單片機課件第8章存儲器的擴展

1、第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用8.1 單片機的擴展結構單片機的擴展結構8.2 并行存儲器的擴展并行存儲器的擴展8.3 I2C總線及串行總線及串行E2PROM的擴展的擴展第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用存儲器概述存儲器概述存儲器的分類存儲器的分類 按照存取速度和用途：內(nèi)存和外存按照存取速度和用途：內(nèi)存和外存 內(nèi)存一般都使用半導體存儲器內(nèi)存一般都使用半導體存儲器半導體存儲器的分類半導體存儲器的分類 按存取方式不同，分為按存取方式不同，分為: 隨機讀寫存儲器隨機讀寫存儲器RAM(

2、Random Access Memory)； 只讀存儲器只讀存儲器ROM (Read Only Memory)。 按制造工藝不同，分為按制造工藝不同，分為： 雙極型、雙極型、CMOS型和型和HMOS型。型。 第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用半導體存儲器只讀存儲器ROM隨機存取 存儲器RAM掩膜ROM可編程ROM（PROM）光可擦除PROM（EPROM）電可擦除PROM（EEPROM）非易失RAM（NVRAM）雙極型RAMMOS型RAM靜態(tài)RAM（SRAM）動態(tài)RAM（DRAM）組合RAM（iRAM）半導體存儲器的分類 優(yōu)盤是優(yōu)盤是EE

3、PROM的變種的變種第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用隨機存取存儲器（隨機存取存儲器（RAM） 按按信息存儲方式信息存儲方式可分為可分為SRAM, DRAM. 1. 靜態(tài)靜態(tài)RAM(Static RAM, 簡稱簡稱SRAM)： 存儲單元：雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。存儲單元：雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 優(yōu)點：信息保存穩(wěn)定，不易失，優(yōu)點：信息保存穩(wěn)定，不易失， 缺點：缺點： 集成度低。集成度低。 2. 動態(tài)動態(tài)RAM(Dynamic RAM, 簡稱簡稱DRAM)： 存儲單元：電容。存儲單元：電容。 優(yōu)點優(yōu)點: 電路簡單，電路簡單， 集成度高，集成度高， 缺點：缺點

4、： 電容易漏電。電容易漏電。 3. 非易失非易失RAM：或掉電自保護：或掉電自保護RAM，即，即NVRAM（Non volative RAM）。）。 NVRAM=SRAM+EEPROM第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用只讀存儲器：只讀存儲器： 1. 掩膜掩膜ROM 2. 可編程可編程ROM （PROM） 3. 可擦除的可擦除的PROM （EPROM Erasable Programmable ROM)， 紫外線擦除紫外線擦除 (UV EPROM) 4. 電擦除的電擦除的PROM （EEPROM ：E2PROMElectrically E

5、rasable PROM）第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用半導體存儲器的性能指標半導體存儲器的性能指標一、存儲容量一、存儲容量 存儲容量是指存儲器可以存儲的二進制信息量，以位為存儲容量是指存儲器可以存儲的二進制信息量，以位為單位。單位。 它一般是以能存儲的字數(shù)乘以字長表示的。即它一般是以能存儲的字數(shù)乘以字長表示的。即 存儲容量存儲容量=單元數(shù)單元數(shù)數(shù)據(jù)線的位數(shù)數(shù)據(jù)線的位數(shù)例如：例如：Intel 2114 芯片容量芯片容量1K 4位位4K bit Intel 6264 芯片容量芯片容量8K 8位位64K bit 數(shù)據(jù)線的位數(shù)：數(shù)據(jù)線的位

6、數(shù)： 1, 2, 4, 8 位位第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用二、最大存取時間二、最大存取時間 指從指從CPU給出有效的存儲器地址到存儲器給出有給出有效的存儲器地址到存儲器給出有效數(shù)據(jù)所需的時間。效數(shù)據(jù)所需的時間。 三、功耗三、功耗四、電源四、電源第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用 ：片選信號：低電平有效：片選信號：低電平有效 ：寫允許信號：寫允許信號 ： 輸出允許信號輸出允許信號2K*8=16KbitCSWEOE第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接

7、口及應用單片機原理、接口及應用第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用1K*4=4Kbit第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用8.1 單片機的擴展結構單片機的擴展結構8.1.1單片機的擴展結構單片機的擴展結構 單片機擴展通常采用總線結構形式，下圖是典型的單單片機擴展通常采用總線結構形式，下圖是典型的單片機擴展結構。整個系統(tǒng)以單片機為核心，通過總線連接片機擴展結構。整個系統(tǒng)以單片機為核心，通過總線連接起擴展部件。起擴展部件。第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及

8、應用單片機原理、接口及應用 總線是單片機各種功能部件之間傳送信息的公共通信干總線是單片機各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，它是由導線組成的傳輸線束，是一類信號線的集合。線，它是由導線組成的傳輸線束，是一類信號線的集合。 按照單片機所傳輸?shù)男畔凑諉纹瑱C所傳輸?shù)男畔?種類，總線可以劃分為種類，總線可以劃分為 數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線地址總線地址總線控制總線控制總線第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用（1）數(shù)據(jù)總線）數(shù)據(jù)總線DB（data bus） 數(shù)據(jù)總線用于傳送數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)總線是雙向三態(tài)形式數(shù)據(jù)總線用于傳送數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)總線是雙向三態(tài)形式

9、的總線，即它既可以把的總線，即它既可以把CPU的數(shù)據(jù)傳送到存儲器或的數(shù)據(jù)傳送到存儲器或I/O接接口等其它部件，也可以將其它部件的數(shù)據(jù)傳送到口等其它部件，也可以將其它部件的數(shù)據(jù)傳送到CPU。數(shù)。數(shù)據(jù)總線的位數(shù)是微型計算機的一個重要指標，通常與微處據(jù)總線的位數(shù)是微型計算機的一個重要指標，通常與微處理器的字長相一致。如理器的字長相一致。如51單片機字長單片機字長8位，其數(shù)據(jù)總線寬位，其數(shù)據(jù)總線寬度也是度也是8位。需要指出的是，數(shù)據(jù)的含義是廣義的，它可以位。需要指出的是，數(shù)據(jù)的含義是廣義的，它可以是真正的數(shù)據(jù)，也可以是指令代碼或狀態(tài)信息，有時甚至是真正的數(shù)據(jù)，也可以是指令代碼或狀態(tài)信息，有時甚至是一個

10、控制信息。因此，在實際工作中，數(shù)據(jù)總線上傳送是一個控制信息。因此，在實際工作中，數(shù)據(jù)總線上傳送的并不一定是真正意義上的數(shù)據(jù)。的并不一定是真正意義上的數(shù)據(jù)。第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用 （2）地址總線）地址總線AB（address bus） 地址總線用于傳送地址信號。地址總線總是單向三態(tài)地址總線用于傳送地址信號。地址總線總是單向三態(tài)的。地址總線的位數(shù)決定了的。地址總線的位數(shù)決定了CPU可直接尋址的內(nèi)存空間大可直接尋址的內(nèi)存空間大小。比如小。比如Intel的的8080是是8位微處理器，地址總線為位微處理器，地址總線為16位，位，則其最

11、大可尋址空間為則其最大可尋址空間為216=64KB，Intel的的8088是是16位微型機，地址總線為位微型機，地址總線為20位，其可尋址空間為位，其可尋址空間為220B=1MB。一般來說，若地址總線為。一般來說，若地址總線為n位，則可尋址位，則可尋址空間為空間為2n個字節(jié)。個字節(jié)。第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用（3）控制總線）控制總線CB（control bus） 控制總線用于傳送控制信號和時序信號?？刂菩盘栔?，控制總線用于傳送控制信號和時序信號?？刂菩盘栔校械氖俏⑻幚砥魉屯鎯ζ骱陀械氖俏⑻幚砥魉屯鎯ζ骱虸/O接口電路的，如

12、讀接口電路的，如讀/寫信寫信號，片選信號、中斷響應信號等；也有是其它部件反饋給號，片選信號、中斷響應信號等；也有是其它部件反饋給CPU的，比如：中斷申請信號、復位信號、總線請求信號、的，比如：中斷申請信號、復位信號、總線請求信號、設備就緒信號等。因此，對于一個具體的控制信號，其只設備就緒信號等。因此，對于一個具體的控制信號，其只可能是一個方向的，但是對于一類信號，則是雙向的?？乜赡苁且粋€方向的，但是對于一類信號，則是雙向的?？刂瓶偩€的位數(shù)要根據(jù)系統(tǒng)的實際控制需要而定。制總線的位數(shù)要根據(jù)系統(tǒng)的實際控制需要而定。 第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接

13、口及應用8.1.2 單片機擴展的實現(xiàn)單片機擴展的實現(xiàn)VCC鎖存器PSENRDWRP2ALEP0EA89C51控制線高8位地址(A8A15)低8位地址(A0A7)數(shù)據(jù)線(D0D7)第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用8.2 并行存儲器的擴展并行存儲器的擴展按功能不同存儲器又可分為按功能不同存儲器又可分為按照數(shù)據(jù)傳送方式不同分按照數(shù)據(jù)傳送方式不同分隨機存取存儲器（隨機存取存儲器（RAM）只讀存儲器（只讀存儲器（ROM）可讀寫可讀寫ROM并行存儲器并行存儲器串行存儲器串行存儲器第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應

14、用單片機原理、接口及應用8.2 并行存儲器的擴展并行存儲器的擴展8.2.1 并行程序存儲器的擴展并行程序存儲器的擴展按照制造工藝按照制造工藝的不同的不同ROM可分為可分為掩模掩模ROM可編程可編程ROM (PROM)光可檫除的光可檫除的ROM（EPROM）、）、電可擦除的電可擦除的ROM（E2PROM）快擦寫快擦寫ROM（Flash ROM）第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用 EPROM的典型芯片是的典型芯片是Intel公司的公司的27系列產(chǎn)品，按存儲系列產(chǎn)品，按存儲容量不同有多種型號，例如容量不同有多種型號，例如2716（2Kx8b）

15、、）、2732（4Kx8b）、）、2764（8Kx8b）、）、27128（16Kx8b）、）、27256（32Kx8b）等）等。第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用A0A14：地址輸入線：地址輸入線D0D7：數(shù)據(jù)線：數(shù)據(jù)線CE：片選信號線：片選信號線OE：讀選通信號線：讀選通信號線PGM：編程脈沖輸入端：編程脈沖輸入端Vpp：編程時編程電壓輸入端：編程時編程電壓輸入端第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、

16、接口及應用單片機的片內(nèi)和片外單片機的片內(nèi)和片外ROM是統(tǒng)一編址的。當接地時，只是統(tǒng)一編址的。當接地時，只能讀外部能讀外部ROM，當接高電平時，從內(nèi)部，當接高電平時，從內(nèi)部ROM開始讀，當開始讀，當?shù)刂烦^地址超過0FFFH時，讀外部時，讀外部ROM。在訪問外部。在訪問外部ROM時，時，控制信號有控制信號有ALE和。和。 編址方法編址方法 線選法線選法：以系統(tǒng)的某高位地址線作為存：以系統(tǒng)的某高位地址線作為存儲芯片的片選信號，為此只需把高位地儲芯片的片選信號，為此只需把高位地址線與存儲芯片的片選信號直接相連址線與存儲芯片的片選信號直接相連 譯碼法譯碼法：使用譯碼器對：使用譯碼器對MCS-51單片機

17、單片機的高位地址線進行譯碼，以譯碼輸出作的高位地址線進行譯碼，以譯碼輸出作為存儲器芯片的片選信號為存儲器芯片的片選信號 第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用（1）線選法）線選法例例8-1 用線選法為用線選法為80C31擴展擴展4KB的的ROM，并分析所擴，并分析所擴展芯片的單元地址范圍。展芯片的單元地址范圍。 第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用解：選用存儲容量為4KB的2732。2732有1

18、2根地址線（A0A12），8根數(shù)據(jù)線。低8位地址由P0.0P0.7經(jīng)鎖存器后提供，高4位地址由P2.0P2.3提供。如由高位地址線P2.7提供片選信號。則系統(tǒng)擴展原理圖如下圖所示。P2口的P2.4、P2.5和P2.6沒使用，其狀態(tài)任意。圖中2732芯片的地址范圍是0 xxx 0000 0000 0000B0 xxx 1111 1111 1111B。第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用單片機訪問外部單片機訪問外部ROM時的操作時序如下圖所示。其操作過

19、時的操作時序如下圖所示。其操作過程說明如下程說明如下 ：第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用 在在S1P2時刻產(chǎn)生時刻產(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位地位地址只保持到址只保持到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口送口送出的低出的低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口送出的口送出的高高8位地址在整個讀指令的過程中都有效，因此不需要對其位地址在整個讀指令的過程中都有效，因此不需要對其進行鎖存。從進行

20、鎖存。從S2P2起，起，ALE信號失效。信號失效。 從從S3P1開始，開始有效，對外部開始，開始有效，對外部ROM進行讀操作，將進行讀操作，將選中單元中的指令代碼從選中單元中的指令代碼從P0口讀入，口讀入，S4P2時刻，失效。時刻，失效。 從從S4P2后開始第二次讀入，過程與第一次相似。后開始第二次讀入，過程與第一次相似。第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用擴展多片存儲器時，必須注意各個芯片的地址范圍不能重疊。擴展多片存儲器時，必須注意各個芯片的地址范圍不能重疊。第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機

21、原理、接口及應用第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用 由上圖可知，采用由上圖可知，采用線選法時每個存儲器芯片的地址范圍線選法時每個存儲器芯片的地址范圍是唯一的，但各芯片的地址范圍不連續(xù)，這將給存儲程序是唯一的，但各芯片的地址范圍不連續(xù)，這將給存儲程序帶來很大的不便帶來很大的不便。多片存儲芯片擴展中，地址范圍的不連。多片存儲芯片擴展中，地址范圍的不連續(xù)是線選法的另一個缺點。為了使各存儲器芯片的地址范續(xù)是線選法的另一個缺點。為了使各存儲器芯片的地址范圍

22、唯一且連續(xù)，可以采用譯碼法。圍唯一且連續(xù)，可以采用譯碼法。 第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用（2）譯碼法）譯碼法譯碼法是使用譯碼器對譯碼法是使用譯碼器對MCS-51單片機的高位地址線進行單片機的高位地址線進行譯碼，以譯碼輸出作為存儲器芯片的片選信號。譯碼，以譯碼輸出作為存儲器芯片的片選信號。常用譯碼器：常用譯碼器：74LS139（雙（雙2-4譯碼器）和譯碼器）和74LS138（3-8譯碼器）。譯碼器）。第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用74LS139的管腳圖及功能表第第8章章

23、存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用例例8-2 對對8031單片機擴展單片機擴展3片片2764，并編程使，并編程使P1口低口低4位接位接的的LED以以1s間隔交替閃爍，即先使間隔交替閃爍，即先使P1.3、P1.1亮亮1 s，然后熄，然后熄滅，再使滅，再使P1.2、P1.0亮亮1 s，然后熄滅，依次交替閃爍。，然后熄滅，依次交替閃爍。第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展M

24、CS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用當fOSC=12MHz時： ORG 0000HSTART: MOV A, #0 MOV DPTR, #TAB ；指向表頭 MOVCA, A+DPTR ；取數(shù)據(jù) MOV P1, A ；使相應燈亮 LCALL DELAY ；延時 MOV A, #1 ；偏移量 MOV DPTR, #TAB ；取第二個數(shù)據(jù) MOVC A, A+DPTR MOV P1, A LCALL DELAY SJMP START ；實現(xiàn)反復循環(huán)點亮 TAB: DB 0AH,05H ；間隔點亮燈 第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、

25、接口及應用DELAY:MOV R5, #20 ；1 s延時DELY0:MOV R6, #125DELY1:MOV R7, #200DELY2:DJNZ R7, DELY2 DJNZ R6, DELY1 DJNZ R5, DELY0 RET END第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用8.2.2 并行數(shù)據(jù)存儲器的擴展并行數(shù)據(jù)存儲器的擴展 第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用A0A14：地址輸入線：

26、地址輸入線D0D7：數(shù)據(jù)線：數(shù)據(jù)線CE：片選信號線：片選信號線OE：讀選通信號線：讀選通信號線WE：寫選通信號線：寫選通信號線CS：選通端；：選通端；NC：空腳：空腳第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用 第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用 其操作時序如下圖所示，過程如下：第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用（1）從第）從第1次次ALE有效到第有效到第2次次ALE開始有效期間，開始有效期間，P0口送口送出外部出外部ROM單元的低

27、單元的低8位地址，位地址，P2口送出外部口送出外部ROM單元單元的高的高8位地址，并在有效期間，讀入外部位地址，并在有效期間，讀入外部ROM單元中的指單元中的指令代碼。令代碼。（2）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位地址，位地址，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。（3）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)，此時也信號不再出現(xiàn)，此時也失效，并在第失效，并在第2個機器周期的個機器周期的S1P1時，信號開始有效，時，信號開始有效，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。

28、第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用 例例8-2 給某給某89C51單片機擴展一片單片機擴展一片6264，并實現(xiàn)將內(nèi)部，并實現(xiàn)將內(nèi)部RAM中中存放的字符串存放的字符串“Welcome to Northwest A&F University!”和和“Welcome to College of Mechanical and Electronic Engineering!”分別存放到外部分別存放到外部RAM中從中從0單元單元和和50H單元開始單元開始的地方。當傳送結束時點亮連接于的地方。當傳送結束時點亮連接于P1.0口的口的LED。第第

29、8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用 解：解：由于由于6264有有13根地址線，用到了根地址線，用到了P0口的全部口的全部8位和位和P2口口的的P2.0P2.4。P0口經(jīng)口經(jīng)74LS373鎖存輸出地址信號，未經(jīng)鎖存鎖存輸出地址信號，未經(jīng)鎖存輸出數(shù)據(jù)信號。輸出數(shù)據(jù)信號。74LS373的的LE由單片機的由單片機的ALE控制，其接地，控制，其接地，表示表示74LS373一直處于選通狀態(tài)。單片機的和分別連接一直處于選通狀態(tài)。單片機的和分別連接6264的的RD和和WR。連接電路如下圖：。連接電路如下圖： 第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51

30、單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用D6D6D0D0D1D1D2D2D3D3D4D4D5D5D7D7A8A9A10A11A12A8A9A10A11A12D0D1D2D3D4D5D6D7XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014

31、P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427AT89C5122pF22pF10uF12M10kD03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE1174LS373A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A1021A1123A122CE20CS26WE27OE22D011D112D213D315D416D517D618D71962642

32、00LELE擴展外部RAM 6264 電路圖 第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用#include #include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intunsigned char idata table=Welcome to Northwest A&F University!$;unsigned char idata table1=Welcome to College of Mechanical and Electronic Engineering!$;sbit

33、 LED = P10;void main() uint i=0;LED=1; 第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用 while(tablei!=$)/*判斷是否結束標志*/ XBYTEi=tablei; /*相當于匯編語言中的MOVX A， A+DPTR*/ i+; i=0; while(table1i!=$) XBYTEi+0 x50=table1i; i+; LED=0; while(1);第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用暫停后點擊DEBUG下的Memory contents

34、 查看6264中的內(nèi)容。第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用8.2.3 并行程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的混合擴展并行程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的混合擴展第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用 例例8-3 對對80C51單片機擴展單片機擴展一片一片ROM芯片芯片2732和一片和一片RAM芯片芯片6264，并完成將并完成將1和和2寫入外部寫入外部RAM的的0100H、0101H兩個單元中。然后從兩個單元中。

35、然后從RAM中中讀出第一個數(shù)據(jù)送讀出第一個數(shù)據(jù)送P1口，延時一秒后再送第二個數(shù)口，延時一秒后再送第二個數(shù)。以此使與。以此使與P1.1和和P1.0相相連的兩個連的兩個LED輪流發(fā)光。輪流發(fā)光。第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用 假設假設fOSC6MHz，則匯編語言參考程序如下：，則匯編語言參考程序如下： ORG 0000HSTART: MOV DPTR, #0100H ; 選取外部地址選取外部地址0100HMOV A, 00000001BMOVX

36、DPTR, A ; 對對0100H地址寫數(shù)地址寫數(shù)INC DPTR ; 下一地址下一地址 MOV A, 00000010BMOVX DPTR, A第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用CYC: MOV DPTR, #0100H ; 選取外部地址選取外部地址0100HMOVX A, DPTR ; 從從0100H地址讀數(shù)地址讀數(shù)MOV P1, A ; 從從P1口輸出口輸出ACALL DELAY ; 延時延時INC DPTR MOVX A, DPTRMOV P1, AACALL DELAYSJMP CYC ;反復執(zhí)行，循環(huán)點亮反復執(zhí)行，循環(huán)點亮L

37、ED第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用DELAY: MOV R7, #10 ;1s延時子程序延時子程序DELY1: MOV R6, #200DELY2: MOV R5, #125DELY3: DJNZ R5, DELY3 DJNZ R6, DELY2 DJNZ R7, DELY1 RET END第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用8.3 I2C總線及I2C總線的AT存儲器擴展 8.3.1 I2C總線概述總線概述 （1）I2C總線介紹總線介紹 I2C（Inter-Integrated

38、 Circuit）是由是由Philips公司推出公司推出的的一種兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設備一種兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設備，是近年來微電子通信控制領域廣泛采用的一種新型總線標準。是近年來微電子通信控制領域廣泛采用的一種新型總線標準。它是同步通信的一種特殊形式，具有接口線少、控制簡單、它是同步通信的一種特殊形式，具有接口線少、控制簡單、器件封裝形式小，通信速率高等優(yōu)點器件封裝形式小，通信速率高等優(yōu)點。 第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用 I2C總線由總線由數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線SDA和和時鐘線時鐘線SCL兩條線構成

39、通信兩條線構成通信線路。它既可以發(fā)送數(shù)據(jù)，也可以接受數(shù)據(jù)。每個線路。它既可以發(fā)送數(shù)據(jù)，也可以接受數(shù)據(jù)。每個I2C器器件都有一個件都有一個唯一的地址識別唯一的地址識別，而且都可以作為一個發(fā)送器，而且都可以作為一個發(fā)送器或接收器（由器件的功能決定）?；蚪邮掌鳎ㄓ善骷墓δ軟Q定）。CPU發(fā)出的發(fā)出的控制信號包控制信號包括地址碼和數(shù)據(jù)碼括地址碼和數(shù)據(jù)碼兩部分：地址碼用來選址，即接通需要兩部分：地址碼用來選址，即接通需要控制的電路；數(shù)據(jù)碼是通信內(nèi)容。如此一來雖然有多個器控制的電路；數(shù)據(jù)碼是通信內(nèi)容。如此一來雖然有多個器件掛介于總線上，卻各自獨立。件掛介于總線上，卻各自獨立。 第第8章章 存儲器的擴展存儲

40、器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用（2）I2C總線及硬件結構簡介總線及硬件結構簡介 硬件結構圖如下圖?？偩€上硬件結構圖如下圖?？偩€上各器件都采用漏極開路結各器件都采用漏極開路結構與總線相連構與總線相連，因此，因此SCL和和SDA均需均需接上拉電阻接上拉電阻?？偩€在?？偩€在空閑狀態(tài)下均保持高電平，連接到總線上的任一器件輸出空閑狀態(tài)下均保持高電平，連接到總線上的任一器件輸出的低電平，都將使總線的信號變低，即個器件的的低電平，都將使總線的信號變低，即個器件的SDA及及SCL都是線都是線“與與”的關系。的關系。 第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、

41、接口及應用單片機原理、接口及應用（3）I2C總線通信格式總線通信格式第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用 起始起始(啟動啟動)信號信號在利用在利用I2C總線進行一次數(shù)據(jù)傳輸時，首先由主機發(fā)出起始總線進行一次數(shù)據(jù)傳輸時，首先由主機發(fā)出起始信號，啟動信號，啟動I2C總線?？偩€。當當SCL保持高電平期間，保持高電平期間，SDA出現(xiàn)由出現(xiàn)由高電平到低電平的下降沿時，則為起始信號高電平到低電平的下降沿時，則為起始信號。此時，。此時，I2C總總線接口的從器件會檢測到該信號。線接口的從器件會檢測到該信號。 第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-5

42、1單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用 尋址信號尋址信號 主控制器每次傳送信息的第一個字節(jié)必須是器件地址碼，主控制器每次傳送信息的第一個字節(jié)必須是器件地址碼，第二個字節(jié)為器件單元地址，用于實現(xiàn)選擇所操作的器件的內(nèi)第二個字節(jié)為器件單元地址，用于實現(xiàn)選擇所操作的器件的內(nèi)部單元，從第三個單元開始為傳送的數(shù)據(jù)。其中器件地址碼格部單元，從第三個單元開始為傳送的數(shù)據(jù)。其中器件地址碼格式如表所示。式如表所示。I2C總線在開始條件后的首字節(jié)決定哪個被控器總線在開始條件后的首字節(jié)決定哪個被控器將被主控器選擇。當主控器輸出一地址時，系統(tǒng)中的每一器件將被主控器選擇。當主控器輸出一地址時，系統(tǒng)中的每一器件都將

43、開始條件后的前都將開始條件后的前7位地址和自己的地址進行比較。如果相位地址和自己的地址進行比較。如果相同，該器件即認為自己被主控器尋址，同，該器件即認為自己被主控器尋址，R/W為操作控制位，為操作控制位，為為1表示讀操作，表示讀操作，0表示寫操作。表示寫操作。第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用 數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸主機發(fā)出尋址信號并得到從器件的應答后，便可進行數(shù)據(jù)主機發(fā)出尋址信號并得到從器件的應答后，便可進行數(shù)據(jù)傳輸，每次一個字節(jié)。傳輸，每次一個字節(jié)。I2C總線進行數(shù)據(jù)傳送時，總線進行數(shù)據(jù)傳送時，SCL為高為高電平期間，電平期間，SDA線上

44、的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定，只有在線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定，只有在SCL上的上的信號為低電平期間，信號為低電平期間，SDA線上的高電平或低電平狀態(tài)才允線上的高電平或低電平狀態(tài)才允許變化，如下圖所示。每次傳輸都應在得到應答信號后再許變化，如下圖所示。每次傳輸都應在得到應答信號后再進行下一個字節(jié)的傳送。進行下一個字節(jié)的傳送。第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用應答信號應答信號應答信號由接收設備產(chǎn)生，在應答信號由接收設備產(chǎn)生，在SCL信號為高電平期間，接收設備信號為高電平期間，接收設備將將SDA拉為低電平，表示數(shù)據(jù)傳輸正確，產(chǎn)生應答。應答信號如拉為低電平

45、，表示數(shù)據(jù)傳輸正確，產(chǎn)生應答。應答信號如下圖（下圖（a）所示。如果接收器件在完成其他功能）所示。如果接收器件在完成其他功能(如內(nèi)部中斷如內(nèi)部中斷)前不前不能接收另一數(shù)據(jù)的完整字節(jié)，則它可以保持時鐘線能接收另一數(shù)據(jù)的完整字節(jié)，則它可以保持時鐘線SCL為低電平，為低電平，以促使發(fā)送器進入等待狀態(tài)；當接收器準備好接收數(shù)據(jù)的其他字以促使發(fā)送器進入等待狀態(tài)；當接收器準備好接收數(shù)據(jù)的其他字節(jié)并釋放時鐘節(jié)并釋放時鐘SCL后，數(shù)據(jù)傳輸繼續(xù)進行。當主機為接收設備時，后，數(shù)據(jù)傳輸繼續(xù)進行。當主機為接收設備時，主機對最后一個字節(jié)不應答，以向發(fā)送設備表示數(shù)據(jù)傳輸結束，主機對最后一個字節(jié)不應答，以向發(fā)送設備表示數(shù)據(jù)傳輸

46、結束，此時此時SDA保持高電平。保持高電平。第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用 終止信號終止信號 在全部數(shù)據(jù)傳送完畢后，主機發(fā)送停止信號，即在在全部數(shù)據(jù)傳送完畢后，主機發(fā)送停止信號，即在SCL為高電平期間，為高電平期間，SDA上產(chǎn)生一個上升沿信號，其時序如下上產(chǎn)生一個上升沿信號，其時序如下圖所示。圖所示。第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用 8.3.2 基于基于I2C總線的串行總線的串行EEPROM的擴展的擴展 I2C總線在使用信號線少，并具有自動尋址、多主機總線在使用信號線少，并

47、具有自動尋址、多主機時鐘時鐘同步同步和和仲裁仲裁等功能。因此，使用等功能。因此，使用I2C總線設計總線設計計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)十分方便靈活，體積也小，因而在各類實際應用中得到廣十分方便靈活，體積也小，因而在各類實際應用中得到廣泛應用。其中泛應用。其中EEPROM是其應用之一。是其應用之一。 AT24C02是一個是一個2K位串行位串行CMOS EEPROM，即內(nèi)部含，即內(nèi)部含有有256個個8位字節(jié)的位字節(jié)的I2C器件。器件。AT24C02有一個有一個16字節(jié)頁字節(jié)頁寫緩沖器。該器件通過寫緩沖器。該器件通過I2C總線接口進行操作，有一個?？偩€接口進行操作，有一個專門的寫保護功能。門的寫保護功能。第

48、第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用 例8-4 以AT24C02C為擴展器件，通過4個按鍵來控制，在第一個按鍵按下時，將數(shù)字9存到AT24C02存儲器中，在第二個按鍵按下時從存儲器AT24C02中取出并通過與P0口連接的4個LED燈進行顯示；在第三個按鍵按下時，將數(shù)字14存到AT24C02存儲器中，在第四個按鍵按下時從存儲器AT24C02中取出并進行顯示。 解：將AT24C02C連接到51單片機的P2口，在P1口接入4個獨立按鍵K1 、K2、K3和K

49、4，P0口低四位接4個LED燈，連接電路如下圖所示 。第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用C語言參考程序如下：#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit SCL=P20;sbit SDA=P21;uchar get; /定義get為全局變量/*顯示延時*/void delay(uint z)uint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y

50、-);第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用/*短延時短延時*/void Del(void) unsigned char i; for(i=0;i50;i+); /*起始信號起始信號*/void start(void) Del();SCL=1;Del();SDA=1;Del(); SDA=0; Del();SCL=0;Del(); 第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用/*終止信號*/void stop(void) Del();SDA=0;Del(); SCL=1; Del(); SDA

51、=1; Del(); 第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用/*讀一個字節(jié)(時鐘下降沿讀取一位)*/uchar ReadByte(void)uchar i,j; for(i=0;i8;i+) /循環(huán)讀8位 SDA=1; /置高，不影響后續(xù)讀取 Del(); SCL=1; Del(); j=1; /讀入數(shù)據(jù)向前移位，8次剛好移入一個字節(jié) j|=SDA; /讀入SDA到j的最低位 Del(); SCL=0; Del(); SDA=0; /必須拉低 return(j);第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原

52、理、接口及應用/*發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù) (時鐘上升沿發(fā)送一位時鐘上升沿發(fā)送一位)*/void SendByte(uchar SendDat) uchar i,j; for(i=0;i8;i+) /循環(huán)循環(huán)8次次 j=SendDat; SDA=(bit)(j&0 x80); /將將j的最高位賦值給的最高位賦值給SDA Del(); /必要的延時必要的延時 SCL=1; Del(); /必要的延時必要的延時 SendDat=1; /為下一位做準備為下一位做準備 SCL=1; /必須拉高必須拉高 Del(); while(SDA=1); /等待應答信號等待應答信號 SCL=0; /為確保每寫入一

53、個字節(jié)前，為確保每寫入一個字節(jié)前，SDA,SCL必須拉低必須拉低 Del(); SDA=0; Del();第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用/* 往24C02寫入字節(jié)*/void Write(uchar Wcmd,add,dat) start(); SendByte(Wcmd); /芯片地址 SendByte(add); /存儲單元地址 SendByte(dat); /數(shù)據(jù) stop(); Del();第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用/*從24C02讀字節(jié)*/uchar Read(uchar Wcmd,add,Rcmd) uchar i;start();SendByte(Wcmd); /芯片地址SendByte(add); /存儲區(qū)地址SDA=1; /從寫到讀的轉換時，SDA須先于SCL拉高SCL=1; start();SendByte(Rcmd); /發(fā)送讀控制字i=ReadByte(); /讀數(shù)據(jù)stop();return(i);第第8章章 存儲器的擴展存儲器的擴展MCS-51單片機原理、接口及應用單片機原理、接口及應用/*數(shù)碼管顯示程序數(shù)碼管顯示程序*/voi