單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展

1、本節(jié)介紹本節(jié)介紹8051單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展技術(shù)，主單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展技術(shù)，主要介紹一下要介紹一下2點：點： 1、存儲器的擴(kuò)展、存儲器的擴(kuò)展 2、 i/o接口擴(kuò)展電路設(shè)計接口擴(kuò)展電路設(shè)計 擴(kuò)展使用的三總線擴(kuò)展使用的三總線地址總線：地址總線：p0低8位 p2高8位數(shù)據(jù)總線：數(shù)據(jù)總線：p0控制總線控制總線：rd、wr、 ale、 psen ( 讀、讀、 寫、寫、 地址鎖存允許、地址鎖存允許、 外部外部rom讀選通讀選通）程序存儲器的擴(kuò)展程序存儲器的擴(kuò)展 在在8051單片機(jī)外部擴(kuò)展單片機(jī)外部擴(kuò)展8k字節(jié)程序存儲器字節(jié)程序存儲器2764的連接圖的連接圖數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展在在8051單片機(jī)外部擴(kuò)展一片單

2、片機(jī)外部擴(kuò)展一片8k字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器6264的連接圖的連接圖系統(tǒng)擴(kuò)展選址方法系統(tǒng)擴(kuò)展選址方法1、線選法：、線選法：利用單片機(jī)的一根空閑高位地址線利用單片機(jī)的一根空閑高位地址線(通常采用通常采用p2的的某根口線某根口線)選中一個外部擴(kuò)展選中一個外部擴(kuò)展i/o端口芯片，若要端口芯片，若要選中某個芯片工作，將對應(yīng)芯片的片選信號端設(shè)選中某個芯片工作，將對應(yīng)芯片的片選信號端設(shè)為低電平，其它未被選中芯片的片選信號端設(shè)為為低電平，其它未被選中芯片的片選信號端設(shè)為高電平，從而保證只選中指定的芯片工作。高電平，從而保證只選中指定的芯片工作。 優(yōu)點：不需要地址譯碼器，可以節(jié)省器件，減小優(yōu)點：不需要地址

3、譯碼器，可以節(jié)省器件，減小 體積，降低成本體積，降低成本 缺點：可尋址的器件數(shù)目受到很大限制，而且地缺點：可尋址的器件數(shù)目受到很大限制，而且地 址空間不連續(xù)，這些都會給系統(tǒng)設(shè)計帶來址空間不連續(xù)，這些都會給系統(tǒng)設(shè)計帶來 不便。不便。線選法進(jìn)行外部擴(kuò)展舉例線選法進(jìn)行外部擴(kuò)展舉例 6264的地址范圍：的地址范圍：高高8位位地址變化范圍地址變化范圍 p2.7 p2.6 p2.5 p2.4 p2.3 p2.2 p2.1 p2.0 1 1 0 低低8位位地址變化范圍：地址變化范圍：p0.7 p0.6 p0.5 p0.4 p0.3 p0.2 p0.1 p0.0 由此可得由此可得6264的地址范圍為：的地址范

4、圍為：c000hdfffh。8255的地址范圍：的地址范圍： 高高8位地址變化范圍位地址變化范圍 ：p2.7 p2.6 p2.5 p2.4 p2.3 p2.2 p2.1 p2.0 1 0 1 1 1 1 1 1低低8位地址變化范圍：位地址變化范圍：p0.7 p0.6 p0.5 p0.4 p0.3 p0.2 p0.1 p0.0 1 1 1 1 1 1 由此可得由此可得8255的地址范圍為：的地址范圍為：bffchbfffh。0832的地址：的地址：高高8位地址變化范圍：位地址變化范圍： p2.7 p2.6 p2.5 p2.4 p2.3 p2.2 p2.1 p2.0 0 1 1 1 1 1 1 1

5、 低低8位地址變化范圍：位地址變化范圍： p0.7 p0.6 p0.5 p0.4 p0.3 p0.2 p0.1 p0.0 1 1 1 1 1 1 1 1由此可得由此可得0832的地址為：的地址為：7fffh。 2 2、地址譯碼法、地址譯碼法 對于容量較大的存儲器或?qū)τ谌萘枯^大的存儲器或i/oi/o端口較多的單端口較多的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行外部擴(kuò)展，當(dāng)芯片所需要片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行外部擴(kuò)展，當(dāng)芯片所需要的片選信號多于可利用的高位地址線時，就的片選信號多于可利用的高位地址線時，就需要采用地址譯碼法。地址譯碼法必須采用需要采用地址譯碼法。地址譯碼法必須采用地址譯碼器，常用的地址譯碼器有地址譯碼器，常用的地

6、址譯碼器有3-83-8譯碼器譯碼器74ls13874ls138、雙、雙2-42-4譯碼器譯碼器74ls13974ls139等。等。擴(kuò)擴(kuò) 展展 器器 件件片內(nèi)字節(jié)地址數(shù)片內(nèi)字節(jié)地址數(shù)地址編碼地址編碼626462648k8k0000h0000h1fffh1fffh825582554 43ffch3ffch3fffh3fffh083208321 17fffh7fffh825582554 49ffch9ffch9fffh9fffh地址譯碼進(jìn)行外部擴(kuò)展舉例地址譯碼進(jìn)行外部擴(kuò)展舉例 并行并行i/o端口擴(kuò)展芯片端口擴(kuò)展芯片一一. 8255可編程并行可編程并行i/o接口擴(kuò)展芯片接口擴(kuò)展芯片二二. 8155可編

7、程并行可編程并行i/o接口擴(kuò)展芯片接口擴(kuò)展芯片8255可編程并行可編程并行i/o接口擴(kuò)展芯片接口擴(kuò)展芯片（1 1）82558255內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能 數(shù)據(jù)總線緩沖器b組控制a組端口a（8）a組端口c上半部（4）b組端口c下半部（4）b組端口b（8）a組控制讀寫控制邏輯rdwra0a1resetcsd7d0i/opa7pa0i/opc7pc4i/opc3pc0i/opb7pb0（2）端）端口口 pa0pa7、pb0pb7、pc0pc7共24條端口線。3個口皆為鎖存/緩沖寄存器，a口、b口有鎖存功能，c口無鎖存功能。a、b、c 3口的工作方式由程序設(shè)置。 （3 3）數(shù)據(jù)線）數(shù)據(jù)線

8、 8255是8位芯片，有8位數(shù)據(jù)線d0d7。 數(shù)據(jù)線接于8051單片機(jī)的p0接口， （3 3）控制線）控制線 控制線控制控制線控制82558255的讀的讀rdrd：、寫：、寫wrwr、復(fù)位、復(fù)位resetreset及片選及片選cscs等。等。 （4）地址線）地址線 a1 a0 選擇口 0 0 a口 0 1 b口 1 0 c口 1 1 控制口8255方式選擇及方式控制字方式選擇及方式控制字 方式選擇控制字方式選擇控制字d7d6d5d4d3d2d1d0c口下半部b口控制位b組方式控制位，d2=1方式1，反之方式0c口上半部控制位a口控制位a組方式控制 d6d5=00 方式0 01 方式1 1x 方

9、式2總控制選擇位 d7=1 選擇a、b、c口工作方式 d7=0 c口進(jìn)行位操作8255接口擴(kuò)展舉例接口擴(kuò)展舉例（1）8255與單片機(jī)連接圖與單片機(jī)連接圖 （2） 8255初始化初始化 例如，例如，若要求若要求8255pa8255pa口按方式口按方式1 1輸入，輸入，pbpb口按方式口按方式0 0輸輸出，出，pcpc口高口高4 4位按方式位按方式1 1輸入，輸入，pcpc口低口低4 4位安方式位安方式0 0輸輸出，則只要作如下初始化編程。出，則只要作如下初始化編程。 mov dptr, #7fffh mov dptr, #7fffh ；82558255控制口地址控制口地址 mov amov a，

10、 #0b8h #0b8h ；滿足以上要求的控制字；滿足以上要求的控制字 movx dptr, a movx dptr, a ；控制字送入；控制字送入82558255控制口控制口 8155可編程并行可編程并行i/o接口擴(kuò)展芯片接口擴(kuò)展芯片（1 1）81558155內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能（2）8155的控制字格式的控制字格式xtimintebbbfintrbinteaabfintraa口 中 斷 請 求 標(biāo) 志a口 緩 沖 器 滿 /空 標(biāo) 志允 許 a口 中 斷 標(biāo) 志b口 中 斷 請 求 標(biāo) 志b口 緩 沖 器 滿 /空 標(biāo) 志d7d6d5d4d3d2d1d0允 許 b口 中 斷

11、 標(biāo) 志定 時 器 中 斷 標(biāo) 志 ， 計 數(shù) 滿 該 位 置 “ 1” 中 斷 請 求 ， 復(fù) 位 后 為 “ 0”空（3）8155的狀態(tài)字格式的狀態(tài)字格式 8155片內(nèi)可編程定時片內(nèi)可編程定時/計數(shù)器由兩個計數(shù)器由兩個8位寄存器組成，位寄存器組成，低低8位和高位和高6位存放計數(shù)初值，最高位存放計數(shù)初值，最高2位控制定時器的位控制定時器的工作方式工作方式 （4）8155的定時器使用的定時器使用m2m1 t13 t12 t11 t10 t9t8d7d6d5d4d3d2d1d0m2m1 t13 t12 t11 t10 t9t8d7d6d5d4d3d2d1d0定時方式計數(shù)初值高6位計數(shù)初值低8位（

12、5）8155的端口地址分配的端口地址分配ad7 ad6 ad5 ad4 ad3 ad2 ad1 ad0ad7 ad6 ad5 ad4 ad3 ad2 ad1 ad0選選 中中 的的 寄寄 存存 器器 0 0 0 0 0 0命令命令/ /狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器 0 0 1 0 0 1papa口口 0 1 0 0 1 0pbpb口口 0 1 1 0 1 1pcpc口口 1 0 0 1 0 0定時計數(shù)器的低定時計數(shù)器的低8 8位寄存器位寄存器 1 0 1 1 0 1定時計數(shù)器的高定時計數(shù)器的高6 6位寄存器及位寄存器及工作方式字工作方式字(2(2位位) )81558155接口擴(kuò)展舉例接口擴(kuò)展舉例（1）

13、8255與單片機(jī)連接圖與單片機(jī)連接圖 81558155的端口地址編碼為：的端口地址編碼為：命令命令/ /狀態(tài)寄存器地址：狀態(tài)寄存器地址：7f00h,7f00h,片內(nèi)片內(nèi)ramram字節(jié)地址：字節(jié)地址： 7e00h7e00h7effh,7effh,papa口地址：口地址：7f01h,7f01h,pbpb口地址：口地址：7f02h,7f02h,pcpc口地址：口地址：7f03h,7f03h,定時計數(shù)器低位地址：定時計數(shù)器低位地址： 7f04h7f04h，定時計數(shù)器高位地址：定時計數(shù)器高位地址： 7f05h7f05h。 若要求若要求81558155的的papa、pbpb作為基本輸出口，作為基本輸出口，pcpc作為基本