第七章 单片机存储器的扩展
合集下载
单片机原理及接口技术第7章80C51单片机的系统扩展
74LS373
片外ROM操作时序
片内片外ROM读，用指令MOVC（产生PSEN信号） 片外片外ROM选择，用EA。片外ROM最大容量64K。
【例7-1】读外部ROM时序。
ROM芯片及其扩展方法
常用ROM芯片特性
芯片型号
27C64
27C128
27C256
27C512
容量
8 KB
16 KB
32 KB
64 KB
引脚数
28
28
28
28
读出时间/ns
120
120
90
90
最大工作电流/mA
20
20
20
25
最大维持电流/mA
0.1
0.1
0.1
0.03
注：应注意优先选用CMOS器件，其读出时间短，耗电少。
常用ROM芯片引脚
扩展电路
RAM扩展原理
读操作时序
7.1.2 数据存储器的扩展
【例7-2】若（DPTR）=2030H，片外RAM单元2030H内容为55H，指令MOV A，@DPTR（该指令代码为E0H）所在片外ROM的地址为2314H。
工作方式设置及状态字格式
方式设置
7
6
5
4
3
2
1
0
TM2
TM1
IEB
IEA
PC2
PC1
PB
PA
地址：000
PA：A口方向。0--输入；1--输出 PB：B口方向。0--输入；1--输出
PC2PC1
工作方式
说 明
00
ALT1
A、B口为基本I/O，C口方向为输入
11
CGRAM可定义8个字形
片外ROM操作时序
片内片外ROM读，用指令MOVC（产生PSEN信号） 片外片外ROM选择，用EA。片外ROM最大容量64K。
【例7-1】读外部ROM时序。
ROM芯片及其扩展方法
常用ROM芯片特性
芯片型号
27C64
27C128
27C256
27C512
容量
8 KB
16 KB
32 KB
64 KB
引脚数
28
28
28
28
读出时间/ns
120
120
90
90
最大工作电流/mA
20
20
20
25
最大维持电流/mA
0.1
0.1
0.1
0.03
注：应注意优先选用CMOS器件，其读出时间短，耗电少。
常用ROM芯片引脚
扩展电路
RAM扩展原理
读操作时序
7.1.2 数据存储器的扩展
【例7-2】若（DPTR）=2030H，片外RAM单元2030H内容为55H，指令MOV A，@DPTR（该指令代码为E0H）所在片外ROM的地址为2314H。
工作方式设置及状态字格式
方式设置
7
6
5
4
3
2
1
0
TM2
TM1
IEB
IEA
PC2
PC1
PB
PA
地址：000
PA：A口方向。0--输入；1--输出 PB：B口方向。0--输入；1--输出
PC2PC1
工作方式
说 明
00
ALT1
A、B口为基本I/O，C口方向为输入
11
CGRAM可定义8个字形
7第七章 单片机扩展系统(中大单片机).
第七章单片机扩展系统7.1 MCS-51单片机系统扩展的基本概念7.2 数据存储器的扩展7.3 I/O接口技术7.1.1 最小应用系统7.1 MCS-51单片机系统扩展的基本概念该系统的资源如下:4KB ROM ,256B RAM ;五源中断系统;两个十六位加一定时/计数器;一个全双工串行UART ;四个并行I/O 口。
Vcc GND XTAL1 P0XTAL2 P1P2/EA RST P380518751C1C1+5V 10u 2K8888+5V系统扩展的含义单片机中虽然已经集成了CPU、I/O口、定时器、中断系统、存储器等基本部件,但是对一些较复杂应用系统来说,有时感到以上资源中的一种或几种不够用,这就需要在单片机芯片外加相应的芯片、电路,使得有关功能得以扩充,我们称为系统扩展(即系统资源的扩充。
根据需要,MCS-51单片机可扩展:ROM、RAM;定时/计数器;并行I/O口、串行口;中断系统。
7.1.2 MCS-51系列单片机的外部扩展原理一、MCS-51系列单片机的片外总线结构所谓总线(Bus,一般指通过分时复用的方式,将信息以一个或多个源部件传送到另一个或多个目的部件的一组共用传输线。
总线是MCS-51系列单片机中传输数据的公共通道。
MCS-51系列单片机的总线分为:地址总线(AB;数据总线(DB;控制总线(CB。
P 2口ALE 8051P 0口RD EA WR PSEN控制总线8位数据总线16位地址总线低8位地址高8位地址下图为单片机的片外三总线结构MCS-51的外部扩展都是通过三总线进行的。
1、地址总线(AB地址总线用于传送单片机输出的地址信号,宽度为16位,P0口经锁存器提供低8位地址,锁存信号是由CPU的ALE引脚提供的;P2口提供高8位地址。
2、数据总线(DB数据总线是由P0口提供的,宽度为8位。
3、控制总线(CBALE:输出,用于锁存P0口输出的低8位地址信号。
PSEN:输出,用于外部ROM 读选通控制。
7 单片机系统扩展
7.2.1 程序存储器的扩展
1. 程序存储器扩展典型芯片
表7.1 NMC2764的工作方式
方式 读
OE PGM
Vpp
5V
Vcc
5V
பைடு நூலகம்
功能 数据输出
0
0
维持
编程 编程校验 编程禁止
1
1 0 0
X
1 0 1
5V
25V 25V 25V
5V
5V 5V 5V
高阻态
数据输入 数据输出 高阻态
2. 程序存储器扩展举例
② #include<absacc.h> #define COM8255 0xe003 void init8255(void) { XBYTE [COM8255]=0x83;
/*定义8255控制寄存器地址 */
/*工作方式选择字送入8255控制寄存器, 设置A、C口为基本I/O输出方式， B、C口为基本I/O输入方式*/
7.1.2 系统扩展的内容与方法 一、为什么要进行系统扩展？
许多场合下单片机内部资源是不够用的， 所以需要进行功能扩展。其中主要是存储器扩 展和I/O扩展，以构成一个功能更强，能满足需 要的单片机应用系统。
二、系统的扩展包括哪些内容？
• • • • 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/显示器、 中断优先编码器等)。
•
扩展I/O口的方法有三种： 简单的I/O口扩展、 采用可编程的并行I/O接口芯片扩展 利用串行口进行I/O口的扩展。
7.3.1 简单的并行I/O接口扩展
用汇编语言编程： LOOP: MOV DPTR, #0FEFFH ; P2.0=0 MOVX A , @DPTR ;从244输入数据 MOVX @DPTR, A ;从273输出数据 LCALL DELAY ; 延时 LJMP LOOP DELAY: … … RET END 用C语言编程： ＃include <reg51.h> #include <absacc.h> #define EXIO XBYTE[0xFEFF] //定义扩展IO的地址为0xEFFF Unsigned char xdata *io_adr; Main() { io_adr = &EXIO; while(1) { P0 =*io_add; *io_add = P0; delay(); } }
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7章 单片机系统的并行扩展
单片机最小系统，是指一个可用的最小配置系统。根据片 内有无程序存储器，MCS-51单片机最小系统分两种情况，若 单片机内部程序存储器资源已能满足系统需要，则增加晶振 及复位电路直接构成最小系统。 7.1.1 8051/8052的最小系统
8051/8052片内有4K（8052有8K）ROM/EPROM，因此， 仅需要外接晶振和复位电路就可构成最小系统。8051/8052的 最小系统如图7-1所示。
16
3．典型3-8译码器74LS138 74LS138译码器是一种常用的地址译码器芯片，其引脚如图74所示，其中，、、、、、、、为8个输出端，C、B、A为译码 输入端，其8种逻辑组合选通各输出端。G1、、为控制端，只 有当G1为“1”，且、均为“0”时，译码器才能译码输出。 否则译码器的8个输出端全为高阻状态。74LS138译码器控制 端、译码输入端与输出端之间的译码关系如表7-2所示。
图7-4 74LS138译码器引脚
17
表7-2 74LS138译码器真值表
4．并行扩展地址译码的应用 【例7-1】 80C51单片机采用线选法扩展RAM和I/O接口，电 路如图7-5所示，单片机扩展1片RAM芯片6116（存储容量为 2KB），扩展I/O接口82C55、8155、DAC0832和定时/计数器 8253等各1片。扩展外围芯片除了片选端外，还有片内地址，18
2
第7 章 单片机系统的并行扩展 MCS-51系列单片机虽具有很强的功能，但片内驻留的程
序存储器容量、数据存储器的容量、并行I/O口等是有限的， 在不能满足应用系统需要时，需要进行系统扩展。系统扩展 分为并行扩展和串行扩展，本章介绍应用系统的并行扩展， 第11章介绍串行扩展。 7.1 MCS-51单片机的最小系统
（3）扩展芯片的选择：由高位地址实现，扩展芯片片选 端连接方式有线选法和译码法。
8051/8052片内有4K（8052有8K）ROM/EPROM，因此， 仅需要外接晶振和复位电路就可构成最小系统。8051/8052的 最小系统如图7-1所示。
16
3．典型3-8译码器74LS138 74LS138译码器是一种常用的地址译码器芯片，其引脚如图74所示，其中，、、、、、、、为8个输出端，C、B、A为译码 输入端，其8种逻辑组合选通各输出端。G1、、为控制端，只 有当G1为“1”，且、均为“0”时，译码器才能译码输出。 否则译码器的8个输出端全为高阻状态。74LS138译码器控制 端、译码输入端与输出端之间的译码关系如表7-2所示。
图7-4 74LS138译码器引脚
17
表7-2 74LS138译码器真值表
4．并行扩展地址译码的应用 【例7-1】 80C51单片机采用线选法扩展RAM和I/O接口，电 路如图7-5所示，单片机扩展1片RAM芯片6116（存储容量为 2KB），扩展I/O接口82C55、8155、DAC0832和定时/计数器 8253等各1片。扩展外围芯片除了片选端外，还有片内地址，18
2
第7 章 单片机系统的并行扩展 MCS-51系列单片机虽具有很强的功能，但片内驻留的程
序存储器容量、数据存储器的容量、并行I/O口等是有限的， 在不能满足应用系统需要时，需要进行系统扩展。系统扩展 分为并行扩展和串行扩展，本章介绍应用系统的并行扩展， 第11章介绍串行扩展。 7.1 MCS-51单片机的最小系统
（3）扩展芯片的选择：由高位地址实现，扩展芯片片选 端连接方式有线选法和译码法。
第七章 51单片机系统扩展技术
操
作
说
明
CPU读取PA口数据 CPU读取PB口数据 从8255的I/O口读有效
1 0
0 0 0 1 1 0 1 1 X X 1 1
CPU读取PC口数据
CPU向PA口输出数据 CPU向PB口输出数据 CPU向PC口输出数据 对控制寄存器写控制字 初始化8255时必须做的工作 没有选中，8255不工作 非法状态 8255对系统总线呈高阻态 控制寄存器只能写不能读 向8255的I/O口写有效
8255
8255的基本特性与引脚： ◆ PA，PB，PC 三个8位I/O口; 一个8位的数据口D0～D7。 ◆ PC口分高4位和低4位。高4位 可与PA口合为一组(A组),低4 位可与PB口合为一组(B组)。 ◆ PC可按位置位/复位。 ◆ 3种工作方式。内部有4个寄存 器，由A1,A0与读,写信号选择。 片选低电平有效,复位高电平有效。 ◆ 40条引脚，DIP封装。须注意 VCC与GND引脚的位置。
特点： 扩展的芯片均有 独立片选线，地址有 可能冲突且不连续。 这种方法不适用于扩 展芯片较多且容量小 的存储器，适用于扩 展单片容量大的存储 器。
图7-2 线选扩展方法
（2）全地址译码法：
是将各扩展芯片上的地址线均接到单片机系统的对应的 地址总线上，各片芯片的选择利用译码电路实现。如图 7-3所示。 图5-3所示各芯片的地址见表7-2。
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
特征位 A组方式选择 =1
A 口 = =
CH 口 = =
B组方 式选择
B 口
= =
CL 口 =
=
=
=
0
0 1
0：方式 0 1 0 1 0 1 0 1 0 ， ， ， ， ， ， 1：方式 1 输 输 输 输 ， ， 输 输 方 方 入 出 入 出 式 式 入 出 X：方式 2 1 0
第7章 单片机的系统扩展
PSEN
RD
51系列单片机扩展总线的逻辑关系和时序分析 7.1.2 51系列单片机扩展总线的逻辑关系和时序分析
2.访问外部数据存储器或数据端口模式( 2.访问外部数据存储器或数据端口模式(写XRAM) 访问外部数据存储器或数据端口模式 51系列单片机在访问外部数据存储器时 系列单片机在访问外部数据存储器时， 51系列单片机在访问外部数据存储器时，其控制总线由 ALE、 组成。当执行MOVX @Ri， ALE、 PSEN 、WR 、RD 组成。当执行MOVX @Ri，A指令或 @DPTR， 指令时，进行写外部数据RAM的操作。 RAM的操作 MOVX @DPTR，A指令时，进行写外部数据RAM的操作。
7.1 51单片机扩展总线基础 单片机扩展总线基础
单片机中一般集成了CPU、I/O口 定时器、 单片机中一般集成了CPU、I/O口、定时器、中 CPU 断系统、存储器等计算机的基本部件，外加电源、 断系统、存储器等计算机的基本部件，外加电源、 复位和时钟等简单的辅助电路即构成一个能够正常 工作的最小系统， 是一个89C52的最小系统。 89C52的最小系统 工作的最小系统，图7-1是一个89C52的最小系统。
PSEN
WR
7.1.3总线扩展的地址译码方法 7.1.3总线扩展的地址译码方法
所谓地址空间分配是把64KB的寻址空间通过地址译码的方 所谓地址空间分配是把64KB的寻址空间通过地址译码的方 64KB 法分成若干个大小相同的页面， 法分成若干个大小相同的页面，其中低位地址线用来选择页内 单元，高位地址线则用于页面的选择， 单元，高位地址线则用于页面的选择，不同的外部设备占用不 同的页面。 同的页面。 地址译码要解决的问题就是： 地址译码要解决的问题就是：如何产生页面选择信号使外 部设备占用一个存储空间页面（页面译码），并使外部设备内 部设备占用一个存储空间页面（页面译码），并使外部设备内 ）， 的每一个存储单元或数据端口与页内的存储单元对应起来（ 的每一个存储单元或数据端口与页内的存储单元对应起来（页 内译码）。地址译码的方法一般采用全地址译码、 ）。地址译码的方法一般采用全地址译码 内译码）。地址译码的方法一般采用全地址译码、部分地址译 码和线选法。页内译码与页面译码的基本原理是一样的， 码和线选法。页内译码与页面译码的基本原理是一样的，所以 下面通过页面译码来介绍全地址译码、部分地址译码和线选法。 下面通过页面译码来介绍全地址译码、部分地址译码和线选法。
单片机原理与接口技术 第7章 单片机系统的并行扩展
9
（3）由于只有片选信号有效的芯片才被选中，当一类芯片 仅有1片时，片选端可接地；当同类芯片存在多片时，可用单 片机地址线（通常是高位地址线）通过线选法或译码法（全译 码和部分译码）等方法分时选中各芯片片选端，在单片机应用 中大多采用线选法。
3．单片机系统并行扩展的内容 MCS-51单片机系统并行扩展的内容包括外部存储器的扩 展（外部RAM、ROM）和I/O接口部件的扩展。主要包含如下 内容。 （1）外部ROM的扩展 ①紫外线擦除的EPROM 主要有Intel 2716(2KB)、2732(4KB)、2764(8KB)、 27128(16KB)、27256(32KB)和27512(64KB)等。 ②电擦除的EEPROM 主要有高压（+21V）电写入的2816和2817 (2KB)，以及+5V
7
图7-3 80C51的三总线结构 （1）地址总线
单片机地址总线（Address Bus，AB）用于单向传送单 片机送出的地址信号，以便进行存储器单元和I/O端口的选择。 地址总线的数目决定了可直接访问的存储单元和I/O端口的数 目。
地址总线由P2构成的高8位地址与P0构成的低8位地址组 成16位地址总线，达到64KB的寻址能力。实际应用中，如 果不需要扩展16位地址，扩展后剩余的地址线仍可作一般I/O8
10
电写入的2816A和2817A (2KB)等。
（2）外部RAM的扩展
①静态RAM
有Intel 6116(2KB)、6264(8KB)4A（64K×1）。
（3）I/O接口的扩展
①专用I/O扩展：8255（ 3×8并行口 ）、8243 （ 4×4并
5
图7-2 8031/8032的最小系统 7.2 MCS-51单片机系统并行扩展技术
（3）由于只有片选信号有效的芯片才被选中，当一类芯片 仅有1片时，片选端可接地；当同类芯片存在多片时，可用单 片机地址线（通常是高位地址线）通过线选法或译码法（全译 码和部分译码）等方法分时选中各芯片片选端，在单片机应用 中大多采用线选法。
3．单片机系统并行扩展的内容 MCS-51单片机系统并行扩展的内容包括外部存储器的扩 展（外部RAM、ROM）和I/O接口部件的扩展。主要包含如下 内容。 （1）外部ROM的扩展 ①紫外线擦除的EPROM 主要有Intel 2716(2KB)、2732(4KB)、2764(8KB)、 27128(16KB)、27256(32KB)和27512(64KB)等。 ②电擦除的EEPROM 主要有高压（+21V）电写入的2816和2817 (2KB)，以及+5V
7
图7-3 80C51的三总线结构 （1）地址总线
单片机地址总线（Address Bus，AB）用于单向传送单 片机送出的地址信号，以便进行存储器单元和I/O端口的选择。 地址总线的数目决定了可直接访问的存储单元和I/O端口的数 目。
地址总线由P2构成的高8位地址与P0构成的低8位地址组 成16位地址总线，达到64KB的寻址能力。实际应用中，如 果不需要扩展16位地址，扩展后剩余的地址线仍可作一般I/O8
10
电写入的2816A和2817A (2KB)等。
（2）外部RAM的扩展
①静态RAM
有Intel 6116(2KB)、6264(8KB)4A（64K×1）。
（3）I/O接口的扩展
①专用I/O扩展：8255（ 3×8并行口 ）、8243 （ 4×4并
5
图7-2 8031/8032的最小系统 7.2 MCS-51单片机系统并行扩展技术
单片机原理及应用第07章 单片机系统扩展 共91页
按上图，2764的地址范围是
A[12..0]连接芯片地址 引脚，决定了访问该
芯片的单元地址
A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
0 X X 0 0 0 0 0 0 0 00 00 0 0
0 X X ……………………………………………………
7.2 地址译码 地址译码概念
CPU是通过地址对不同的接口或芯片加以区分的。把CPU送出的 地址转变为芯片选择的依据就是地址译码电路。
地址译码有3种方法
线选法 部分译码法 全译码法
7.2 地址译码
地址译码电路一般有两种结构形式
固定式端口地址译码电路：硬件电路不改动，译码输 出的地址或地址范围不变。
7.3.1 存储器扩展——存储器结构
数据存储器：从物理结构上分为片内数据存储器和片外数据存储 器。
片内数据存储器 MCS-51系列单片机的片内数据存储器除了RAM块外，还有特 殊功能寄存器（SFR）块。 对于51子系列 RAM块有128字节，编址为00H—7FH； SFR块也占128字节，编址为80H—FFH； 二者连续不重叠。 对于52子系列 RAM块有256字节，编址为00H—FFH； SFR块也有128字节，编址为80H—FFH； 后者与前者的后128字节编址重叠的。访问时通过不同 的指令相区分。
值随意
引脚，决定了访问该
按上图，2764的地址2 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 00 0 0
X 0 0 ……………………………………………………
X 0 0 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1
A[12..0]连接芯片地址 引脚，决定了访问该
芯片的单元地址
A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
0 X X 0 0 0 0 0 0 0 00 00 0 0
0 X X ……………………………………………………
7.2 地址译码 地址译码概念
CPU是通过地址对不同的接口或芯片加以区分的。把CPU送出的 地址转变为芯片选择的依据就是地址译码电路。
地址译码有3种方法
线选法 部分译码法 全译码法
7.2 地址译码
地址译码电路一般有两种结构形式
固定式端口地址译码电路：硬件电路不改动，译码输 出的地址或地址范围不变。
7.3.1 存储器扩展——存储器结构
数据存储器：从物理结构上分为片内数据存储器和片外数据存储 器。
片内数据存储器 MCS-51系列单片机的片内数据存储器除了RAM块外，还有特 殊功能寄存器（SFR）块。 对于51子系列 RAM块有128字节，编址为00H—7FH； SFR块也占128字节，编址为80H—FFH； 二者连续不重叠。 对于52子系列 RAM块有256字节，编址为00H—FFH； SFR块也有128字节，编址为80H—FFH； 后者与前者的后128字节编址重叠的。访问时通过不同 的指令相区分。
值随意
引脚，决定了访问该
按上图，2764的地址2 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 00 0 0
X 0 0 ……………………………………………………
X 0 0 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1
【单片机知识】第7章 单片机的系统扩展
整理课件
MCS-51系列单片机扩展三总线
整理课件
• 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。
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。
口的低8位地址。 • PSEN:扩展程序存储器的读选通信号。 • 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。
整理课件
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
整理课件
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
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。
MCS-51系列单片机扩展三总线
整理课件
• 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。
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。
口的低8位地址。 • PSEN:扩展程序存储器的读选通信号。 • 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。
整理课件
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
整理课件
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
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。
- 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)。
引脚信号控制， 引脚信号控制，当
脚信号由高电平变为低电平时， 允许27128 输出 脚信号由高电平变为低电平时 ， 允许 27128输出 ， 所指定的 27128存储单元内容送到 27128存储单元内容送到P0口，在 存储单元内容送到P 片机CPU内 片机CPU内。
2012-2-23 18
上升沿， 上升沿，将数据送入单
2012-2-23
4
§7.1总线扩展及地址分配 7.1总线扩展及地址分配
◇地址分配
单片机通过地址总线发出地址，可以选择某一外部存储器单元并对其进行读 单片机通过地址总线发出地址， 入或写出操作。要保证正确完成这种功能，需要经过两种选择：一是必须选 入或写出操作。要保证正确完成这种功能，需要经过两种选择： 择该存储器芯片或I/O接口芯片 这称为片选； 择该存储器芯片或I/O接口芯片，这称为片选；二是必须选择该芯片的某一存 I/O接口芯片， 储单元，称为字选。高位片选地址加上字选单元地址，构成一个地址。 储单元，称为字选。高位片选地址加上字选单元地址，构成一个地址。
§7.1总线扩展及地址分配 7.1总线扩展及地址分配
◆芯片址空间范围
全译码方式的电路连接稍复杂， 全译码方式的电路连接稍复杂，它的优点是存储器芯片的地址空间连续 且唯一确定，不存在地址重叠现象；能够充分利用内存空间； ，且唯一确定，不存在地址重叠现象；能够充分利用内存空间；当译码 器输出端留有空余时，便于继续扩展存储器或其他外围器件。 器输出端留有空余时，便于继续扩展存储器或其他外围器件。
2012-2-23 8
§7.1总线扩展及地址分配 7.1总线扩展及地址分配
◆地址译码方式
所谓地址译码方式通常是取扩展外围电路中最大容量芯片的 地址线位数，作为芯片的字选，用于确定片内地址， 地址线位数，作为芯片的字选，用于确定片内地址，用译码 器对剩余的高位地址线进行译码， 器对剩余的高位地址线进行译码，译出的信号作为片选线信 号。 片选线连接到扩展外围芯片的片选端上， 片选线连接到扩展外围芯片的片选端上，当该口线为低电平 就选中该芯片。 时，就选中该芯片。 根据剩余高位地址线是全部输入还是部分输入译码器参与译 地址译码方式又分为： 码，地址译码方式又分为： ①全译码方式 ②局部译码方式
§7.3 外部存储器扩展电路及编程
◆程序存储器的扩展
①程序存储器:用来存放编制好的始终保留的固定程序和表格常数。一般采 程序存储器:用来存放编制好的始终保留的固定程序和表格常数。 用只读存储器，因为这种存储器在电源关断后，仍能保存程序（ 用只读存储器，因为这种存储器在电源关断后，仍能保存程序（此特性成 为非易失性），系统上电后，CPU可取出指令予以重新执行。因此它的扩展 为非易失性），系统上电后，CPU可取出指令予以重新执行。 ），系统上电后 可取出指令予以重新执行 所采用的是只读存储器。 所采用的是只读存储器。 ② EPROM器件:单片机外部程序存储器扩展大多使用EPROM器件，用作单片 EPROM器件 单片机外部程序存储器扩展大多使用EPROM器件， 器件: EPROM器件 机外部程序存储器的EPROM器件主要是Intel公司生产的27系列，EPROM典型 机外部程序存储器的EPROM器件主要是Intel公司生产的27系列，EPROM典型 EPROM器件主要是Intel公司生产的27系列 产品有2764 27128、27256、27512等 容量分别为8KB 16KB、32KB、 产品有2764、27128、27256、27512等，容量分别为8KB、16KB、32KB、 2764、 8KB、 64KB。 64KB。
总线（Bus）：计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干 总线（Bus）：计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干 ）： 它是由导线组成的传输线束，按照计算机所传输的信息种类， 线，它是由导线组成的传输线束，按照计算机所传输的信息种类， 计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线。 计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线。
2012-2-23 12
§7.1总线扩展及地址分配 7.1总线扩展及地址分配
◆局部译码方式实现片选的接口电路
§7.2 AT89系列单片机外部存储器的扩展 AT89系列单片机外部存储器的扩展
◆外部存储器扩展的方法
外部存储器扩展的主要设计步骤如下： 外部存储器扩展的主要设计步骤如下： 1．确定存储器的类型和容量 2．选择合适的存储器芯片 3．分配存储器的地址空间 4．设计片选逻辑 5．核算对系统总线的负载要求
地址总线用于传送单片机发出的地址信号，以便进行存储单元和I/O端口的选择 端口的选择。 地址总线用于传送单片机发出的地址信号，以便进行存储单元和I/O端口的选择。 地址总线的数目决定着可直接访问的存储单元的数目。 地址总线的数目决定着可直接访问的存储单元的数目。 ◆控制总线（Control 控制总线（
2012-2-23 19
§7.3 外部存储器扩展电路及编程
◆数据总线（Data 数据总线（
Bus， Bus，DB)
数据总线用于在单片机与存储器或I/O之间传送数据 数据总线用于在单片机与存储器或I/O之间传送数据。单片机数据总线的位数与单 之间传送数据。 片机处理数据的字长一致。 片机处理数据的字长一致。 ◆地址总线（Address 地址总线（
Bus，AB） Bus，AB）
图中芯片Ⅰ 图中芯片 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 都是 2K×8 位 。 地址线 A10～ A0 用于片内寻址 。 高位地址线 都是2 地址线A10 ～ 用于片内寻址。 A13、A12、A11接到74LS138的选择输入端C、B、A。 13、 12、 11接到 LS138的选择输入端 接到74 的选择输入端C
2012-2-23 9
§7.1总线扩展及地址分配 7.1总线扩展及地址分配
①全译码方式
全译码方式是将片内寻址的地址线以外的高位地址线，全部输入到译码器进 全译码方式是将片内寻址的地址线以外的高位地址线， 行译码，利用译码器的输出端作为各个存储器芯片的片选信号。 行译码，利用译码器的输出端作为各个存储器芯片的片选信号。
2012-2-23
单片机CPU内 单片机CPU内。
17
§7.3 外部存储器扩展电路及编程
27128为16K 27128为16K x 8的EPROM芯片，用于存放程序和常数。它有 EPROM芯片 用于存放程序和常数。 芯片， 14 根 地 址 线 A13 ～ A0 ， 地 址 范 围 为 0000H ～ 3FFFH 。 当 0000H AT89S52 发送 位地址信息时 可分别选中27128片内地址为 AT89S52发送14位地址信息时， 可分别选中 27128片内地址为 发送14位地址信息时， 0000H 0000H～3FFFH中的任何一个单元。27128芯片的 FFFH中的任何一个单元 27128芯片的 中的任何一个单元。 示选中该芯片， 端由AT89S52的 示选中该芯片， 端由AT89S52的 端接地表 引
§7.3 外部存储器扩展电路及编程
27128为16K x 8的EPROM芯片，用于存放程序和常数。它有14 16K EPROM芯片 用于存放程序和常数。它有14 芯片，
根地址线A13～ 根地址线A13～A0， 可选择214=16283个存储单元，A13～ A0 可选择214=16283个存储单元 个存储单元， 13～ 分别接P 口的P 分别接 P2 口的 P2.5 ～ P2.0 和 P0 口的 P0.7 ～ P0.0 ， 地址范围为 口的P 0000H 0000H～3FFFH。当AT89S52发送14位地址信息时，可分别选 FFFH。 AT89S52发送 位地址信息时 发送14位地址信息时， 中27128片内地址为0000H～3FFFH中的任何一个单元。27128 27128片内地址为 片内地址为0000H FFFH中的任何一个单元 中的任何一个单元。 芯片的 端接地表示选中该芯片， 端由AT89S52的 引脚信号控 端接地表示选中该芯片， 端由AT89S52的 制，当 引脚信号由高电平变为低电平时，允许27128输出，所 引脚信号由高电平变为低电平时，允许27128输出 输出， 指定的27128存储单元内容送到 指定的27128存储单元内容送到P0口，在 上升沿，将数据送入 存储单元内容送到P 上升沿，
Bus，CB） Bus，CB）
控制总线实际上就是一组控制信号线，包括单片机发出的，以及从其他部件传送给 控制总线实际上就是一组控制信号线，包括单片机发出的， 2012-2-23 3 单片机的。 单片机的。
§7.1总线扩展及地址分配 7.1总线扩展及地址分配
◇总线扩展
当单片机的最小系统不能满足系统功能要求时，就需要扩展RAM RAM、 当单片机的最小系统不能满足系统功能要求时，就需要扩展RAM、 EPROM、I/O口以及其他所需要的外围芯片。 EPROM、I/O口以及其他所需要的外围芯片。
§7.3 外部存储器扩展电路及编程
访问ROM/EPROM的读数指令为MOVC A，＠ 访问ROM/EPROM的读数指令为MOVC A，＠A+PC ROM/EPROM的读数指令为 ，＠A+PC 或MOVC A，＠A+DPTR A，＠ ，＠A+DPTR 如读取EPROM地址为1000H单元内容的指令为： 如读取EPROM地址为1000H单元内容的指令为： EPROM地址为1000H单元内容的指令为 MOV DPTR，#1000H DPTR， MOV A,#00H MOVC A，@A+DPTR A，
单片机原理与应用电子课件 单片机原理与应用电子课件
第 7 章 单片机存储器的扩展
2012-2-23 1
本章主要内容： 本章主要内容：
7.1 总线扩展及地址分配 7.2 外部存储器扩展的方法 7.3 存储器扩展电路及编程
2012-2-23
2
§7.1总线扩展及地址分配 7.1总线扩展及地址分配
◇系统总线
2012-2-23