RAM的刷新定时与控制集成于芯片之中,兼有静态 RAM和动态RAM 的优点.常用是2186. I/O口扩展集成芯片: (1)专用I/O口扩展芯片: 8255(3x8并行口), 8243(4x4并行口), 280PIO (2x8并行口) (2)I/O口扩展复合芯片:除了I/O口扩展功能外,还有其他外围电路功能 8155/8255(2x8+6并行I/O口,256x8静态RAM,一个14位定时/计数器) 8755( 28并行口, 2Kx8 EPROM)
74LS 373 G
ALE
扩展两片8KB EPROM
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五,数据存储器扩展
S1 Fosc ALE /PSEN /RD /WR P2.7~ P2.0 P0.7~ P0.0
S2
S3
S4
S5
S6
DPH: A15~A8 DPL:A7~A0 DATA INPUT: D7~D0
外部RAM读周期时序
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11
VCC 8Q 8D 7D 7Q 6Q 6D 5D 5Q G
CLR 1Q 1D 2D 2Q 3Q 2D 4D 4Q GND
1 2 3 4 5 74LS273 6 7 8 9 10
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11
VCC 8Q 8D 7D 7Q 6Q 6D 5D 5Q CLK
CLR置高才具有锁存功能
1D 1Q
CLK为上升沿有效 OUT ALE CLK
IN
8D 8Q
G
/CE
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10
S1 时钟
S2
S3
S4
S5
S6
ALE RD/WR高电平 PSEN
P2
A 15
～ A8
A 15
～ A8
P0
A7 ～A 0
指令
A7 ～A 0
指令
MOVC A,@A+DPTR MOVC A,@A+PC
P2 76543210 01110000 01110111 II# 01101000 01101111 III# 01011000 01011111 OE IV# 00111000 00111111
74LS273 G /373
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
数 据 总 线 (DB)
EA=1,从片内0000H开始,并可顺延 至片外. 北京广播学院 信息工程学院
3
二,MCS-51单片机最小应用系统
XTAL 1
8
8
8
8
P0 P1 P2 P3
XTAL 2
+5V
8051 8751
+5V
EA
P2.7
～
8031
～
P2.0
ALE
地址 锁存器
A8 A7
外部 程序 存储器
0K～64K
一,MCS-51单片机系统扩展及结构
单片机内部资源优先,在实际应用中,许多情况下,靠片内资源不足以完成应用要 求,为此,需要对单片机进行扩展,其中主要是存储器扩展和I/O口扩展.
地址总线 AB 数据总线 DB 控制总线 CB
单 片 机
数据存储器RAM
程序存储器ROM
I/O接口
PSEN P2.7 P2.0 P2.1 P2.2
OE:输出允许 Ax:地址线,A0为低位 Dx:数据线,D0为低位 VCC:+5V
2716
8031
GND:接地
2716自身地址范围:
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
0000H~07FFH 单片机有效地址范围(16个映象区): 8000H~87FFH (P2.6~P2.3:0000) , 8800H~8FFFH (P2.6~P2.3:0001) , 9000H~97FFH (P2.6~P2.3:0010) ,
S1
S2
S3
S4
S5
S6
ALE
PSEN
RD
P2 PCH 输出
PCH 输出
DPH 输出或 输出 2 P
PCH 输出
P0
PCL输出
指令输入
地址输出
数据输入
PCL输出
指令输入
访问外部RAM的时序
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1.数据存储器的一般连接方式
6116自身地址范围: 0000H~07FFH
P3.7(RD) P3.6(WR) P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7 OE WE A8 A9 A10 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 QO Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
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2
(3)控制总线(CB):对于一条控制线来说,是单向的,用于传送控制信号.不 同方向的控制信号组合在一起,构成一组控制线,为双向的. 总线构造 (1)P0口作为低8位口线/地址线 (2)P2口作为高8位地址线 (3)控制信号(自动生成,EA除外) ALE:地址锁存允许,P0口输出低8位
位寻址区 工作 寄存器 0～3组 内部 RAM
MOV
00H
0000H
MOVC
MOVC
MOVX
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半导体存储器
D7 D3 D2 D1 D0
A0 译 码 器 A1 A2
控制器 读 片选 写
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五,外部程序存储器扩展
CE A15
进行扩展时,需要注意: (1)程序存储器单独编址(0000H-FFFFH),64K寻址范围,与数据存储 器地址重叠,但不会冲突.外部 ROM和外部RAM共用地址线和 数据线. (2)对片内,外ROM,采用相同的 指令.片内外ROM的选择(起始 端)由EA决定. (3)程序存储器使用单独的控制信 号(PSEN)和指令(MOVC),不 用RD和MOVX. (4)地址线选择多采用线选法,而 不采用译码法.
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15
S1 Fosc ALE /PSEN /RD /WR P2.7~ P2.0 P0.7~ P0.0
S2
S3
S4
S5
S6
DPH:A15~A8 DPL:A7~A0 DATA OUTPUT: D7~D0
外部RAM写周期时序
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S1
S2
S3
S4
S5
S6
外部ROM读周期时序
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程序存储器的一般连接方式
CE:片选线
OE CE A8 A9 A10 D0 QO Q1 D1 Q2 D2 Q3 D3 Q4 D4 Q5 D5 Q6 D6 Q7 D7 G CE 74HC373 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 ALE A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7
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四,MCS-51单片机存储器结构
FFH
MOV 间 接寻址 @Ri
FFH 80C52
MOV 直 接寻址
SFR 80H FFFFH
FFFFH 外部 ROM 1000H 64K
80H 7FH 80C51 RAM 30H
外部 RAM 64K
0FFFH 80C51 0000H 内部 ROM EA = 1 外部 ROM EA = 0 20H
8031 8051 8751
锁 存 器
地 址 总 线 (AB)
PSEN:扩展外部程序存储器ROM时的
读选通信号,MOVC指令使其有效.
RD, WR :作为扩展数据存储器,或
I/O端口的读,写选通信号 .MOVX指 令使其有效. EA:片内,外程序存储器ROM选择信 号. EA=0,从片外0000H开始且,只访问 片外(无论有无片内ROM);
地址总线,在ALE下降沿输出地址字节 装入外部锁存器 .
用 户 I/O P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 P3.7 P3.6 P3.5 P3.4 P3.3 P3.2 P3.1 P3.0 控 制 总 线 (CB) +5V PSEN EA ALE RESET VCC VSS P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 ALE A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
8051/8751最小应用系统
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三,MCS-51单片机常用系统扩展芯片
在MCS-51单片机应用系统中,常用系统扩展芯片主要有程序存储器,数据存储器, I/O口以及其他功能如:定时/计数器,中断控制器和通信控制器等. 程序存储器(P121-只读存储器概述): (1)EPROM: 2716(2Kx8),2732 (4Kx8),2764(8Kx8),27128(16Kx8), 27256(32Kx8),27512(64Kx8) (2)EEPROM: 高压(+12V)电写入E2PROM:2816,2817(2Kx8) +5V电写入E2PROM:2816A,2817A(2Kx8),2864 (8Kx8) 串行E2PROM: NCR59308 数据存储器: (1)静态RAM: 无须刷新,功耗大,成本高,常用是6116 (2Kx8) ,6264 (8Kx8) (2)动态RAM :须要刷新,功耗小,成本低,常用是2164A (64Kx1) (3)集成RAM:把动态RAM的刷新定时与控制集成于芯片之中,兼有静态 RAM和动态RAM 的优点.常用是2186. I/O口扩展集成芯片: (1)专用I/O口扩展芯片: 8255(3x8并行口), 8243(4x4并行口), 280PIO (2x8并行口) (2)I/O口扩展复合芯片:除了I/O口扩展功能外,还有其他外围电路功能 8155/8255(2x8+6并行I/O口,256x8静态RAM,一个14位定时/计数器) 8755( 28并行口, 2Kx8 EPROM)
74LS 373 G
ALE
扩展两片8KB EPROM
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五,数据存储器扩展
S1 Fosc ALE /PSEN /RD /WR P2.7~ P2.0 P0.7~ P0.0
S2
S3
S4
S5
S6
DPH: A15~A8 DPL:A7~A0 DATA INPUT: D7~D0
外部RAM读周期时序
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11
VCC 8Q 8D 7D 7Q 6Q 6D 5D 5Q G
CLR 1Q 1D 2D 2Q 3Q 2D 4D 4Q GND
1 2 3 4 5 74LS273 6 7 8 9 10
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11
VCC 8Q 8D 7D 7Q 6Q 6D 5D 5Q CLK
CLR置高才具有锁存功能
1D 1Q
CLK为上升沿有效 OUT ALE CLK
IN
8D 8Q
G
/CE
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S1 时钟
S2
S3
S4
S5
S6
ALE RD/WR高电平 PSEN
P2
A 15
～ A8
A 15
～ A8
P0
A7 ～A 0
指令
A7 ～A 0
指令
MOVC A,@A+DPTR MOVC A,@A+PC
P2 76543210 01110000 01110111 II# 01101000 01101111 III# 01011000 01011111 OE IV# 00111000 00111111
74LS273 G /373
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
数 据 总 线 (DB)
EA=1,从片内0000H开始,并可顺延 至片外. 北京广播学院 信息工程学院
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二,MCS-51单片机最小应用系统
XTAL 1
8
8
8
8
P0 P1 P2 P3
XTAL 2
+5V
8051 8751
+5V
EA
P2.7
～
8031
～
P2.0
ALE
地址 锁存器
A8 A7
外部 程序 存储器
0K～64K