【單片機知識】第7章 單片機的系統(tǒng)擴展

1、整理課件微機原理及應用微機原理及應用整理課件第第7章章 單片機的系統(tǒng)擴展單片機的系統(tǒng)擴展 整理課件 單片機內部集成了計算機的基本功能部件，因而一塊單片機（如8051/8751）往往就是一個最小微機系統(tǒng)。MCS-51系列單片機具有很強的系統(tǒng)擴展能力，可以擴展64KB的程序存儲器和64KB的數據存儲器或輸入輸出口。整理課件 7.1 MCS-51單片機最小系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng) 單片機是集CPU、RAM、ROM、定時器/計數器和I/O接口電路于一片集成電路的微型計算機。對于簡單的應用場合，可以在MCS-51系列單片機中選擇一個合適的產品構成一個具有最簡單配置的系統(tǒng)，即最小系統(tǒng)。MCS-51系 列 中 含

2、 有 片 內 程 序 存 儲 器 的 單 片 機 如8051/8751僅一塊芯片就可構成最小系統(tǒng)，而無片內存儲器的單片機如8031必須外部擴展程序存儲器才能構成最小系統(tǒng)。整理課件 .1 8051/8751單片機最小系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng) 用8051/8751單片機構成最小應用系統(tǒng)時，只要將單片機接上時鐘電路和復位電路即可，如圖所示。 整理課件 7.2 擴展總線的產生擴展總線的產生 當單片機最小應用系統(tǒng)不能滿足實際應用系統(tǒng)要求時，需要在單片機外部連接相應的外圍芯片以滿足應用系統(tǒng)要求。MCS-51系列單片機有很強的外部擴展功能，大部分常規(guī)芯片可用于其外圍擴展電路中。擴展的內容主要有總線、程序存儲器、數

3、據存儲器、I/O口擴展等。整理課件 一般微機的CPU外部都有單獨的地址總線、數據總線和控制總線，而MCS-51系列單片機由于受管腳數量的限制，數據總線和地址總線是復用P0口，為了將它們分離開，以便同外圍芯片正確地連接，需要在單片機外部增加地址鎖存器（如74LS373、8282等），從而構成與一般CPU類似的片外三總線，如下圖所示。 整理課件MCS-51系列單片機擴展三總線整理課件 1. 地址總線（地址總線（AB） 地址總線的位數決定了地址總線的位數決定了CPU可以直接尋址可以直接尋址的內存范圍。的內存范圍。如：微型機的如：微型機的AB為為20位，決定位，決定它的最大內存容量為它的最大內存容量為

4、220=1M字節(jié)。字節(jié)。地址總線是地址總線是單向的。單向的。 MCS-51系列單片機地址總線寬為系列單片機地址總線寬為16位，位，所以可尋址范圍為所以可尋址范圍為216=64KB。 16位地址總線由位地址總線由P0口提供低口提供低8位位A0-A7，P2口提供高口提供高8位位A8-A15。由于由于P0口還要作數據口還要作數據總線，只能分時用作低總線，只能分時用作低8位地址線，所以位地址線，所以P0輸輸出的低出的低8位地址必須用鎖存器鎖存。位地址必須用鎖存器鎖存。鎖存器的鎖存器的鎖存控制信號為鎖存控制信號為ALE輸出信號。輸出信號。P2口不需外加口不需外加鎖存器。鎖存器。 整理課件 2. 數據總線

5、（數據總線（DB） 數據總線的位數（也稱為寬度）與微處數據總線的位數（也稱為寬度）與微處理器的位數相對應。數據總線是雙向的。理器的位數相對應。數據總線是雙向的。 數據總線由數據總線由P0口提供，其寬度為口提供，其寬度為8位，位，用于單片機與外部存儲器和用于單片機與外部存儲器和I/O設備之間設備之間傳送數據。傳送數據。P0口為雙向口，可以進行兩個口為雙向口，可以進行兩個方向的數據傳送。方向的數據傳送。 整理課件 3 .控制總線（控制總線（CB) 由P3口提供?？刂瓶偩€用來傳輸控制信控制總線用來傳輸控制信號，是雙向的。號，是雙向的。 ALE:地址鎖存器的選通信號，用于鎖存地址鎖存器的選通信號，用于

6、鎖存P0口的低口的低8位地址。位地址。 PSEN:擴展程序存儲器的讀選通信號。擴展程序存儲器的讀選通信號。 EA:片內或片外程序存儲器的選通信號。片內或片外程序存儲器的選通信號。 RD、WR:片外數據存儲器和片外數據存儲器和I/O口的讀寫口的讀寫選通信號。選通信號。整理課件 半導體存儲器EPROM、EEPROM常作為單片機的外部存儲器。1、EPROM 紫外線擦除可編程只讀存儲器，常用的有2716、2732、2764、27128、27256等。2、EEPROM 電擦除可編程只讀存儲器，常用的有2816、2817、2864等。整理課件A0Ai:地址輸地址輸入線。入線。D0D7:數據輸數據輸入線。入

7、線。CE:片片選信號選信號輸入線。輸入線。OE:讀讀選通信選通信號輸入號輸入線。線。整理課件外部程序存儲器的一般擴展邏輯外部程序存儲器的一般擴展邏輯整理課件擴展舉例擴展舉例: 2732(4KB)擴展擴展4KB EPROM的的8031系統(tǒng)系統(tǒng)外部存儲器的擴展可通過線選方式線選方式或譯碼方式譯碼方式實現片選。圖7-8是采用線選方式對8031擴展一片2732 EPROM的連線圖。圖中選用P2.7作為2732的片選信號線，則2732 EPROM的地址范圍為：0000H0FFFH。整理課件 2764（8KB）擴展）擴展16KB EPROM的的8031系統(tǒng)系統(tǒng)EPROM的地址范圍為：0000H1FFFH和

8、2000H 3FFFH 。整理課件 半導體存儲器SRAM(靜態(tài)隨機存儲器Static RAM)、EEPROM常作為單片機的外部數據存儲器。 MCS-51對外部RAM的訪問有4條指令： MOVX A,Ri MOVX Ri, A MOVX A, DPTR MOVX DPTR, A整理課件A0Ai:地址輸入線。地址輸入線。 RD:讀選通信號輸入線。讀選通信號輸入線。D0D7:雙向數據輸入線。雙向數據輸入線。 WR:寫選通信號輸入線。寫選通信號輸入線。CE:片選信號輸入線。片選信號輸入線。整理課件外部數據存儲器的一般擴展邏輯外部數據存儲器的一般擴展邏輯整理課件 外接數據存儲器與程序存儲器地址的地址空間允許重疊（0000HFFFFH），不會發(fā)生沖突，這是因為它們分別使用不同的控制信號（ROM用PSEN信號，RAM用RD信號）和不同的指令（MOVC與MOVX）。整理課件擴展舉例擴展舉例:用用2片片6116（2KB）為）為8