匯編第6-7章 8XC51存儲(chǔ)器擴(kuò)展等 2

1、 第6章 8XC51 系 統(tǒng) 總 線 與 存 儲(chǔ) 器 擴(kuò) 展 一 單片機(jī)系統(tǒng)總線由三總線(地址總線.數(shù)據(jù)總線與控制總線)構(gòu)成 1. MCS 51單片機(jī)的系統(tǒng)總線接口示意圖 接外擴(kuò)芯片地址低位(AA)口寫控制接外部的（或）口讀控制接外部的（或）選通控制接外部的控制總線P2ALEP0RXDTXDWRRDPSEN A8A15地址（）鎖存A0A7數(shù)據(jù)總線D0D7接外擴(kuò)芯片地址高位(A8An) 接外擴(kuò)芯片D0D7并行數(shù)據(jù)總線串行數(shù)據(jù)總線地址總線接串入并出芯片 2. 系統(tǒng)擴(kuò)展方法： 能與單片機(jī)配接的專用芯片特點(diǎn)： a. 具備三總線引腳 b. 具備片選端CE或CS等 c. 其地址線的根數(shù)N：因片內(nèi)存儲(chǔ)單元或

2、I/O接口存放器端口的 個(gè)數(shù)不同而不同： 地址線的根數(shù)N與片內(nèi)存儲(chǔ)單元個(gè)數(shù)的關(guān)系： 2N = 單元個(gè)數(shù) 如：210=1KB 211=2KB 212=4KB 213=8KB 214=16KB 215=32KB 216=64KB 單片機(jī)與這些芯片的連接依三總線規(guī)那么連接，即： 單片機(jī)數(shù)據(jù)線D0-D7連接外擴(kuò)芯片的數(shù)據(jù)線D0-D7 單片機(jī)PSEN連接外擴(kuò)R0M的OE 單片機(jī)RD連接外擴(kuò)RAM的OE或RD 單片機(jī)WR連接外擴(kuò)RAM的WR或WE 地址線的連接： * 一個(gè)芯片的某個(gè)單元或某個(gè)端口的地址由片選地址 和片內(nèi)字選地址共同組成 故字選和片選引腳均應(yīng)接到單片機(jī)的地址線上字選 外擴(kuò)芯片的片內(nèi)地址選擇：

3、 單片機(jī)的低8位地址線 ：A0（D0/P0.0）- A7（D7/P0.7） 74LS373（8D鎖存器） 外芯片A0-A7 *P0口數(shù)/地復(fù)用 單片機(jī)的高8位地址線 ： A8（P2.0）- A15（P2.7） 外芯片的高位地址A8-A15 *P2口此時(shí)只作高位地址線用片選選通某一外擴(kuò)芯片 共有3法：線選法 接地直選法 譯碼法 a.線選法 片選引腳接單片機(jī)字選后剩下的某根高位地址線 其法多用于外擴(kuò)少數(shù)芯片，簡(jiǎn)單， 價(jià)廉。如右圖A0 An CE A0-An n+1 Ax(An+1A15)之一b.接地直選法： 當(dāng)接入的芯片僅一片或需讓其一直選通時(shí)， 那么可將其片選端CE接地，直接選通。如右圖c.譯碼

4、法單片機(jī)對(duì)片選引腳通過(guò)譯碼后輸出。 又分兩法： 1全譯碼用字選后剩下的所有高位 地址線進(jìn)行譯碼。 地址唯一 2局部譯碼用字選后剩下的高位 地址線中某幾根進(jìn)行譯碼。 地址不唯一 A0-AnA0 An CE .n+1 A0-AnA0 An CE .n+1譯碼器An+1A15中的幾根15n A0-AnA0 An CE .n+1譯碼器An+1A15 15n* 系統(tǒng)擴(kuò)展的兩大原那么： a.用相同信號(hào)控制的芯片之間，地址不能相同 如：I/O口，外部RAM均以RD WR作讀 寫控制信號(hào)，同使用 MOVX 指令傳遞信息 故 I/O口，外部RAM不能有相同地址； b.使用相同地址的芯片之間，控制信號(hào)不能相同 如

5、：外部RAM，外部ROM： 前者受RD WR 控制，使用MOVX指令 后者受PSEN 控制，使用MOVC指令 外部RAM，外部ROM可以有相同地址 地址譯碼：常使用組合邏輯門或譯碼芯片 典型應(yīng)用：例1 外接4KBRAM或ROM. 解：由題知需字選線12根：A0-A11 用線選法。見(jiàn)右圖 A0A11A0 A11 CE 12 A12(P2.4)未用位字 選A15 A14 A13 A12 A11-A0 X X X 0 0- 0 X X X 0 1 - 1 地址范圍（未用位置“1” ）： E000H-EFFFH 地址范圍（未用位置“0” ）： 0000H-0FFFH片 選 用組合邏輯門： a.全片選：

6、 A12-A15全部組合作為 “與非門的輸入端。 見(jiàn)右圖 A0A11A0 An CE .12&A12A13A14A15片 選字 選A15 A14 A13 A12 A11-A0 1 1 1 1 0- 0 1 1 1 1 1 - 1地址范圍： F000H-FFFFH b. 局部片選： A12-A15局部組合作為 “與非門 的輸入端局部空置未用。 見(jiàn)右圖 A0A11A0 An CE .12&A12A13A14A15未用片 選字 選A15 A14 A13 A12 A11-A0 X X 1 1 0- 0 X X 1 1 1 - 1 地址范圍 （未用位置“1” ）： F000H-FFFFH 地址范圍 （未

7、用位置“0” ） ： 3000H-3FFFH 未 用 例2 用8K X 8位的存儲(chǔ)器芯片組成64K X 8位的存儲(chǔ)器。 問(wèn)： a. 共需幾片芯片？多少根地址線？其中幾根作字選線？ 幾根作片選線？ 解64K X 88K X 8= 8片 故共需8片8KX8的存儲(chǔ)器芯片； 64K=216 共需16根地址線尋址； 8K=213 需用13根地址線作字選線； 163=3 23=8 故用余下的3根作 片選線，分選8片存儲(chǔ)器芯片。 b. 如用74LS138進(jìn)行地址譯碼，畫出譯碼電路，標(biāo)出其輸出線 選址范圍。 解：用74LS138對(duì)A13A14A15進(jìn)行譯碼，輸出8路片選信號(hào)， 見(jiàn)以下圖。 CE 存儲(chǔ)器1 CE

8、 存儲(chǔ)器0 CE 存儲(chǔ)器7 A Y0B Y1C G1 G2A G2B Y7(P2.5) A13(P2.6) A14(P2.7) A15+5V.C（A15） B（A14） A（A13） A12A11-A1A0 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 1 1 - 1 1 0 0 1 0 0 - 0 0 0 0 1 1 1 - 1 1 1 1 1 0 0 - 0 0 1 1 1 1 1 - 1 1字選片 選Y0Y1Y70#地址： 0000H-1FFFH1#地址： 2000H-3FFFH7#地址： E000H-FFFFH. c. 如改用線選法，能組成多大容量的存儲(chǔ)器？寫出各線 選的選址范圍。 解：

9、見(jiàn)以下圖；C（A15） B（A14） A（A13） A12A11-A1A0 0 1 1 0 0 - 0 0 0 1 1 1 1 - 1 1 1 0 1 0 0 - 0 0 1 0 1 1 1 - 1 1 1 1 0 0 0 - 0 0 1 1 0 1 1 - 1 1字 選片 選A15選A14選A13選 A15 A14 A13可各選一只芯片，共3只, 總?cè)萘?4KB； 6000H-7FFFH 其地址范圍： A000H-BFFFH C000H-DFFFH例3 綜合擴(kuò)展 6264 2764各一片。 P2.7 P2.6P2.4P2.08XC51P0.0P0.7 RD WR PSENQ0Q7D0D7 3

10、73 OEA0-A7 A8-A12 6264 CED0-D7 OE WEA0-A7 A8-A12 2764 CE D0-D7 OE 884解：方法1地址不同 A15A14A13 A12A11-A1A0 6264RAM地址： 1 0 1 0 0 - - 0 0 A000H-BFFFH 1 0 1 1 1 - 1 1 2764ROM地址： 0 1 1 0 0 - 0 0 6000H7FFFH 0 1 1 1 1 - 1 1字選線選A14線選A15 P2.7 P2.6P2.4P2.08XC51P0.0P0.7 RD WR PSENQ0Q7D0D7 373 OEA0-A7 A8-A12 6264 CE

11、D0-D7 OE WEA0-A7 A8-A12 2764 CE D0-D7 OE 884方法2地址相同 A15A14A13 A12A11-A1A0 6264RAM地址 1 1 1 0 0 - - 0 0 2764ROM地址 1 1 1 1 1 - 1 1 E000HFFFFH字選直選法相同為什么可以相 同？ 第 7 章 常用I/O芯片接口設(shè)計(jì)一.簡(jiǎn)單接口亦稱：無(wú)編程無(wú)條件傳送接口擴(kuò)展： 1 簡(jiǎn)單輸入接口擴(kuò)展： 多采用小規(guī)模TTL等芯片；如 74 LS244， 74 LS245等； 特點(diǎn)：此類芯片均具有“三態(tài)緩沖功能。 74 LS244簡(jiǎn)介：參見(jiàn)書P116 單向三態(tài)緩沖器，DIP20封裝； +5

12、V供電 內(nèi)有2個(gè)4位緩沖器， 輸入 輸出： 控制端 1A1-1A4 1Y1-1Y4 1G 2A1-2A4 2Y1-2Y4 2G * 控制端 1G 2G： “0”選通 “1”禁止 可擴(kuò)展兩個(gè)4位輸入接口 或?qū)?G 2G并接 “RD”使用，作一個(gè)8位輸入接口。簡(jiǎn)單輸出接口擴(kuò)展： 輸出接口應(yīng)具數(shù)據(jù)鎖存功能， 常采用8D觸發(fā)器；如：74LS273 74LS377 74LS373等。 74 LS377簡(jiǎn)介：參見(jiàn)書P118 8D觸發(fā)器 DIP20封裝； 單一+5V供電 具8位輸入口1D-8D 單片機(jī)數(shù)據(jù)口P0 8位輸出口1Q-8Q CLKWR 在CLK上升沿： 輸入端1D-8D信號(hào) 輸出端1Q- 8Q “

13、G低電平“0選通 “1鎖存；Q0X0X000110Q0XX1Q0DCLKG應(yīng)用舉例：例1 單片機(jī)通過(guò)74LS244從外部 讀入數(shù)據(jù)，再將讀入的數(shù)據(jù) 通過(guò)74LS377輸出。 解：電路如右圖；易見(jiàn)， 二者地址相同：0FE00H 為什么二者地址可以相同？ 匯編程序如下： MOV DPTR，#0FE00H ; DPTR指向I/O口地址 MOVX A，DPTR ; 從74 LS244讀入數(shù)據(jù) MOVX DPTR, A ; 從74 LS377輸出數(shù)據(jù) P0 8XC51 WR P2.0 RD1D 1Q8D 8QCLK G111Y1 1A12Y4 2A4 1G E2G G-輸出輸入888874LS24474

14、LS377 *補(bǔ) 充: 4 隔離與驅(qū)動(dòng)接口 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,為實(shí)現(xiàn)弱電(單片機(jī)輸出的 控制信號(hào))對(duì)強(qiáng)電(執(zhí)行機(jī)構(gòu)電源)的控制,必須配 隔離 驅(qū)動(dòng)電路(器件). 常用的隔離 驅(qū)動(dòng)電路(器件) 有以下幾種: a. 7406(六反驅(qū)).7407(六同驅(qū)),參見(jiàn)下頁(yè)圖. b. 三極管及達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)電路，參見(jiàn)下頁(yè)圖a 圖 b. c. 閘流晶體管(可控硅),參見(jiàn)再下頁(yè)圖 c . d. 光電耦合器等,參見(jiàn)再下頁(yè)圖 d;18XC51 I/O+5VVccRL300圖 a18XC51 I/O+5VVccRL470圖 b8XC51 I/O1+5V470圖 cRL220/380V+U18XC51 I/O+5V47

15、0圖 dJ 二 可編程并行接口芯片的擴(kuò)展 1 擴(kuò)展多功能接口芯片8155 8155可編程 帶片內(nèi)RAM 并行22 I/O接口芯片 1)概述 DIP40封裝.(內(nèi)部結(jié)構(gòu)及芯片見(jiàn)書P120 圖7.7.),單一+5V供電. 256B SRAM 22位I/O端口-2個(gè)8位(PA.PB)及一個(gè)6位(PC) 1個(gè)14位多功能減法計(jì)數(shù)器 *1. AD0-AD7(內(nèi)含地址鎖存器)可與單片機(jī)P0口直接相連(在 ALE 將P0口輸出的低8位地址鎖存),無(wú)需74LS373 *2. IO/ M 端為 RAM / I/O口選擇線端口 IO/M=0: 單片機(jī)選擇8155的RAM讀/寫, AD0-AD7反響為8155 中R

16、AM地址 IO/M=1: 單片機(jī)選擇8155的I/O口讀/寫, AD0-AD7反響為8155I/O 口地址 *3.其他: RD.WR為讀.寫控制口-接單片機(jī)RD.WR; CE-片選 2)8155的內(nèi)部編址(低8位) 內(nèi)部RAM:00H-0FFH :(由AD0AD7 八位確定) I/O口地址:(由AD0AD2 三位確定) a. 000- 命令 / 狀態(tài)存放器 (同一地址,兩個(gè)存放器) b. 001-PA口 c. 010 -PB口 d. 011-PC口 e. 100-計(jì)數(shù)器低8位 f. 101-計(jì)數(shù)器高6位及計(jì)數(shù)方式(2位)設(shè)置 高8位地址由P2口接線確定 如右圖: 命令/狀態(tài)口7F00H PA口

17、-7F01H PB口-7F02H PC口-7F03H TL -7F04H TH -7F05H 片內(nèi)RAM: 3F00H-3FFFH (IO/M) P2.6=0;只寫只讀 P0 ALE P2.6 P2.7 RD WR RST 8XC51 8155AD0-AD7ALE IO/M CS RD WR RST 8圖 13) 8155的命令控制字(只寫不能讀) A口 O / I 1/ 0 B口 O / I 1/ 0I / O口工作方式 共四種 *1 A口中斷 允許/禁止 1/ 0 B口中斷 允許/禁止 1/ 0TIMER工作方式00: 空操作01:停止工作10:回0停止工作11:啟動(dòng)工作 PA PB PC

18、1 PC2 IEA IEBTM2 TM1*1 PC2 PC1 工作方式 功 能 設(shè) 置 0 0 ALT1 PA.PB均為根本I/O, PC輸入方式 1 1 ALT2 PA.PB均為根本I/O, PC輸出方式 0 1 ALT3 PB根本I/O,PA選通I/O,PC0-PC2為PA口聯(lián)絡(luò)信號(hào) PC3-PC5只能作輸出口 1 0 ALT4 PA.PB均為選通I/O, PC0-PC2為PA口聯(lián)絡(luò)信號(hào) PC3-PC5 為PB口聯(lián)絡(luò)信號(hào) *2 在PC2PC1=01/10,即PA/PA.PB工作于選通I/O方式:PC口各位為 聯(lián)絡(luò)信號(hào),其各位意義參見(jiàn)書P121.表7.3 *3 8155的狀態(tài)字(只讀不能寫)

19、參見(jiàn)書P122.圖7.9:說(shuō)明:除TIMER 位外, 其余6位只在PA.PB為選通I/O口(即ALT3.ALT4方式)時(shí)才 有意義. 4) 8155計(jì)數(shù)器-14位減法計(jì)數(shù)器 M2 M1 計(jì)數(shù)初值高 6 位 計(jì)數(shù)初值低 8 位 *1參見(jiàn)書P122.圖7.10: 方式01連續(xù)輸出方波,常用. 計(jì)數(shù)初值為偶數(shù) 對(duì)稱方波 例如:計(jì)數(shù)初值=4:前2正,后2負(fù) 計(jì)數(shù)初值為奇數(shù) 不對(duì)稱方波 例如:計(jì)數(shù)初值=5:前3正,后2負(fù) *2 因?yàn)闇p法計(jì)數(shù)器, 易見(jiàn):計(jì)數(shù)初值=N 即為N分頻 (由TIMER-OUT端輸出). 14位計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)方式例1:如將8155PA口定義為根本輸入方式,PB.PC口定義為根本輸出

20、方式,計(jì)數(shù)器作方波發(fā)生器,對(duì)8155輸入脈沖進(jìn)行24分頻,試初始 化8155 (電路圖見(jiàn)圖1)。 ST: MOV DPTR, #7F00H; 指向命令存放器 PA輸入 MOV A, #0CEH; 依題設(shè)命令字 1 1 0 0 1 1 1 0 MOVX DPTR, A; 送命令字 PB輸出 MOV DPTR, #7F04H;指向計(jì)數(shù)器低8位 MOV A, #18H; 設(shè)計(jì)數(shù)初值(分頻值)18H(24D) MOVX DPTR, A; 送低8位計(jì)數(shù)初值 INC DPTR; 指向計(jì)數(shù)器高6位及方式位 MOV A, #40H; 設(shè)計(jì)方式1,輸出連續(xù)方波 0 1 0 0 0 0 0 0 MOVX DPTR

21、, A; 送高6位及方式位值 方式1啟動(dòng)PC輸出 *8155定時(shí)/計(jì)數(shù)器與MCS-51定時(shí)/計(jì)數(shù)器,在功能上相同定時(shí).計(jì)數(shù),但兩者有許多不同 之處,主要有: 8155定時(shí)/計(jì)數(shù)器 MCS-51定時(shí)/計(jì)數(shù)器 減法計(jì)數(shù)器(初值2H3FFFH) 加法計(jì)數(shù)器:初值:01FFFH 0-FFFFH 0-FFH 只有一種計(jì)數(shù)方式-14位計(jì)數(shù) 多種方式 外部脈沖.fmax=4 MHz兩種脈沖計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) fmax=fosc/24 2 擴(kuò)展并行接口芯片8255 1)DIP40封裝. 結(jié)構(gòu).引腳排列見(jiàn)書P127 圖7.13 8255有三個(gè)8位并行I/O口(數(shù)據(jù)口):PA.PB和PC口 (其中PC口又可作PA.PB口的

22、聯(lián)絡(luò)信號(hào)) a. A1 A0 為各口選址信號(hào)線 0 0 PA口 0 1 PB口 1 0 PC口 1 1 命令控制口 b. D0-D7接8XC51的P0.0-P0.7, 傳送數(shù)據(jù)/命令 c. 其它: CS-片選 RD/ WR-讀/寫 RESET-復(fù)位等依三總線連接 2) 8255工作方式 8255工作方式控制字有兩個(gè)(同一地址-由標(biāo)志位區(qū)分) 8255工作方式控制字 PC3-0 I / O 1 / 0PB口 I / O 1 / 0PB口方式(2種)0 方式01 方式1PC7-4 I / O 1 / 0 PA口 I / O 1 / 0 PA口方式(3種) *10 0 方式00 1 方式11 X 方

23、式2 1 標(biāo)志位(必須為1) D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7*1在方式1.方式2(僅PA口有):PC口聯(lián)絡(luò)信號(hào)見(jiàn)書P129 表7.6右半局部置位/復(fù)位 1 / 0 PC口位選 000 PC.0 001 PC.1 - 111 PC.7 不 用 一 般 置 為 0 0 標(biāo)志位(必須為0) D0 D3 D2 D1 D6 D5 D4 D7PC口置位/復(fù)位控制字 注意:使用中應(yīng)先設(shè)工作方式控制字, 再設(shè)PC口置位/復(fù)位控制字, 且須一位一位進(jìn)行 (參見(jiàn)例1) 例1 將PC2位置1,PC6位清0.(設(shè)全為輸出口,方式0; 電路圖見(jiàn) 圖 2 ). 解:由圖易見(jiàn): 控制口地址為7F00H; P

24、C2位置1控制字:00000101B=05H PC6位清0控制字:00001100B=0CH MOV DPTR, #7F00H; 指向控制口 MOV A, #80H; 設(shè)控制字值 MOVX DPTR, A; 先送控制字值 MOV A, #05H; 設(shè)PC.2控制字值 MOVX DPTR, A; 置PC.2=1 MOV A, #0CH; 設(shè)PC.6控制字值 MOVX DPTR, A; 清0PC.6位 SJMP $ 8XC51 8255+5V1K88P0P2.0P2.1WRRDRSTP2.7D0D7A0 PBA1 PCWR RD RST PACS 圖28 例2 如圖2,8XC51擴(kuò)展一片8255電

25、路要求8255A口接輸入(反映8只開(kāi)關(guān), 翻開(kāi)/合上 1/0) PB 輸出接8只LED,反映開(kāi)關(guān)狀態(tài):翻開(kāi) 對(duì)應(yīng) LED滅, 閉合 對(duì)應(yīng)LED亮, PC口不用. 解:分析,易見(jiàn),PA口.PB口.控制口地址分別為: 7C00H. 7D00H. 7F00H 依題方式0:PA輸出,PB輸入,控制字：10000010B=82H MOV DPTR, #7F00H; 指向控制口 MOV A, #82H MOVX DPTR, A; 控制字寫入控制口 MOV DPTR, #7D00H; 指向PB口 MOVX A, DPTR; 從PB口讀入數(shù)據(jù) CPL A; 依題開(kāi)關(guān)合上LED亮 DEC DPH; 指向PA口(

26、7C00H) MOVX DPTR, A; 從PA口輸出,控制對(duì)應(yīng)的LED亮滅 SJMP $ 例3 見(jiàn)書P132-133例題 3 擴(kuò)展8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器芯片 1) *DIP24腳封裝(見(jiàn)書P134 圖7.19),單一+5V供電 *具有三個(gè)相同的16位減法計(jì)數(shù)器: 可由軟件設(shè)定6種不同的工作方式 可由軟件設(shè)定按二進(jìn)制或十進(jìn)制(BCD)計(jì)數(shù). a.A1. A0腳為三個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器,控制存放器選址線: 0 0-定時(shí)/計(jì)數(shù)器0 0 1-定時(shí)/計(jì)數(shù)器1 1 0-定時(shí)/計(jì)數(shù)器2 1 1-控制存放器 b. CLKX(X=0. 1. 2)-計(jì)數(shù)脈沖輸入端 OUTX(X=0. 1. 2)-計(jì)數(shù)器輸出端.當(dāng)計(jì)數(shù)值減為0溢出,輸出 相應(yīng)信號(hào) GATEX(X=0. 1. 2)-門控信號(hào).用于控制計(jì)數(shù)器工作(啟/停等). 2) 8253工作方式控制字0-二進(jìn)制計(jì)數(shù)1BCD計(jì)數(shù)M2M1M0-選工作方式000-方式0 - - - -101-方式5各