單片機教學(xué) ppt課件

1、2022-1-21中斷與定時中斷與定時/計數(shù)器計數(shù)器 五個中斷源：五個中斷源：INT0外部中斷、外部中斷、INT1外部中斷、外部中斷、T0溢出中斷、溢出中斷、T1溢出中斷、串口讀寫中溢出中斷、串口讀寫中斷斷 定時定時/計數(shù)器：計數(shù)器：T0、T1 四種任務(wù)方式：任務(wù)方式四種任務(wù)方式：任務(wù)方式0 31中斷懇求標(biāo)志中斷懇求標(biāo)志-定時器控制存放器定時器控制存放器TCON中的中斷標(biāo)志位中的中斷標(biāo)志位中斷相關(guān)存放器TF1TF0IE1IT1IE0IT0 TCON88H8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88HTCON各控制位的含義：TF1：定時器/計數(shù)器T1溢出中斷懇求標(biāo)志位。TF0：定

2、時器/計數(shù)器T0溢出中斷懇求標(biāo)志位。IE1：外部中斷1的中斷懇求標(biāo)志。 IE0：外部中斷0的中斷懇求標(biāo)志。IT1：外部中斷1的中斷觸發(fā)方式控制位。IT0：外部中斷0的中斷觸發(fā)方式控制位。2中斷懇求標(biāo)志中斷懇求標(biāo)志-串行口控制存放器串行口控制存放器SCON中的中斷標(biāo)志位中的中斷標(biāo)志位中斷相關(guān)存放器SCON各控制位的含義：TI：串行口發(fā)送中斷懇求標(biāo)志。CPU將一個數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器SBUF時，就啟動發(fā)送。每發(fā)送完一幀串行數(shù)據(jù)后，硬件置位TI。但CPU呼應(yīng)中斷時，并不去除TI，必需在中斷效力程序中由軟件對TI清0。RI：串行口接納中斷懇求標(biāo)志。在串行口允許接納時，每接納完一個串行幀，硬件置位RI。同

3、樣，CPU呼應(yīng)中斷時不會去除RI，必需在中斷效力程序中由軟件對RI清0。TIRI SCON98H9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H3中斷允許控制中斷允許控制-中斷允許存放器中斷允許存放器IE中斷相關(guān)存放器IE 各控制位的含義：EA：中斷允許總控制位。ES：串行口中斷允許位。ET1：定時器/計數(shù)器T1的溢出中斷允許位。EX1：外部中斷1的溢出中斷允許位。 ET0：定時器/計數(shù)器T0的溢出中斷允許位。EX0：外部中斷0的溢出中斷允許位。EAESET1EX1ET0EX0 IEA8HAFH AEH ADH ACH ABH AAH A9H A8H4中斷優(yōu)先級控制中斷優(yōu)先級控制

4、-中斷優(yōu)先級存放器中斷優(yōu)先級存放器IP中斷相關(guān)存放器IP 各控制位的含義：PS：串行口中斷優(yōu)先級控制位PT1：定時器/計數(shù)器T1中斷優(yōu)先級控制位PX1：外部中斷1中斷優(yōu)先級控制位PT0：定時器/計數(shù)器T0中斷優(yōu)先級控制位PX0：外部中斷0中斷優(yōu)先級控制位假設(shè)某控制位為1，那么相應(yīng)的中斷源規(guī)定為高級中斷；反之，為0，那么相應(yīng)的中斷源規(guī)定為低級中斷。PSPT1 PX1 PT0 PX0 IPB8H BCH BBH BAH B9H B8H1定時器控制存放器定時器控制存放器TCON定時器/計數(shù)器控制相關(guān)存放器TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0 TCON88H8FH 8EH 8DH 8CH

5、8BH 8AH 89H 88HTCON各控制位的含義：TF1：定時器/計數(shù)器T1溢出中斷懇求標(biāo)志位。TF0：定時器/計數(shù)器T0溢出中斷懇求標(biāo)志位。當(dāng)T1溢出時，硬件置1；需在中斷程序中軟件清0。TR1：T1運轉(zhuǎn)控制位?？山?jīng)過軟件置1(TR1=1)或清0(TR1=0)來啟動或封鎖 T1任務(wù)。 TR0： T0運轉(zhuǎn)控制位?？山?jīng)過軟件置1(TR0=1)或清0(TR0=0)來啟動或封鎖 T0任務(wù)。 2定時器方式選擇存放器定時器方式選擇存放器TMOD定時器/計數(shù)器控制類存放器GATE C/TM1M0GATE C/TM1M0 TMOD89H D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0TMOD存放器用于設(shè)

6、定定時器/計數(shù)器的任務(wù)方式。存放器地址為89H，它沒有位地址，不能進展位尋址，只能用字節(jié)傳送指令設(shè)置其內(nèi)容。它的低半字節(jié)對應(yīng)控制T0，高半字節(jié)對應(yīng)控制T1.2定時器方式選擇存放器定時器方式選擇存放器TMOD定時器/計數(shù)器控制類存放器TMOD各控制位的含義：GATE：門控位。GATE=0，以運轉(zhuǎn)控制位TR啟動定時器，而不論INT0(或INT1)的電平是高還是低；GATE=1，以外中斷懇求信號(INT1/INT0)啟動定時器。只需INT0(或INT1)引腳為高電平且由軟件使TR0(或TR1)置1時，才干啟動定時器任務(wù)。C/T：定時方式或計數(shù)方式選擇位。 C/T=0，定時任務(wù)方式； C/T=1，計數(shù)

7、任務(wù)方式。M1M0：任務(wù)方式選擇位。M1M0=00，任務(wù)方式0；M1M0=01，任務(wù)方式1；M1M0=10，任務(wù)方式2；M1M0=00，任務(wù)方式3；定時器定時器/計數(shù)器的四種方式計數(shù)器的四種方式 M1M0控制的定時器控制的定時器/計數(shù)器的四種任務(wù)方式計數(shù)器的四種任務(wù)方式【例【例1】設(shè)時鐘頻率為】設(shè)時鐘頻率為6MHz。編寫利用。編寫利用T0產(chǎn)生產(chǎn)生1s定時的程序。定時的程序。 解：解：1定時器定時器T0任務(wù)方式確實定任務(wù)方式確實定 方式方式0最長可定時最長可定時16.384ms; 方式方式1最長可定時最長可定時131.072ms; 方式方式2最長可定時最長可定時512s; 定時定時1s，可選用方

8、式，可選用方式1，每隔，每隔100ms中斷一中斷一 次，中斷次，中斷10次從而到達次從而到達 1s的定時。的定時。 2求計數(shù)器初值求計數(shù)器初值X (216X)12/(6 106) =10010-3 s X=15536=3CB0H 因此：因此：(TL0)=0B0H (TH0)=3CH 3實現(xiàn)方法：實現(xiàn)方法： 對于中斷對于中斷10次計數(shù)，可使次計數(shù)，可使T0任務(wù)在計數(shù)方式，也可用循環(huán)程任務(wù)在計數(shù)方式，也可用循環(huán)程序的方法實現(xiàn)。本例采用循環(huán)程序法。序的方法實現(xiàn)。本例采用循環(huán)程序法。綜合運用舉例綜合運用舉例(1)綜合運用舉例綜合運用舉例(1)4源程序清單源程序清單ORG0000H AJMP MAIN；

9、 上電，轉(zhuǎn)向主程序上電，轉(zhuǎn)向主程序 ORG 000BH ；T0的中斷效力程序入口地址的中斷效力程序入口地址 AJMP SERVE ；轉(zhuǎn)向中斷效力程序；轉(zhuǎn)向中斷效力程序 ORG 0080H ；主程序；主程序MAIN : MOV SP,#60H ；設(shè)堆棧指針；設(shè)堆棧指針 MOV B，#0AH ；設(shè)循環(huán)次數(shù)；設(shè)循環(huán)次數(shù) MOV TMOD,#01H；設(shè)置；設(shè)置T0任務(wù)于方式任務(wù)于方式1 MOV TL0,#0B0H；裝計數(shù)值低；裝計數(shù)值低8位位 MOV TH0,#3CH；裝計數(shù)值高；裝計數(shù)值高8位位 SETB TR0 ；啟動定時；啟動定時 SETB ET0；T0開中斷開中斷 SETB EA；CPU開中斷

10、開中斷 SJMP $；等待中斷；等待中斷SERVE: MOV TL0,#0B0H ；重新賦初值；重新賦初值 MOV TH0,#3CH DJNZ B,LOOP ；B-1不為不為0，繼續(xù)定時，繼續(xù)定時 CLR TR0 ；1s定時到，停頓定時到，停頓T0任務(wù)任務(wù)LOOP: RETI ；中斷前往；中斷前往 END【例【例2】設(shè)計實時時鐘程序。時鐘】設(shè)計實時時鐘程序。時鐘 就是以秒、分、時為單位進展計時。用定就是以秒、分、時為單位進展計時。用定時器與中斷的結(jié)合運用。時器與中斷的結(jié)合運用。 解：解：1實現(xiàn)時鐘計時的根本方法實現(xiàn)時鐘計時的根本方法 計算計數(shù)初值。計算計數(shù)初值。 時鐘計時的最小單位是秒，可把定

11、時器的定時時間定為時鐘計時的最小單位是秒，可把定時器的定時時間定為100ms，計數(shù)溢，計數(shù)溢出出10次即得到次即得到1秒；秒；10次計數(shù)可用軟件方法實現(xiàn)。次計數(shù)可用軟件方法實現(xiàn)。 假定運用定時器假定運用定時器T0，以任務(wù)方式，以任務(wù)方式1進展進展100ms的定時。如的定時。如fosc=6MHz，那么計數(shù)初值那么計數(shù)初值X為：為： X=15536=3CB0H因此因此 ：(TL0)=0B0H (TH0)=3CH 采用定時方式進展溢出次數(shù)的累計，計滿采用定時方式進展溢出次數(shù)的累計，計滿10次即得到秒計時。次即得到秒計時。 設(shè)置軟件計數(shù)器初值為設(shè)置軟件計數(shù)器初值為10，每，每100ms定時時間到溢出中

12、斷，使軟件計數(shù)定時時間到溢出中斷，使軟件計數(shù)器減器減1，直到減到，直到減到0，那么，那么1s到。到。綜合運用舉例綜合運用舉例(2) 從秒到分和從分到時的計時是經(jīng)過累從秒到分和從分到時的計時是經(jīng)過累計和數(shù)值比較實現(xiàn)的。計和數(shù)值比較實現(xiàn)的。 設(shè)置幾個累加單元分別進展對設(shè)置幾個累加單元分別進展對1s，1min,1h進展計數(shù)。滿進展計數(shù)。滿1s，秒位累加；，秒位累加；滿滿60s，分位累加；滿，分位累加；滿60min，時位累，時位累加；滿加；滿24h全部累加單元清全部累加單元清0。2程序流程及程序清單程序流程及程序清單 主程序流程如右圖所示。主程序流程如右圖所示。綜合運用舉例綜合運用舉例(2)設(shè)T1為方

13、式1設(shè)中斷次數(shù)清計時單元開中斷啟動T1調(diào)用顯示子程序2程序流程及程序清單程序流程及程序清單 中斷效力流程如右圖所示。中斷效力流程如右圖所示。維護現(xiàn)場賦計數(shù)初值到1s?(32H)加1(32H)=60?(32H)清0(31H)加1(31H)=60?(31H)清0(30H)加1(30H)=24?(30H)清0恢復(fù)現(xiàn)場前往入口NNNNYYYY綜合運用舉例綜合運用舉例(1) 源程序如下：源程序如下： ORG 0000H AJMP MAIN ； 上電，轉(zhuǎn)向主程序上電，轉(zhuǎn)向主程序 ORG 001BH ；T1的中斷效力程序入口地址的中斷效力程序入口地址 AJMP SERVE ；轉(zhuǎn)向中斷效力程序；轉(zhuǎn)向中斷效力程

14、序 ORG 2000H ；主程序；主程序MAIN: MOV SP,#60H ；設(shè)堆棧指針；設(shè)堆棧指針 MOV TMOD,#10H ；設(shè)置；設(shè)置T1任務(wù)于方式任務(wù)于方式1 MOV 20H，#0AH ；設(shè)循環(huán)次數(shù)；設(shè)循環(huán)次數(shù) CLR A MOV 30H，A ；時單元清；時單元清0 MOV 31H，A ；分單元清；分單元清0 MOV 32H，A ；秒單元清；秒單元清0SETB ET1 ；T1開中斷開中斷 SETB EA ；CPU開中斷開中斷 MOV TL1,#0B0H ；裝計數(shù)值低；裝計數(shù)值低8位位 MOV TH1,#3CH ；裝計數(shù)值高；裝計數(shù)值高8位位 SETB TR1 ；啟動定時；啟動定時 S

15、JMP $ ；等待中斷可反復(fù)調(diào)用顯示子程序；等待中斷可反復(fù)調(diào)用顯示子程序綜合運用舉例綜合運用舉例(1)中斷效力程序：中斷效力程序： SERVE: PUSH PSW ；維護現(xiàn)場；維護現(xiàn)場 PUSH ACC MOV TL1,#0B0H ；重新賦初值；重新賦初值 MOV TH1,#3CH DJNZ 20H,RETERN ；1s未到，前往未到，前往 MOV 20H，#0AH ；重置中斷次數(shù)；重置中斷次數(shù)MOV A，#01H ADD A，32H ；“秒位加秒位加1 DA A ；轉(zhuǎn)換為；轉(zhuǎn)換為BCD碼碼 MOV 32H，A CJNE A，#60H，RETERN ；未滿；未滿60s，前往，前往 MOV 32

16、H，#00H ；計滿；計滿60s，“秒位清秒位清0 MOV A，#01H ADD A，31H ；“分位加分位加1 DA A ；轉(zhuǎn)換為；轉(zhuǎn)換為BCD碼碼 綜合運用舉例綜合運用舉例(2)MOV 31H，A CJNE A，#60H，RETERN ；未滿；未滿60min，前往，前往 MOV 31H，#00H ；計滿；計滿60min，“分位清分位清0 MOV A，#01HADD A，30H ；“時位加時位加1DA A ；轉(zhuǎn)換為；轉(zhuǎn)換為BCD碼碼 MOV 30H，A CJNE A，#24H，RETERN ；未滿；未滿24h，前往，前往 MOV 30H，#00H ；計滿；計滿24h，“時位清時位清0RETU

17、RN：POP ACC ；恢復(fù)現(xiàn)場；恢復(fù)現(xiàn)場 POP PSWRETI ；中斷前往；中斷前往END 2022-1-21915章總結(jié)章總結(jié) 引見單片機的開展、類型、運用環(huán)境引見單片機的開展、類型、運用環(huán)境 單片機的硬件構(gòu)造：組成、引腳分布、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器、單片機的硬件構(gòu)造：組成、引腳分布、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器、I/O口口、時鐘電路與時序、任務(wù)方式、時鐘電路與時序、任務(wù)方式(復(fù)位、待機、停機復(fù)位、待機、停機) 單片機的指令系統(tǒng)：尋址方式單片機的指令系統(tǒng)：尋址方式(7種種)、5類操作指令類操作指令(數(shù)據(jù)傳送指數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)運算指令、邏輯運算及移位指令、控制轉(zhuǎn)移指令、位令、算術(shù)運算指令、邏輯運算及移位指令、

18、控制轉(zhuǎn)移指令、位操作指令操作指令) 匯編言語程序設(shè)計：典型的例程匯編言語程序設(shè)計：典型的例程 單片機的中斷與定時單片機的中斷與定時/計數(shù)器計數(shù)器單片機系統(tǒng)擴展單片機系統(tǒng)擴展 單片機中雖然曾經(jīng)集成了單片機中雖然曾經(jīng)集成了CPU、I/O口、定時器、中斷系統(tǒng)、存口、定時器、中斷系統(tǒng)、存儲器等計算機的根本部件儲器等計算機的根本部件(即系統(tǒng)資源即系統(tǒng)資源)，但是對于一些較復(fù)雜的，但是對于一些較復(fù)雜的運用系統(tǒng)而言，以上一種或幾種資源還遠遠達不到實踐運用的運用系統(tǒng)而言，以上一種或幾種資源還遠遠達不到實踐運用的要求，此時就需求在單片機芯片外加相應(yīng)的芯片、電路等，使要求，此時就需求在單片機芯片外加相應(yīng)的芯片、電

19、路等，使得有關(guān)功能得以擴展，稱為系統(tǒng)擴展。得有關(guān)功能得以擴展，稱為系統(tǒng)擴展。 MCS-51單片機的系統(tǒng)擴展包括并行存儲器擴展、單片機的系統(tǒng)擴展包括并行存儲器擴展、I/O接口擴展接口擴展、人機交互擴展、人機交互擴展(鍵盤、顯示器鍵盤、顯示器) 、串行口擴展、外部信號變換、串行口擴展、外部信號變換擴展擴展(A/D、D/A)。 兩類外擴展：存儲器擴展和兩類外擴展：存儲器擴展和I/O擴展；擴展；兩種外擴展方法：并行擴展和串行擴展。兩種外擴展方法：并行擴展和串行擴展。2022-1-222本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 單片機并行外擴展系統(tǒng)單片機并行外擴展系統(tǒng) 存儲器分類存儲器分類 存儲器并行擴展存儲器并行擴展

20、 80C51單片機存儲器系統(tǒng)的特點和運用方法單片機存儲器系統(tǒng)的特點和運用方法 用單片機組成運用系統(tǒng)時，首先要思索單片機用單片機組成運用系統(tǒng)時，首先要思索單片機所具有的各種功能能否滿足運用系統(tǒng)的要求。所具有的各種功能能否滿足運用系統(tǒng)的要求。如能滿足，那么稱這樣的系統(tǒng)為最小運用系統(tǒng)。如能滿足，那么稱這樣的系統(tǒng)為最小運用系統(tǒng)。 以下圖為以下圖為MCS51系列中系列中80C51單片機的最小單片機的最小系統(tǒng)。系統(tǒng)。單片機最小系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng)80C5187C51XTAL1XTAL2P0P1P2P3RESET12MHZ22uF1K200888820PF20PF+5V單片機并行擴展總線單片機并行擴展總線系統(tǒng)

21、擴展系統(tǒng)擴展 外部存儲器的擴展外部存儲器的擴展 I/O接口部件的擴展接口部件的擴展經(jīng)過系統(tǒng)總線擴展并行擴展總線的組成并行擴展總線的組成 并行擴展總線包括三個組成部分：并行擴展總線包括三個組成部分：AB、DB、CB 地址總線：地址總線：Address Bus (AB) 傳送地址信號，用于外擴展傳送地址信號，用于外擴展存儲單元和存儲單元和I/O端口的尋址。端口的尋址。 地址總線是單向的，只能從單片機向外傳送。地址總線是單向的，只能從單片機向外傳送。 一條地址線提供一位地址，故地址線的數(shù)目決議了可尋址一條地址線提供一位地址，故地址線的數(shù)目決議了可尋址存儲單元的數(shù)目。存儲單元的數(shù)目。 80C51單片機

22、的地址總線共有單片機的地址總線共有16位，故外擴展空間為位，故外擴展空間為64KB，即，即216個地址單元。個地址單元。并行擴展總線的組成并行擴展總線的組成 數(shù)據(jù)總線：數(shù)據(jù)總線：Data Bus (DB) 傳送數(shù)據(jù)、形狀、指令和命令。傳送數(shù)據(jù)、形狀、指令和命令。 DB是雙向的，可以進展兩個方向的數(shù)據(jù)傳送。是雙向的，可以進展兩個方向的數(shù)據(jù)傳送。 DB的位數(shù)應(yīng)于單片機字長一致。如的位數(shù)應(yīng)于單片機字長一致。如80C51單片機是單片機是8位字長位字長，故數(shù)據(jù)總線為，故數(shù)據(jù)總線為8位。位。 控制總線：控制總線：Control Bus (CB) 傳送控制信號。傳送控制信號。 單片機可以向外擴發(fā)出控制信號，

23、外擴也可以向單片機發(fā)送單片機可以向外擴發(fā)出控制信號，外擴也可以向單片機發(fā)送控制信號，因此雖然一個控制信號傳送的本身是單向的，但控制信號，因此雖然一個控制信號傳送的本身是單向的，但是由不同方向信號線組合的控制總線那么可表示為雙向。是由不同方向信號線組合的控制總線那么可表示為雙向。80C51P0口口 以以P0口的口的8位口線充任低位地址線位口線充任低位地址線(A7A0)和數(shù)據(jù)線和數(shù)據(jù)線(D7D0) 分時復(fù)用：先送出地址，再傳送數(shù)據(jù)。分時復(fù)用：先送出地址，再傳送數(shù)據(jù)。 鎖存器：保管分別出的地址，需另外添加一個鎖存器：保管分別出的地址，需另外添加一個8位的鎖存器位的鎖存器，并以，并以ALE作為鎖存控制

24、信號。作為鎖存控制信號。(CPU送出地址時，送出地址時，ALE有有效，應(yīng)選擇高電平或下降沿選通的鎖存器效，應(yīng)選擇高電平或下降沿選通的鎖存器) 低低8位的地址進入鎖存器后，位的地址進入鎖存器后，P0口即可作為數(shù)據(jù)線運用，進口即可作為數(shù)據(jù)線運用，進展數(shù)據(jù)傳送了。展數(shù)據(jù)傳送了。P2口口 P2口只作為高口只作為高8位地址線運用。位地址線運用。 P2口的高口的高8位地址線與位地址線與P0口的低口的低8為地址線共同構(gòu)成完好的為地址線共同構(gòu)成完好的16位地址總線，可選址位地址總線，可選址64KB空間?？臻g。 在實踐運用中，高位地址線根據(jù)需求從在實踐運用中，高位地址線根據(jù)需求從P2口引出，需求幾口引出，需求幾

25、位引出幾位口線。假設(shè)外擴展容量小于位引出幾位口線。假設(shè)外擴展容量小于256個單元時，那么個單元時，那么不需求高位地址線。不需求高位地址線?？刂凭€控制線 控制總線包括：控制總線包括： 控制低控制低8位地址鎖存的位地址鎖存的ALE信號信號 控制擴展程序存儲器控制擴展程序存儲器ROM的讀選通訊號的讀選通訊號PSEN 控制選擇內(nèi)外程序存儲器的選擇信號控制選擇內(nèi)外程序存儲器的選擇信號EA 控制擴展數(shù)據(jù)存儲器控制擴展數(shù)據(jù)存儲器RAM及及I/O端口的讀端口的讀/寫選通訊號寫選通訊號 RD和和WR 僅剩僅剩P1口和口和P3口的部分口線可供數(shù)據(jù)口的部分口線可供數(shù)據(jù)I/O運用。運用。訪問外部程序存儲器的操作過程：

26、訪問外部程序存儲器的操作過程：在在S1P2時辰產(chǎn)生時辰產(chǎn)生ALE信號。信號。由由P0、P2口送出口送出16位地址，由于位地址，由于P0口送出的低口送出的低8位地址只位地址只堅持到堅持到S2P2，所以要利用，所以要利用ALE的下降沿信號將的下降沿信號將P0口送出的口送出的低低8位地址信號鎖存到地址鎖存器中。而位地址信號鎖存到地址鎖存器中。而P2口送出的高口送出的高8位位地址在整個讀指令的過程中都有效，因此不需求對其進展地址在整個讀指令的過程中都有效，因此不需求對其進展鎖存。從鎖存。從S2P2起，起，ALE信號失效。信號失效。從從S3P1開場，開場，PSEN開場有效，對外部程序存儲器進展讀開場有效

27、，對外部程序存儲器進展讀操作，將選中的單元中的指令代碼從操作，將選中的單元中的指令代碼從P0口讀入，口讀入，S4P2時辰，時辰， PSEN失效。失效。從從S4P2后開場第二次讀入，過程與第一次類似。后開場第二次讀入，過程與第一次類似。訪問外部程序存儲器的時序訪問外部程序存儲器的時序MCS-51MCS-51系列單片機訪問外部程序存儲器的時序圖系列單片機訪問外部程序存儲器的時序圖 P1P2P1P2 P1P2P1P2P1P2P1P2S1S2S3S4S5S61個 機 器 周 期P1P2S1OSC時 鐘ALEPSENP2P0A8A15A8A15A8A15指 令A(yù)0A7指 令A(yù)0A7指 令訪問外部數(shù)據(jù)存儲

28、器的操作過程：訪問外部數(shù)據(jù)存儲器的操作過程：從第從第1次次ALE有效到第有效到第2次次ALE開場有效期間，開場有效期間，P0口送出外口送出外部部ROM單元的低單元的低8位地址，位地址，P2口送出外部口送出外部ROM單元的高單元的高8位地址，并在位地址，并在PSEN有效期間，讀入外部有效期間，讀入外部ROM單元中的指單元中的指令代碼；令代碼；在第在第2次次ALE有效后，有效后，P0口送出外部口送出外部RAM單元的低單元的低8位地位地址，址，P2口送出外部口送出外部RAM單元高單元高8位地址；位地址；在第在第2個機器周期，第個機器周期，第1次次ALE信號不再出現(xiàn)，此時信號不再出現(xiàn)，此時PSEN也失

29、效，并在第也失效，并在第2個機器周期的個機器周期的S1P1時，時，RD信號開場有效，信號開場有效，從從P0口讀入選中口讀入選中RAM單元中的內(nèi)容。單元中的內(nèi)容。 訪問外部數(shù)據(jù)存儲器的時序訪問外部數(shù)據(jù)存儲器的時序S1S2S3S4S5S6第1個機器周期S1S2S3S4S5S6第2個機器周期ALERDP2P0A15 A8A15 A8A15 A8A0A7指令地址數(shù)據(jù)A0A7PSENMCS-51MCS-51系列單片機訪問外部數(shù)據(jù)存儲器的時序圖系列單片機訪問外部數(shù)據(jù)存儲器的時序圖 并行擴展系統(tǒng)的并行擴展系統(tǒng)的I/O編址編址 80C51單片機存儲器系統(tǒng)與外擴展地址空間構(gòu)造圖單片機存儲器系統(tǒng)與外擴展地址空間構(gòu)

30、造圖-RAM用戶用戶RAM區(qū)區(qū)(堆棧、緩沖堆棧、緩沖)位尋址區(qū)位尋址區(qū)四組通用四組通用存放器存放器特殊功能特殊功能存放器區(qū)存放器區(qū)(SFR) 片內(nèi)片內(nèi)RAM(低低128字節(jié)字節(jié)) 片內(nèi)片內(nèi)RAM(高高128字節(jié)字節(jié))00H7FH80HFFH 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器RAM或或I/O(64KB)0000HFFFFH 片外數(shù)據(jù)存儲器片外數(shù)據(jù)存儲器 數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存儲器(RAM)并行擴展系統(tǒng)的并行擴展系統(tǒng)的I/O編址編址 80C51單片機存儲器系統(tǒng)與外擴展地址空間構(gòu)造圖單片機存儲器系統(tǒng)與外擴展地址空間構(gòu)造圖ROM 片內(nèi)程序存儲器片內(nèi)程序存儲器(4K)(ROM) 片外程序存儲器片外程序存儲器(64

31、K) 程序存儲器程序存儲器(ROM)1000HFFFFH(EA=1)0000H0FFFH(EA=0)0000H0FFFH片外片外ROM的起始地址取決于的起始地址取決于單片機能否有片內(nèi)存儲器：單片機能否有片內(nèi)存儲器：假設(shè)沒有片內(nèi)存儲器，假設(shè)沒有片內(nèi)存儲器，外擴外擴ROM從從0000H開場編址；開場編址；假設(shè)有片內(nèi)假設(shè)有片內(nèi)ROM，那么外擴展那么外擴展ROM從從1000H開場編址開場編址芯片的選取芯片的選取 尋址：訪問要擴展的芯片和芯片內(nèi)的目的單元。尋址：訪問要擴展的芯片和芯片內(nèi)的目的單元。 尋址可分為芯片選擇和芯片內(nèi)目的單元選擇兩個層次。尋址可分為芯片選擇和芯片內(nèi)目的單元選擇兩個層次。 內(nèi)尋址層

32、次：由外接芯片的內(nèi)部譯碼電路完成。內(nèi)尋址層次：由外接芯片的內(nèi)部譯碼電路完成。(只需將外只需將外擴芯片的地址引腳與單片機低位地址線相連即可擴芯片的地址引腳與單片機低位地址線相連即可) 芯片選擇：外擴系統(tǒng)的尋址問題主要集中于此。芯片選擇：外擴系統(tǒng)的尋址問題主要集中于此。(外接芯片外接芯片常有多個片選信號引腳，如何產(chǎn)生有效的片選信號？常有多個片選信號引腳，如何產(chǎn)生有效的片選信號？) 常用的芯片選擇方法：線選法和譯碼法。常用的芯片選擇方法：線選法和譯碼法。線選法尋址線選法尋址 線選法尋址：直接以位地址信號作為芯片的片選信號。線選法尋址：直接以位地址信號作為芯片的片選信號。 運用時只需把地址線與擴展芯片

33、的片選信號引腳直接銜接即運用時只需把地址線與擴展芯片的片選信號引腳直接銜接即可?？伞?例：例： 某一系統(tǒng)，需求外擴某一系統(tǒng)，需求外擴8KB的的EPROM(2片片2732)，4KB的的RAM(2片片6116)，這些芯片與，這些芯片與MCS-51單片機地址分配有關(guān)的單片機地址分配有關(guān)的地址線連線，電路圖如下。地址線連線，電路圖如下。線選法尋址線選法尋址解：高位地址線解：高位地址線P2.4P2.4P2.7P2.7直接和各芯片片選信號直接和各芯片片選信號CECE相連相連分析地址：分析地址： A15A14A13A12A11 A15A14A13A12A11A0 A0 2732(1): 0 1 1 1273

34、2(1): 0 1 1 17000H7000H7FFFH7FFFH 2732(2): 1 0 1 1 2732(2): 1 0 1 1B000HB000HBFFFH BFFFH 6116(1): 1 1 1 0 1 6116(1): 1 1 1 0 1E800HE800HEFFFH EFFFH 6116(2): 1 1 0 1 1 6116(2): 1 1 0 1 1 D800HD800HDFFFH DFFFH 地地址址不不延延續(xù)續(xù)優(yōu)點：電路簡單，不需求地址譯碼器硬件，體積小，本錢低。優(yōu)點：電路簡單，不需求地址譯碼器硬件，體積小，本錢低。缺陷：可尋址的器件數(shù)目有限，地址不延續(xù)。缺陷：可尋址的器

35、件數(shù)目有限，地址不延續(xù)。線選法尋址線選法尋址全譯碼：全譯碼：部分譯碼：部分譯碼：譯碼譯碼全部高位地址線都參與譯碼；全部高位地址線都參與譯碼；部分高位地址線參與譯碼，部分高位地址線參與譯碼，存在部分地址空間相重疊的情況。存在部分地址空間相重疊的情況。譯碼法尋址譯碼法尋址 譯碼法尋址：高位地址經(jīng)過譯碼器的譯碼輸出作為擴展芯片譯碼法尋址：高位地址經(jīng)過譯碼器的譯碼輸出作為擴展芯片的片選信號。的片選信號。 最常用的譯碼器芯片：最常用的譯碼器芯片： 3-8譯碼器：譯碼器：74LS 雙雙2-4譯碼器：譯碼器：74LS 4-16譯碼器：譯碼器：74LS154(1) 74LS3-8譯碼器譯碼器 時譯碼器任務(wù)時譯

36、碼器任務(wù)122100ABG GG輸入：輸入：C B A輸出：輸出：任務(wù)時，只需一個輸出為任務(wù)時，只需一個輸出為0，其它皆其它皆176543210Y Y Y Y Y Y Y Y譯碼器譯碼器 輸輸 入入 輸輸 出出 C B A C B A122ABG GG76543210Y Y Y Y Y Y Y Y74LS真值表真值表(2) 74LS雙雙2-4譯碼器譯碼器 譯碼器譯碼器32100GBAY Y YY時，解：解：6264：8K=213 3根地址線用于控制根地址線用于控制 選通選通8片片RAM 譯碼法尋址舉例譯碼法尋址舉例【例】要擴展【例】要擴展8片片8KB的的RAM6264 (8K8)，如何經(jīng)過譯碼

37、器，如何經(jīng)過譯碼器把把64KB空間分配給各個芯片？空間分配給各個芯片？全譯碼方式，地址無重疊全譯碼方式，地址無重疊64KB64KB空間：空間：0000H0000HFFFFHFFFFH，地址延續(xù)，地址延續(xù)分析地址：分析地址：譯碼法尋址舉例譯碼法尋址舉例引出問題引出問題1：如何用：如何用74LS把把64K空間劃分為每塊空間劃分為每塊4KB？譯碼法尋址舉例譯碼法尋址舉例解：解：64KB=4KB8塊塊2部分部分4K=212 12根根譯碼譯碼3根，根，P2.7未參與譯碼未參與譯碼P2.7=0/1決議選決議選擇擇64KB的前的前32KB或后或后32KB 74LSG1前前32KB8塊塊4KB后后32KB8塊

38、塊4KB分析地址：分析地址：譯碼法尋址舉例譯碼法尋址舉例改動改動P2.7和和G1的銜接邏輯，即可改動前后的銜接邏輯，即可改動前后32KB空間?？臻g。引出問題引出問題2：如何用：如何用74LS把把64K空間劃分為每塊空間劃分為每塊2KB？譯碼法尋址舉例譯碼法尋址舉例解：解：64KB=2KB8塊塊4部分部分 4K=211 11根譯碼根譯碼3根，根，P2.7,P2.6未參與譯碼未參與譯碼 P2.7G1,P2.6G2A,改動改動P2.7,P2.6和和G1,G2A的銜接的銜接 邏輯，即可改動選中的邏輯，即可改動選中的4個個16KB空間的哪一個了?？臻g的哪一個了。小結(jié)：小結(jié)：假設(shè)假設(shè)64KB全是用全是用3

39、2塊塊2K芯片組成，那么同問題芯片組成，那么同問題2，需，需4個個74LS假設(shè)假設(shè)64KB全是用全是用16塊塊4K芯片組成，那么同問題芯片組成，那么同問題1，需，需2個個74LS留意：譯碼方案不獨一留意：譯碼方案不獨一本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 單片機并行外擴展系統(tǒng)單片機并行外擴展系統(tǒng) 存儲器分類存儲器分類 存儲器并行擴展存儲器并行擴展 80C51單片機存儲器系統(tǒng)的特點和運用方法單片機存儲器系統(tǒng)的特點和運用方法只讀存儲器只讀存儲器(ROM)(ROM)：1 1掩模工藝掩模工藝ROMROM2 2可一次性編程可一次性編程ROMROMPROMPROM3 3紫外線擦除可改寫紫外線擦除可改寫ROMROMEP

40、ROMEPROM4 4電擦除可改寫電擦除可改寫ROMROMEEPROMEEPROM或或E2PROME2PROM5 5快擦寫快擦寫ROMROMflash ROMflash ROM存儲器分類存儲器分類-只讀存儲器只讀存儲器隨機存儲器隨機存儲器(RAM)(RAM)：1 1雙極型雙極型RAMRAM2 2金屬氧化物金屬氧化物MOSMOSRAMRAM靜態(tài)靜態(tài)RAMRAMSRAMSRAM動態(tài)動態(tài)RAMRAMDRAMDRAM集成集成RAMRAMIRAMIRAM非易失性非易失性RAMRAMNVRAMNVRAM 存儲器分類存儲器分類-隨機存儲器隨機存儲器 容量容量 存取時間存取時間 可靠性可靠性 功耗功耗存儲器的

41、主要性能目的存儲器的主要性能目的 擴展程序存儲器常用擴展程序存儲器常用EPROMEPROM芯片：芯片：2716(2K8位位)、2732(4KB)、2764(8KB)、27128(16KB)、27256(32KB)、27512(64KB)。 擴展數(shù)據(jù)存儲器常用靜態(tài)擴展數(shù)據(jù)存儲器常用靜態(tài)RAMRAM芯片：芯片： 6264 62648K8K8 8位、位、622566225632K32K8 8位位、 628128 628128128K128K8 8位等。位等。常用存儲器芯片常用存儲器芯片本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 單片機并行外擴展系統(tǒng)單片機并行外擴展系統(tǒng) 存儲器分類存儲器分類 存儲器并行擴展存儲器并行擴

42、展 80C51單片機存儲器系統(tǒng)的特點和運用方法單片機存儲器系統(tǒng)的特點和運用方法程序存儲器的作用程序存儲器的作用存放程序代碼或常數(shù)表格存放程序代碼或常數(shù)表格程序存儲器的擴展過程：程序存儲器的擴展過程：擴展時所用芯片擴展時所用芯片普通用只讀型存儲器芯片可以是普通用只讀型存儲器芯片可以是EPROM、E2PROM、 FLASH芯片等。芯片等。擴展電路銜接擴展電路銜接 用用EPROM 2764擴展程序存儲器為例擴展程序存儲器為例存儲器地址分析存儲器地址分析終究單片機輸出什么地址值時，可以指向存儲終究單片機輸出什么地址值時，可以指向存儲器中的某一單元。器中的某一單元。程序存儲器擴展程序存儲器擴展 2764

43、是一塊是一塊8K8bit的的EPROM芯片，管腳如以下圖所示：芯片，管腳如以下圖所示： A12A0：13位地址信號輸入線，芯片的容量為：位地址信號輸入線，芯片的容量為：8K213個單元；個單元； D7D0 ：8位數(shù)據(jù)線，芯片的每個存儲單元存放一個字節(jié)位數(shù)據(jù)線，芯片的每個存儲單元存放一個字節(jié)8位二進制數(shù)；位二進制數(shù)； CE：選片信號，輸入，當(dāng)它為有效低電平常，該芯片被：選片信號，輸入，當(dāng)它為有效低電平常，該芯片被選中；選中； OE：輸出允許信號。當(dāng)：輸出允許信號。當(dāng) 它為低電平常，芯片中的數(shù)據(jù)可它為低電平常，芯片中的數(shù)據(jù)可由由D7D0輸出。輸出。 PGM：編程脈沖輸入端。當(dāng)對：編程脈沖輸入端。當(dāng)

44、對EPROM編程時，由此參與編程時，由此參與編程脈沖；讀時該引腳為高電平。編程脈沖；讀時該引腳為高電平。 EPROM芯片芯片276427642764引腳功能引腳功能2764-8K EPROM2764-8K EPROMVPPA12A7A6A5A4A3A2A1A0D0D1D2GNDVccPGMN.CA8A9A11OEA10CED7D6D5D4D32764A0A0A12A12地址線地址線CECE片選片選OEOE讀讀PGMPGM編程脈沖編程脈沖輸入輸入D0D0D7D7數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線VppVpp編程電源編程電源 EPROM2764 EPROM2764管腳圖管腳圖系統(tǒng)擴展一片系統(tǒng)擴展一片EPROM的最小系統(tǒng)

45、：的最小系統(tǒng)：2. 2764的銜接運用的銜接運用D7D6D5D4D3D2D1D0G74LS373GND+5VEQ7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0 74L373 74L373引腳功引腳功能能D0D6D0D6數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入 E E輸出允許輸出允許 G G數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出 Q0Q7 Q0Q7使能端使能端當(dāng)當(dāng)E=0，G=1時，時， 輸出輸出Q=輸入輸入D(透明透明)；當(dāng)當(dāng)E=0，G=0時，時，輸出輸出Q端不變鎖存端不變鎖存當(dāng)當(dāng)E=1，輸出高阻態(tài)，輸出高阻態(tài)2. 2764的銜接運用的銜接運用 留意：留意：PSEN接接OE輸出允許輸出允許80C5180C51中間連接中間連接27642764數(shù)據(jù)總線的連接：

46、數(shù)據(jù)總線的連接：P0.0-P0.7P0.0-P0.7（數(shù)據(jù)總線）（數(shù)據(jù)總線）D0-D7D0-D7地址總線的連接：地址總線的連接：P0.0-P0.7P0.0-P0.7（地址總線低（地址總線低8 8位）位）經(jīng)過鎖存器經(jīng)過鎖存器373373A0-A7A0-A7P2.0-P2.7P2.0-P2.7（地址總線高（地址總線高8 8位）位）A8-A12A8-A12、片選、片選CECE控制總線的連接：控制總線的連接：PSENPSEN（程序存儲器允許，即讀指令）（程序存儲器允許，即讀指令）OEOEALEALE（地址鎖存允許）（地址鎖存允許）接接373373的使能端的使能端G G2. 2764的銜接運用的銜接運用

47、 分析存儲器在存儲空間中占據(jù)的地址范圍，就是根據(jù)銜接情況確定其最分析存儲器在存儲空間中占據(jù)的地址范圍，就是根據(jù)銜接情況確定其最低地址和最高地址。低地址和最高地址。 P2.7、P2.6、P2.5的形狀與的形狀與2764芯片的尋址無關(guān)，所以芯片的尋址無關(guān)，所以P2.7、P2.6、P2.5可為恣意，從可為恣意，從000到到111共有共有8種組合，其種組合，其2764芯片的地址范圍是：芯片的地址范圍是： 最低地址：最低地址：0000H A15A14A13A12 A11A10A9A8 A7A6A5A4 A3A2A1A0 = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 最高地址：最高地

48、址：FFFFH A15A14A13A12 A11A10A9A8 A7A6A5A4A3A2A1A0 = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 共占用了共占用了64KB的存儲空間，呵斥地址空間的重疊和浪費的存儲空間，呵斥地址空間的重疊和浪費3. 存儲器映像分析存儲器映像分析數(shù)據(jù)存儲器的作用：數(shù)據(jù)存儲器的作用：存放數(shù)據(jù)，可改寫存放數(shù)據(jù)，可改寫數(shù)據(jù)存儲器的擴展過程：數(shù)據(jù)存儲器的擴展過程：擴展時所用芯片擴展時所用芯片普通用靜態(tài)讀寫型存儲器芯片普通用靜態(tài)讀寫型存儲器芯片SRAM，也可，也可以用以用E2PROM、FLASH芯片等芯片等擴展電路銜接擴展電路銜接用用SRAM 6264擴展程序存儲器

49、。擴展程序存儲器。存儲器地址分析存儲器地址分析終究單片機輸出什么地址值時，可以指向存終究單片機輸出什么地址值時，可以指向存儲器中的某一單元。儲器中的某一單元。數(shù)據(jù)存儲器的擴展數(shù)據(jù)存儲器的擴展 單片機的數(shù)據(jù)存儲器擴展主要要處理三總線的銜接：單片機的數(shù)據(jù)存儲器擴展主要要處理三總線的銜接： 地址線的銜接，與程序存儲器連法一樣。地址線的銜接，與程序存儲器連法一樣。 數(shù)據(jù)線的銜接，與程序存儲器連法一樣。數(shù)據(jù)線的銜接，與程序存儲器連法一樣。 控制線的銜接，主要有以下控制信號：控制線的銜接，主要有以下控制信號： 存儲器輸出信號存儲器輸出信號(OE)(OE)與單片機讀引腳與單片機讀引腳 ( (即即P3.7)

50、P3.7) 相連相連 存儲器寫信號存儲器寫信號(WE)(WE)與單片機寫引腳與單片機寫引腳( (即即P3.6) P3.6) 相連相連 ALEALE：其銜接方法與程序存儲器一樣：其銜接方法與程序存儲器一樣 運用時應(yīng)留意，訪問內(nèi)部或外部數(shù)據(jù)存儲器時，應(yīng)分別運運用時應(yīng)留意，訪問內(nèi)部或外部數(shù)據(jù)存儲器時，應(yīng)分別運用用MOVMOV及及MOVXMOVX指令。指令。 外部數(shù)據(jù)存儲器通常設(shè)置二個數(shù)據(jù)區(qū)外部數(shù)據(jù)存儲器通常設(shè)置二個數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)存儲器的擴展數(shù)據(jù)存儲器的擴展 低低8 8位地址線尋址的外部數(shù)據(jù)區(qū)。此區(qū)域?qū)ぶ房臻g為位地址線尋址的外部數(shù)據(jù)區(qū)。此區(qū)域?qū)ぶ房臻g為256256個字個字節(jié)。可以運用以下讀寫指令來訪問此存

51、儲區(qū)節(jié)。可以運用以下讀寫指令來訪問此存儲區(qū) 讀存儲器數(shù)據(jù)指令：讀存儲器數(shù)據(jù)指令：MOVXMOVXA A ，R R 寫存儲器數(shù)據(jù)指令：寫存儲器數(shù)據(jù)指令：MOVXMOVXR R，A A因因8 8位尋址指令占字節(jié)少，程序運轉(zhuǎn)速度快，故常采用。位尋址指令占字節(jié)少，程序運轉(zhuǎn)速度快，故常采用。 1616位地址線尋址的外部數(shù)據(jù)區(qū)。當(dāng)外部位地址線尋址的外部數(shù)據(jù)區(qū)。當(dāng)外部RAMRAM容量較大，要訪容量較大，要訪問問RAMRAM地址空間大于地址空間大于256256個字節(jié)時，那么要采用如下個字節(jié)時，那么要采用如下1616位尋址位尋址指令。指令。 讀存儲器數(shù)據(jù)指令：讀存儲器數(shù)據(jù)指令：MOVXMOVXA A ，DPTR

52、DPTR 寫存儲器數(shù)據(jù)指令：寫存儲器數(shù)據(jù)指令：MOVXMOVXDPTR DPTR ，A A由于由于DPTRDPTR為為1616位的地址指針，故可尋址位的地址指針，故可尋址64KRAM64KRAM字節(jié)單元。字節(jié)單元。數(shù)據(jù)存儲器的擴展數(shù)據(jù)存儲器的擴展 數(shù)據(jù)存儲器擴展常運用隨機存儲器芯片，用的較多的是數(shù)據(jù)存儲器擴展常運用隨機存儲器芯片，用的較多的是IntelIntel公司的公司的61166116，容量為，容量為2KB2KB；和；和62646264，容量為，容量為8KB8KB 以以62646264芯片為例進展闡明，其管腳圖如以下圖所示。芯片為例進展闡明，其管腳圖如以下圖所示。 該芯片的主要引腳為：該芯

53、片的主要引腳為： D7D7D0 D0 ：8 8位數(shù)據(jù)線位數(shù)據(jù)線 A12A12A0 A0 ：1313根地址線。芯片的容量為：根地址線。芯片的容量為：8K8K213213字節(jié)字節(jié) CS1CS1、CS2CS2：片選信號。當(dāng)：片選信號。當(dāng)CS1CS1為低電平，為低電平，CS2CS2為高電平常為高電平常選中該芯片。選中該芯片。 OEOE：輸出允許信號。當(dāng)：輸出允許信號。當(dāng)OEOE為低電平常，芯片中的數(shù)據(jù)可為低電平常，芯片中的數(shù)據(jù)可由由D7D7D0D0輸出。輸出。 WE WE ：為數(shù)據(jù)寫信號：為數(shù)據(jù)寫信號數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存儲器SRAM芯片芯片 存儲容量為存儲容量為8K8 28個引腳：個引腳： 13根地址線：

54、根地址線：A12A0 8根數(shù)據(jù)線：根數(shù)據(jù)線：D7D0 片選信號：片選信號：CS1、CS2 寫信號：寫信號：WE 讀信號：讀信號：OE+5VWECS2A8A9A11OEA10CS1D7D6D5D4D3NCA12A7A6A5A4A3A2A1A0D0D1D2GND12345678910111213142827262524232221201918171615SRAMSRAM芯片引腳圖芯片引腳圖數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存儲器SRAM芯片芯片6264工作方式工作方式CS1CS1CS2CS2WEWEOEOED7D7D0D0未選中未選中1 1高阻高阻未選中未選中0 0高阻高阻讀操作讀操作0 01 11 10 0輸出輸出寫操作寫操作0 01 10 01 1輸入輸入SRAM6264的操作功能的操作功能SRAM6264的功能的功能單片數(shù)據(jù)存儲器擴展銜接單片數(shù)據(jù)存儲器擴展銜接80C5180C51與與62646264的銜接如下表所示的銜接如下表所示80C5180C51與與62646264的線路銜接的線路銜接 80C5180C5162646264P P0 0經(jīng)鎖存器鎖存形成經(jīng)鎖存器鎖存形成A A0 0A A7 7A A0 0A A7 7P P2.02.0、