單片機(jī)原理及應(yīng)用08第八章單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展

1、08第八章 單片機(jī)系統(tǒng)(xtng)擴(kuò)展8.1 程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展8.2 數(shù)據(jù)(shj)存儲(chǔ)器擴(kuò)展8.3 并行I/O口擴(kuò)展共一百零八頁8.1 程序(chngx)存儲(chǔ)器擴(kuò)展 8.1.1 單片機(jī)程序存儲(chǔ)器概述(i sh) 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件組成，軟件的載體就是硬件中的程序存儲(chǔ)器。對(duì)于MCS-51系列8位單片機(jī)，片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的類型及容量如表8.1所示。表8.1 MCS-51系列單片機(jī)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器一覽表單片機(jī)型號(hào)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器類型容量/B8031 無 8051 ROM4K8751 EPROM 4K8951 Flash 4K共一百零八頁 對(duì)于沒有內(nèi)部ROM的單片機(jī)或者當(dāng)程序較長(zhǎng)、片內(nèi)ROM容量不夠

2、時(shí)，用戶必須在單片機(jī)外部擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器。MCS-51單片機(jī)片外有16條地址線，即P0口和P2口，因此最大尋址范圍為64 KB（0000HFFFFH）。 這里要注意的是，MCS-51單片機(jī)有一個(gè)管腳 跟程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展有關(guān)。如果 接高電平，那么片內(nèi)存儲(chǔ)器(ni cn ch q)地址范圍是0000H0FFFH（4 KB），片外程序存儲(chǔ)器地址范圍是1000HFFFFH（60 KB）。如果 接低電平，不使用片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，片外程序存儲(chǔ)器地址范圍為0000HFFFFH（64 KB）。共一百零八頁 8031單片機(jī)沒有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，因此 管腳總是接低電平。 擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器常用的芯片(xn pin)是EPR

3、OM（Erasable Programmable Read Only Memory）型（紫外線可擦除型）， 如2716（2K8）、2732（4K8）、2764（8K8）、27128（16K8）、27256（32K8）、27512（64K8）等。另外，還有+5 V電可擦除EEPROM，如2816（2K8）、2864（8K8）等等。如果程序總量不超過4 KB，一般選用具有內(nèi)部ROM的單片機(jī)。8051內(nèi)部ROM只能由廠家將程序一次性固化，不適合小批量用戶和程序調(diào)試時(shí)使用，因此選用8751、8951的用戶較多。 如果程序超過4 KB，用戶一般不會(huì)選用8751、8951，而是直接選用8031，利用外部擴(kuò)

4、展存儲(chǔ)器來存放程序。 共一百零八頁 8.1.2 EPROM程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展(kuzhn)實(shí)例 紫外線擦除電可編程只讀存儲(chǔ)器EPROM是國(guó)內(nèi)用得較多的程序存儲(chǔ)器。EPROM芯片上有一個(gè)玻璃窗口，在紫外線照射下，存儲(chǔ)器中的各位信息均變1，即處于擦除狀態(tài)。擦除干凈的EPROM可以通過編程器將應(yīng)用程序固化到芯片中。 例8.1 在8031單片機(jī)上擴(kuò)展4 KB EPROM存儲(chǔ)器。 (1) 選擇芯片。 本例要求選用8031單片機(jī)，內(nèi)部無ROM區(qū)，無論程序長(zhǎng)短都必須擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器（目前較少這樣使用，但擴(kuò)展方法比較典型、實(shí)用）。共一百零八頁 在選擇程序存儲(chǔ)器芯片時(shí)，首先必須滿足程序容量，其次在價(jià)格合理情況下盡量選

5、用容量大的芯片。這樣做的話，使用的芯片少，從而接線簡(jiǎn)單，芯片存儲(chǔ)容量大，程序調(diào)整余量也大。如估計(jì)程序總長(zhǎng)3 KB左右，最好是擴(kuò)展一片4 KB的EPROM 2732，而不是(b shi)選用2片2716（2 KB）。 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中應(yīng)注意，盡量減少芯片使用個(gè)數(shù)，使得電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，提高可靠性，這也是8951比8031使用更加廣泛的原因之一。 (2) 硬件電路圖。 8031單片機(jī)擴(kuò)展一片2732程序存儲(chǔ)器電路如圖8.2。共一百零八頁圖8.2 單片機(jī)擴(kuò)展(kuzhn)2732 EPROM電路共一百零八頁 (3) 芯片說明。 74LS373。74LS373是帶三態(tài)緩沖輸出的8D鎖存器，由于片

6、機(jī)的三總線結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)線與地址線的低8位共用P0口，因此必須用地址鎖存器將地址信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)區(qū)分開。74LS373的鎖存控制端G直接與單片機(jī)的鎖存控制信號(hào)ALE相連，在ALE的下降沿鎖存低8位地址。 EPROM 2732。EPROM 2732的容量為4 K8位。4 K表示有41024（22210=212）個(gè)存儲(chǔ)單元，8位表示每個(gè)單元存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的寬度是8位。前者確定了地址線的位數(shù)是12位（A0A11），后者確定了數(shù)據(jù)線的位數(shù)是8位（O0O7）。目前，除了串行存儲(chǔ)器之外，一般情況下，我們使用的都是8位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。2732采用單一(dny)+5 V供電，最大靜態(tài)工作電流為100 mA，維持電流為35

7、mA，讀出時(shí)間最大為250 ns。2732的封裝形式為DIP24，管腳如圖7.3所示。 共一百零八頁圖8.3 EPROM 2732管腳及說明(shumng) 共一百零八頁 其中，A0A11為地址線；O0O7為數(shù)據(jù)線； 為片選線； /VPP為輸出允許/編程高壓。 除了12條地址線和8條數(shù)據(jù)線之外， 為片選線，低電平有效。也就是說，只有當(dāng) 為低電平時(shí)，2732才被選中，否則，2732不工作。 /VPP為雙功能管腳，當(dāng)2732用作程序存儲(chǔ)器時(shí)，其功能是允許讀數(shù)據(jù)出來；當(dāng)對(duì)EPROM編程（也稱為固化程序）時(shí)，該管腳用于高電壓(diny)輸入，不同生產(chǎn)廠家的芯片編程電壓(diny)也有所不同。當(dāng)我們把它

8、作為程序存儲(chǔ)器使用時(shí)，不必關(guān)心其編程電壓(diny)。共一百零八頁 (4) 擴(kuò)展總線的產(chǎn)生。 一般的CPU，像INTEL 8086/8088、Z80等，都有單獨(dú)的地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線，而MCS-51系列單片機(jī)由于受管腳的限制，數(shù)據(jù)線與地址線是復(fù)用的，為了將它們分離開來，必須在單片機(jī)外部增加地址鎖存器，構(gòu)成與一般CPU相類似的三總線結(jié)構(gòu)。 (5) 連線說明： 地址線。單片機(jī)擴(kuò)展片外存儲(chǔ)器時(shí)，地址是由P0和P2口提供(tgng)的。圖7.2中，2732的12條地址線（A0A11）中，低8位A0A7通過鎖存器74LS373與P0口連接，高4位A8A11直接與P2口的P2.0P2.3連接，P2

9、口本身有鎖存功能。注意，鎖存器的鎖存使能端G必須和單片機(jī)的ALE管腳相連。共一百零八頁 數(shù)據(jù)線。2732的8位數(shù)據(jù)線直接與單片機(jī)的P0口相連。因此，P0口是一個(gè)分時(shí)復(fù)用的地址/數(shù)據(jù)線。 控制線。CPU執(zhí)行2732中存放的程序指令時(shí)，取指階段就是對(duì)2732進(jìn)行讀操作。注意，CPU對(duì)EPROM只能進(jìn)行讀操作，不能進(jìn)行寫操作。CPU對(duì)2732的讀操作控制都是通過控制線實(shí)現(xiàn)的。2732控制線的連接有以下幾條： ：直接接地。由于(yuy)系統(tǒng)中只擴(kuò)展了一個(gè)程序存儲(chǔ)器芯片，因此，2732的片選端直接接地，表示2732一直被選中。若同時(shí)擴(kuò)展多片，需通過譯碼器來完成片選工作。 ：接8031的讀選通信號(hào)端。在訪

10、問片外程序存儲(chǔ)器時(shí)，只要端出現(xiàn)負(fù)脈沖，即可從2732中讀出程序。共一百零八頁 (6) 擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器地址范圍的確定。 單片機(jī)擴(kuò)展存儲(chǔ)器的關(guān)鍵(gunjin)是搞清楚擴(kuò)展芯片的地址范圍，8031最大可以擴(kuò)展64 KB（0000HFFFFH）。決定存儲(chǔ)器芯片地址范圍的因素有兩個(gè)：一個(gè)是片選端的連接方法，一個(gè)是存儲(chǔ)器芯片的地址線與單片機(jī)地址線的連接。在確定地址范圍時(shí)，必須保證片選端為低電平。 本例中，2732的片選端總是接地，因此第一個(gè)條件總是滿足的，另外，2732有12條地址線，與8031的低12位地址相連，編碼結(jié)果如下：共一百零八頁 (7) EPROM的使用。 存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的功

11、能擴(kuò)展部分，只有當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)完成了，才能把程序通過特定的編程工具（一般(ybn)稱為編程器或EPROM固化器）固化到2732中，然后再將2732插到用戶板的插座上（擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器一定要焊插座）。 共一百零八頁 當(dāng)上電復(fù)位時(shí)，PC=0000H，自動(dòng)從2732的0000H單元取指令，然后開始執(zhí)行指令。 如果(rgu)程序需要反復(fù)調(diào)試，可以用紫外線擦除器先將2732中的內(nèi)容擦除，然后再固化修改后的程序，進(jìn)行調(diào)試。 如果要從EPROM中讀出程序中定義的表格，需使用查表指令：MOVC A,A+DPTRMOVC A,A+PC共一百零八頁8.1.3 EEPROM擴(kuò)展實(shí)例 電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器EEP

12、ROM是一種可用電氣方法在線擦除和再編程的只讀存儲(chǔ)器，它既有RAM可讀可改寫的特性，又具有非易失性存儲(chǔ)器ROM在掉電后仍能保持所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)。因此，EEPROM在單片機(jī)存儲(chǔ)器擴(kuò)展中，可以用作程序存儲(chǔ)器，也可以用作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，至于具體做什么(shn me)使用，由硬件電路確定。 EEPROM作為程序存儲(chǔ)器使用時(shí)，CPU讀取EEPROM數(shù)據(jù)同讀取一般EPROM操作相同；但EEPROM的寫入時(shí)間較長(zhǎng)，必須用軟件或硬件來檢測(cè)寫入周期。 共一百零八頁例8.2 在8031單片機(jī)上擴(kuò)展2KB EEPROM。 (1) 選擇芯片。 2816A和2817A均屬于5 V電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器，其容量都是2K8位。

13、2816A與2817A的不同之處在于：2816A的寫入時(shí)間為915 ms，完全由軟件延時(shí)控制，與硬件電路無關(guān)；2817A利用硬件引腳 來檢測(cè)寫操作是否完成。 在此，我們選用2817A芯片來完成擴(kuò)展2KB EEPROM，2817A的封裝是DIP28，采用單一+5 V供電，最大工作電流為150 mA，維持電流為55 mA，讀出時(shí)間最大為250 ns。片內(nèi)設(shè)有編程所需的高壓脈沖(michng)產(chǎn)生電路，無需外加編程電源和寫入脈沖(michng)即可工作。 共一百零八頁 2817A在寫入一個(gè)字節(jié)的指令碼或數(shù)據(jù)之前，自動(dòng)地對(duì)所要寫入的單元進(jìn)行擦除，因而無需進(jìn)行專門的字節(jié)/芯片擦除操作(cozu)。281

14、7A的管腳如圖7.4所示。其中，A0A10為地址線；I/O0I/O7為讀寫數(shù)據(jù)線； 為片選線； 為讀允許線，低電平有效； 為寫允許線，低電平有效； 為低電平時(shí)，表示2817A正在寫操作，處于忙狀態(tài)，高電平時(shí)，表示寫操作完畢；VCC為+5 V電源；GND為接地端。 2817A的讀操作與普通EPROM的讀出相同，所不同的只是可以在線進(jìn)行字節(jié)的寫入。共一百零八頁圖8.4 2817A的管腳共一百零八頁 2817A的寫入過程如下：CPU向2817A發(fā)出字節(jié)寫入命令后，2817A便鎖存地址、數(shù)據(jù)及控制信號(hào)，從而啟動(dòng)一次寫操作。2817A的寫入時(shí)間大約為16 ms左右，在此期間，2817A的腳呈低電平，表示

15、2817A正在(zhngzi)進(jìn)行寫操作，此時(shí)它的數(shù)據(jù)總線呈高阻狀態(tài)，因而允許CPU在此期間執(zhí)行其它的任務(wù)。當(dāng)一次字節(jié)寫入操作完畢，2817A便將線置高，由此來通知CPU。 (2) 硬件電路圖。 單片機(jī)擴(kuò)展2817A的硬件電路圖如圖8.5所示。共一百零八頁圖8.5 單片機(jī)擴(kuò)展(kuzhn)2817A EEPROM電路 共一百零八頁 (3) 連線說明： 地址線。圖7.5中，2817A的11條地址線（A0A10，容量為2K8位，211=21024=2K）中的低8位A0A7通過鎖存器74LS373與P0口連接，高3位A8A10直接與P2口的P2.0P2.2連接。 數(shù)據(jù)線。2817A的8位數(shù)據(jù)線直接與

16、單片機(jī)的P0口相連。 控制線。單片機(jī)與2817A的控制線連接采用(ciyng)了將外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間和程序存儲(chǔ)器空間合并的方法，使得2817A既可以作為程序存儲(chǔ)器使用，又可以作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器使用。 單片機(jī)中用于控制存儲(chǔ)器的管腳有以三個(gè)：共一百零八頁 控制程序存儲(chǔ)器的讀操作(cozu)，執(zhí)行指令的取指階段和執(zhí)行MOVC A,A+DPTR指令時(shí)有效； 控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀操作，執(zhí)行MOVX DPTR,A和MOVX Ri,A時(shí)有效； 控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫操作，執(zhí)行MOVX A,DPTR和MOVX A,Ri時(shí)有效。 在圖7.5中，2817A控制線的連線方法如下： ：直接接地。由于系統(tǒng)中只擴(kuò)展了一個(gè)程序存儲(chǔ)器

17、芯片，因此片選端直接接地，表示2817A一直被選中。共一百零八頁 ：8031的程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀信號(hào)經(jīng)過“與”操作后，與2817A的讀允許信號(hào)相連(xin lin)。這樣，只要、中有一個(gè)有效，就可以對(duì)2817A進(jìn)行讀操作了。也就是說，對(duì)2817A既可以看作程序存儲(chǔ)器取指令，也可以看作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)。 ：與8031的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫信號(hào)相連，只要執(zhí)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫操作指令，就可以往2817A中寫入數(shù)據(jù)。 ：與8031的P1.0相連，采用查詢方法對(duì)2817A的寫操作進(jìn)行管理。在擦、寫操作期間， 腳為低電平，當(dāng)字節(jié)擦、寫完畢時(shí)， 為高電平。 共一百零八頁 其實(shí)，檢測(cè)2817A寫操作是否

18、完成也可以用中斷方式實(shí)現(xiàn)，方法是將2817A的反相后 與8031的中斷輸入腳 相連。當(dāng)2817A每擦、寫完一個(gè)字節(jié)(z ji)，便向單片機(jī)提出中斷請(qǐng)求。 圖8.5中，2817A的地址范圍是0000H07FFH（無關(guān)的管腳取0，該地址范圍不是惟一的）。 (4) 2817A的使用。 按照?qǐng)D8.5連接好后，如果只是把2817A作為程序存儲(chǔ)器使用，使用方法同EPROM相同。EEPROM也可以通過編程器將程序固化進(jìn)去。共一百零八頁 如果將2817A作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，讀操作同使用靜態(tài)RAM一樣，直接從給定的地址(dzh)單元中讀取數(shù)據(jù)即可。向2817A中寫數(shù)據(jù)采用MOVX DPTR,A指令。 共一百零八頁

19、8.1.4 常用程序存儲(chǔ)器芯片 從上面兩個(gè)實(shí)例，我們可以體會(huì)到擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器的一般方法。程序存儲(chǔ)器與單片機(jī)的連線分為三類： (1) 數(shù)據(jù)線，通常有8位數(shù)據(jù)線，由P0口提供。 (2) 地址線，地址線的條數(shù)決定了程序存儲(chǔ)器的容量。低8位地址線由P0口提供，高8位由P2口提供，具體(jt)使用多少條地址線視擴(kuò)展容量而定。 (3) 控制線，存儲(chǔ)器的讀允許信號(hào)與單片機(jī)的取指信號(hào)相連；存儲(chǔ)器片選線的接法決定了程序存儲(chǔ)器的地址范圍，當(dāng)只采用一片程序存儲(chǔ)器芯片時(shí)，可以直接接地，當(dāng)采用多片時(shí)要使用譯碼器來選中。 共一百零八頁1. 常用EPROM芯片 1) EPROM 2716 2716是2K8位的紫外線擦除電可

20、編程只讀存儲(chǔ)器，單一(dny)+5 V供電，運(yùn)行時(shí)最大功耗為252 mW，維持功耗為132 mW，讀出時(shí)間最大為450 ns，封裝形式為DIP24。2716有地址線11條（A0A10），數(shù)據(jù)線8條（O0O7）， 為片選線，低電平有效， 為數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，低電平有效，VPP為編程電源，VCC為工作電源。共一百零八頁2) EPROM 2764 2764是8K8位的EPROM，單一+5 V供電，工作電流為75 mA，維持(wich)電流為35 mA，讀出時(shí)間最大為250 ns，DIP28封裝。2764A有13條(A0A12)地址線，數(shù)據(jù)輸出線O0O7， 為片選線， 為數(shù)據(jù)輸出允許線， 為編程脈沖輸

21、入端，VPP為編程電源，VCC為工作電源。 3) EPROM 27128 27128是16K8位的EPROM，單一+5 V供電，工作電流為100 mA，維持電流為40 mA，讀出時(shí)間最大為250 ns，DIP28封裝。27128A有14條(A0A13)地址線，數(shù)據(jù)輸出線O0O7， 為片選線， 為數(shù)據(jù)輸出允許線， 為編程脈沖輸入端，VPP為編程電源，VCC為工作電源。共一百零八頁 4) EPROM 27256 27256是32K8位的EPROM，單一+5 V供電，工作電流為100 mA，維持電流為40 mA，讀出時(shí)間最大為250 ns，DIP28封裝。27256有15條A0A14地址線，數(shù)據(jù)輸出

22、線O0O7，為片選線，為數(shù)據(jù)輸出允許線，VPP為編程電源，VCC為工作電源。 2716、2764、27128和27256的管腳如圖7.6所示。 2. 單片機(jī)擴(kuò)展EPROM典型電路 1) 擴(kuò)展一片27128A 單片機(jī)擴(kuò)展16 KB外部程序存儲(chǔ)器一般選用27128A EPROM芯片(xn pin)，硬件電路如圖7.7所示。共一百零八頁圖8.6 常用(chn yn)EPROM芯片管腳圖共一百零八頁圖8.7 單片機(jī)擴(kuò)展(kuzhn)27128 EPROM電路共一百零八頁圖8.8 單片機(jī)擴(kuò)展(kuzhn)2764 EPROM電路 2) 用譯碼法擴(kuò)展(kuzhn)一片2764共一百零八頁 在圖8.8中，2

23、764的片選端沒有接地，而是通過74LS138譯碼器的輸出端來提供(tgng)的，這種方法稱為譯碼法。當(dāng)同時(shí)擴(kuò)展多片ROM時(shí)，常常采用譯碼法來分別選中芯片。 3. 常用EEPROM芯片 除了例8.2中使用的EEPROM 2817A之外，常用的EEPROM芯片還有2816A、2864A等。 1) EEPROM 2816A 2816A的存儲(chǔ)容量為2K8位，單一+5 V供電，不需要專門配置寫入電源。2816A能隨時(shí)寫入和讀出數(shù)據(jù)，其讀取時(shí)間完全能滿足一般程序存儲(chǔ)器的要求，但寫入時(shí)間較長(zhǎng)，需915 ms。寫入時(shí)間完全由軟件控制。2816A的管腳如圖8.9所示。共一百零八頁圖8.9 常用(chn yn)

24、EEPROM管腳圖共一百零八頁 2) EEPROM 2864A 2864A是8K8位EEPROM，單一+5 V供電，最大工作電流160 mA，最大維持電流 60 mA，典型讀出時(shí)間250 ns。由于芯片內(nèi)部設(shè)有“頁緩沖器”，因而允許對(duì)其快速寫入。2864A內(nèi)部可提供編程所需的全部定時(shí)，編程結(jié)束可以給出查詢標(biāo)志。2864A的封裝形式為DIP28，其管腳如圖7.9所示。 4. 單片機(jī)擴(kuò)展EEPROM典型電路 用單片機(jī)擴(kuò)展EEPROM 2864A作為數(shù)據(jù)(shj)存儲(chǔ)器的硬件電路如圖8.10所示。共一百零八頁圖8.10 單片機(jī)擴(kuò)展2864A EEPROM作為(zuwi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器電路 共一百零八頁8

25、.2 數(shù)據(jù)(shj)存儲(chǔ)器擴(kuò)展 8.2.1 單片機(jī)RAM概述 RAM是用來(yn li)存放各種數(shù)據(jù)的，MCS-51系列8位單片機(jī)內(nèi)部有128 B RAM存儲(chǔ)器，CPU對(duì)內(nèi)部RAM具有豐富的操作指令。但是，當(dāng)單片機(jī)用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集或處理大批量數(shù)據(jù)時(shí)，僅靠片內(nèi)提供的RAM是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。此時(shí)，我們可以利用單片機(jī)的擴(kuò)展功能，擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。共一百零八頁 常用的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器有靜態(tài)RAM（Static Random Access MemorySRAM）和動(dòng)態(tài)RAM（Dynamic Random Access MemoryDRAM）兩種。前者讀/寫速度高，一般都是8位寬度，易于擴(kuò)展，且大多數(shù)與相同容

26、量的EPROM引腳兼容，有利于印刷(ynshu)板電路設(shè)計(jì)，使用方便；缺點(diǎn)是集成度低，成本高，功耗大。后者集成度高，成本低，功耗相對(duì)較低；缺點(diǎn)是需要增加一個(gè)刷新電路，附加另外的成本。 MCS-51單片機(jī)擴(kuò)展片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址線也是由P0口和P2口提供的，因此最大尋址范圍為64 KB（0000HFFFFH）。 一般情況下，SRAM用于僅需要小于64 KB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的小系統(tǒng)，DRAM經(jīng)常用于需要大于64 KB的大系統(tǒng)。 共一百零八頁 8.2.2 SRAM擴(kuò)展實(shí)例 1應(yīng)用(yngyng)系統(tǒng)中只擴(kuò)展一片RAM 例7.3 在一單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中擴(kuò)展2 KB靜態(tài)RAM。 (1) 芯片選擇。單片機(jī)擴(kuò)展數(shù)據(jù)

27、存儲(chǔ)器常用的靜態(tài)RAM芯片有6116（2K8位）、6264（8K8位）、62256（32K8位）等。 根據(jù)題目容量的要求，我們選用SRAM 6116。它是一種采用CMOS工藝制成的SRAM，采用單一+5 V供電，輸入/輸出電平均與TTL兼容，具有低功耗操作方式。當(dāng)CPU沒有選中該芯片時(shí)（ =1），芯片處于低功耗狀態(tài)，可以減少80%以上的功耗。 共一百零八頁圖8.11 6116管腳圖 6116的管腳與EPROM 2716管腳兼容(jin rn)，管腳如圖8.11所示。共一百零八頁 6116有11條(A0A10)地址線；8條(I/O0I/O7)雙向數(shù)據(jù)線；為片選線，低電平有效(yuxio)；為寫允

28、許線，低電平有效(yuxio)；為讀允許線，低電平有效(yuxio)。6116的操作方式如表8.2所示。 方式I/O0I/O7H未選中高阻LLH讀O0O7LHL寫I0I7LLL寫I0I7表8.2 6116的操作(cozu)方式共一百零八頁 (2) 硬件(yn jin)電路。 單片機(jī)與6116的硬件連接如圖8.12所示。 圖8.12 單片機(jī)擴(kuò)展(kuzhn)2 KB RAM電路共一百零八頁 (3) 連線(lin xin)說明。 6116與單片機(jī)的連線如下： 地址線：A0A10連接單片機(jī)地址總線的A0A10，即P0.0P0.7、P2.0、P2.1、P2.2共11根。 數(shù)據(jù)線：I/O0I/O7連接單

29、片機(jī)的數(shù)據(jù)線，即P0.0P0.7。 控制線： 片選端連接單片機(jī)的P2.7，即單片機(jī)地址總線的最高位A15； 讀允許線連接單片機(jī)的讀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器控制線 ；寫允許線 連接單片機(jī)的寫數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器控制線 。共一百零八頁 (4) 片外RAM地址范圍的確定及使用。 按照?qǐng)D8.12的連線，片選端直接(zhji)與某一地址線P2.7相連，這種擴(kuò)展方法稱為線選法。顯然，只有P2.7=0，才能夠選中該片6116，故其地址范圍確定如下： 共一百零八頁8031P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0A15A14A13A12A11A10

30、A9A8A7A6A5A4A3A2A1A06116A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0000000000000000000000001000000000010000000000011011111111111共一百零八頁 其中，“”表示跟6116無關(guān)的管腳，取0或1都可以。如果(rgu)與6116無關(guān)的管腳取0，那么，6116的地址范圍是0000H07FFH；如果與6116無關(guān)的管腳取1，那么，6116的地址范圍是7800H7FFFH。 單片機(jī)對(duì)RAM的讀寫除了可以使用在實(shí)訓(xùn)6中出現(xiàn)的指令：MOVXDPTR,A ；64 KB內(nèi)寫入數(shù)據(jù) MOVXA,DPTR ；64 KB內(nèi)讀取數(shù)據(jù)外，還可

31、以使用以下對(duì)低256 B的讀寫指令：MOVXRi,A ；低256 B內(nèi)寫入數(shù)據(jù) MOVXA，Ri ；低256 B內(nèi)讀取數(shù)據(jù)共一百零八頁 2同時(shí)擴(kuò)展外部RAM與外部I/O 我們知道外部RAM與外部I/O口采用相同的讀/寫指令，二者是統(tǒng)一編址的，因此(ync)當(dāng)同時(shí)擴(kuò)展二者時(shí)，就必須考慮地址的合理分配。通常采用譯碼法來實(shí)現(xiàn)地址的分配。下面是一個(gè)這樣的例題。 例8.4 擴(kuò)展8 KB RAM，地址范圍是2000H3FFFH，并且具有惟一性；其余地址均作為外部I/O擴(kuò)展地址。 (1) 芯片選擇。 共一百零八頁 靜態(tài)RAM芯片6264。6264是8K8位的靜態(tài)RAM，它采用CMOS工藝制造，單一+5 V供

32、電，額定功耗200 mW，典型(dinxng)讀取時(shí)間200 ns，封裝形式為DIP28，管腳如圖7.13所示。其中，A0A12為13條地址線；I/O0I/O7為8條數(shù)據(jù)線，雙向；為片選線1，低電平有效；CE2為片選線2，高電平有效；為讀允許信號(hào)線，低電平有效；為寫信號(hào)線，低電平有效。 共一百零八頁圖8.13 6264管腳共一百零八頁 3-8譯碼器74LS138。題目要求擴(kuò)展RAM的地址（2000H3FFFH）范圍是惟一的，其余地址用于外部(wib)I/O接口（關(guān)于I/O口的擴(kuò)展，會(huì)在7.3和7.4節(jié)介紹）。由于外部I/O占用外部RAM的地址范圍，操作指令都是MOVX指令，因此，I/O和RAM

33、同時(shí)擴(kuò)展時(shí)必須進(jìn)行存儲(chǔ)器空間的合理分配。這里采用全譯碼方式，6264的存儲(chǔ)容量是8K8位，占用了單片機(jī)的13條地址線A0A12，剩余的3條地址線A13A15通過74LS138來進(jìn)行全譯碼。 (2) 硬件連線。用單片機(jī)擴(kuò)展8 KB SRAM的硬件連線圖如圖8.14所示。共一百零八頁圖8.14 單片機(jī)與6264 SRAM的連接(linji)共一百零八頁 單片機(jī)的高三位地址線A13、A14、A15用來進(jìn)行3-8譯碼，譯碼輸出的接6264的片選線；剩余的譯碼輸出用于選通其它的I/O擴(kuò)展(kuzhn)接口； 6264的片選線CE2直接接+5 V高電平； 6264的輸出允許信號(hào)接單片機(jī)的，寫允許信號(hào)接單片

34、機(jī)的。 (3) 6264的地址范圍。 根據(jù)片選線及地址線的連接，6264的地址范圍為2000H3FFFH。共一百零八頁 8.2.3 新型存儲(chǔ)器簡(jiǎn)介 1. 集成動(dòng)態(tài)隨機(jī)RAM 與靜態(tài)RAM相比，動(dòng)態(tài)RAM具有成本低、功耗小的優(yōu)點(diǎn)，適用于需要大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的場(chǎng)合。但是動(dòng)態(tài)RAM需要刷新(shu xn)邏輯電路，每隔一定的時(shí)間就要將所存的信息刷新(shu xn)一次，以保證數(shù)據(jù)信息不丟失，所以，在單片機(jī)的存儲(chǔ)器擴(kuò)展上受到一定限制。 近年來出現(xiàn)了一種新型的集成動(dòng)態(tài)RAM（iRAM），它將一個(gè)完整的動(dòng)態(tài)RAM系統(tǒng)，包括動(dòng)態(tài)刷新硬件邏輯集成到一個(gè)芯片中，從而兼有靜態(tài)RAM、動(dòng)態(tài)RAM的優(yōu)點(diǎn)。Intel

35、公司提供的iRAM芯片有2186、2187等，其管腳如圖8.15所示。共一百零八頁圖8.15 iRAM2186、2187管腳圖共一百零八頁 2186/2187片內(nèi)具有8K8位集成動(dòng)態(tài)RAM，單一+5 V供電，工作電流70 mA，維持電流20 mA，存取時(shí)間250 ns，管腳與6264兼容。兩者的不同之處在于2186的引腳1是同CPU的握手信號(hào)RDY，而2187的引腳1是刷新控制輸入端REFEN。 2. 快擦寫型存儲(chǔ)器（Flash Memory） 快擦寫型存儲(chǔ)器是一種電可擦除型、非易失性存儲(chǔ)器，也稱為閃存，其特點(diǎn)是快速在線修改，且掉電后信息不丟失。近年來，F(xiàn)lash Memory大量用來制作存儲(chǔ)

36、器卡（也稱為閃卡），例如，數(shù)碼相機(jī)(sh m xin j)中使用的存儲(chǔ)器卡。共一百零八頁 Flash Memory以供電電壓的不同，大體可以分為兩大類：一類是從用紫外線擦除的EPROM發(fā)展而來的需要用高壓（12 V）編程的器件，通常需要雙電源（芯片電源、擦除/編程電源）供電，型號(hào)(xngho)序列為28F系列；另一類是從5 V編程的，以EEPROM為基礎(chǔ)的器件，它只需要單一電源供電，其型號(hào)序列通常為29C系列（有的序列號(hào)也不完全統(tǒng)一）。 Flash Memory的型號(hào)很多，如28F256（32K8）、28F512（64K8）、28F010（128K8）、28F020（256K8）、29C256

37、（32K8）、29C512（64K8）、29C010（128K8）、29C020（256K8）等。共一百零八頁8.3 并行(bngxng)I/O口擴(kuò)展 8.3.1 MCS-51內(nèi)部并行I/O口及其作用 51系列單片機(jī)內(nèi)部有4個(gè)雙向的并行I/O端口：P0P3，共占32根引腳。P0口的每一位可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL負(fù)載，P1P3口的負(fù)載能力為三個(gè)TTL負(fù)載。有關(guān)4個(gè)端口的結(jié)構(gòu)及詳細(xì)說明，在前面的有關(guān)章節(jié)中已作過介紹，這里(zhl)不再贅述。 在無片外存儲(chǔ)器擴(kuò)展的系統(tǒng)中，這4個(gè)端口都可以作為準(zhǔn)雙向通用I/O口使用。通過7.1和7.2節(jié)的介紹，我們知道，在具有片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中， P0口分時(shí)地作為低8位

38、地址線和數(shù)據(jù)線，P2口作為高8位地址線。這時(shí)，P0口和部分或全部的P2口無法再作通用I/O口。共一百零八頁 P3口具有第二功能，在應(yīng)用系統(tǒng)中也常被使用。因此在大多數(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)中，真正能夠提供給用戶使用的只有P1和部分P2、P3口。 綜上所述，MCS-51單片機(jī)的I/O端口通常(tngchng)需要擴(kuò)充，以便和更多的外設(shè)（例如顯示器、鍵盤）進(jìn)行聯(lián)系。 在51單片機(jī)中擴(kuò)展的I/O口采用與片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器相同的尋址方法，所有擴(kuò)展的I/O口，以及通過擴(kuò)展I/O口連接的外設(shè)都與片外RAM統(tǒng)一編址，因此，對(duì)片外I/O口的輸入/輸出指令就是訪問片外RAM的指令，即：共一百零八頁 MOVX DPTR,A MOV

39、X Ri,A MOVX A,DPTR MOVX A,Ri 共一百零八頁 8.3.2 簡(jiǎn)單的I/O口擴(kuò)展 簡(jiǎn)單的I/O口擴(kuò)展通常是采用TTL或CMOS電路鎖存器、三態(tài)門等作為擴(kuò)展芯片，通過P0口來實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展的一種(y zhn)方案。它具有電路簡(jiǎn)單、成本低、配置靈活的特點(diǎn)。 1. 擴(kuò)展實(shí)例 圖7.16為采用74LS244作為擴(kuò)展輸入、74LS273作為擴(kuò)展輸出的簡(jiǎn)單I/O口擴(kuò)展。共一百零八頁圖8.16 簡(jiǎn)單(jindn)I/O口擴(kuò)展電路共一百零八頁 2. 芯片及連線說明 在圖7.16的電路中采用的芯片為TTL電路74LS244、74LS273。其中，74LS244為8緩沖線驅(qū)動(dòng)器(三態(tài)輸出)，、為低

40、電平有效的使能端。當(dāng)二者之一為高電平時(shí)，輸出為三態(tài)。74LS273為8D觸發(fā)器，為低電平有效的清除端。當(dāng)=0時(shí)，輸出全為0且與其它輸入端無關(guān)；CP端是時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)CP由低電平向高電平跳變時(shí)刻，D端輸入數(shù)據(jù)傳送到Q輸出端。 P0口作為雙向8位數(shù)據(jù)線，既能夠從74LS244輸入數(shù)據(jù)，又能夠從74LS273輸出數(shù)據(jù)。 輸入控制信號(hào)由P2.0和相“或”后形成。當(dāng)二者都為0時(shí)，74LS244的控制端有效，選通74LS244，外部(wib)的信息輸入到P0數(shù)據(jù)總線上。當(dāng)與74LS244相連的按鍵都沒有按下時(shí)，輸入全為1，若按下某鍵，則所在線輸入為0。共一百零八頁 輸出控制信號(hào)由P2.0和相“或”后形成。當(dāng)

41、二者都為0后，74LS273的控制端有效，選通74LS273，P0上的數(shù)據(jù)鎖存到74LS273的輸出端，控制發(fā)光二極管LED，當(dāng)某線輸出為0時(shí)，相應(yīng)的LED發(fā)光。 3. I/O口地址確定 因?yàn)?yn wi)74LS244和74LS273都是在P2.0為0時(shí)被選通的，所以二者的口地址都為FEFFH（這個(gè)地址不是惟一的，只要保證P2.0=0，其它地址位無關(guān)）。但是由于分別由和控制，因而兩個(gè)信號(hào)不可能同時(shí)為0（執(zhí)行輸入指令，如MOVX A，DPTR或MOVX A，Ri時(shí)，有效；執(zhí)行輸出指令，如MOVX DPTR，A或MOVX Ri，A時(shí)，有效），所以邏輯上二者不會(huì)發(fā)生沖突。共一百零八頁 4. 編程應(yīng)

42、用 下述程序?qū)崿F(xiàn)的功能是按下任意鍵，對(duì)應(yīng)的LED發(fā)光。 CONT：MOV DPTR，#0FEFFH ；數(shù)據(jù)指針指向口地址 MOVX A，DPTR ；檢測(cè)按鍵，向74LS244 讀入數(shù)據(jù) MOVX DPTR，A ；向74LS273輸出(shch)數(shù)據(jù)， 驅(qū)動(dòng)LED SJMP CONT ；循環(huán)共一百零八頁 8.3.3 采用8255擴(kuò)展I/O口 所謂可編程的接口芯片是指其功能可由微處理機(jī)的指令來加以(jiy)改變的接口芯片，利用編程的方法，可以使一個(gè)接口芯片執(zhí)行不同的接口功能。目前，各生產(chǎn)廠家已提供了很多系列的可編程接口，MCS-51單片機(jī)常用的兩種接口芯片是8255以及8155，本書主要介紹這兩種

43、芯片在51單片機(jī)中的使用。 8255和MCS-51相連，可以為外設(shè)提供三個(gè)8位的I/O端口：A口、B口和C口，三個(gè)端口的功能完全由編程來決定。 共一百零八頁 1. 8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳排列(pili) 圖8.17為8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳圖。圖8.17 8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳圖共一百零八頁 (1)A口、B口和C口。A口、B口和C口均為8位I/O數(shù)據(jù)口，但結(jié)構(gòu)(jigu)上略有差別。A口由一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸出緩沖/鎖存器和一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖/鎖存器組成。B口由一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸出緩沖/鎖存器和一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器組成。三個(gè)端口都可以和外設(shè)相連，分別傳送外設(shè)的輸入/輸出數(shù)據(jù)或控制信息。

44、(2) A、B組控制電路。這是兩組根據(jù)CPU的命令字控制8255工作方式的電路。A組控制A口及C口的高4位，B組控制B口及C口的低4位。 (3) 數(shù)據(jù)緩沖器。這是一個(gè)雙向三態(tài)8位的驅(qū)動(dòng)口，用于和單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連，傳送數(shù)據(jù)或控制信息。共一百零八頁 (4) 讀/寫控制邏輯。這部分電路接收MCS-51送來的讀/寫命令和選口地址，用于控制對(duì)8255的讀/寫。 2) 引腳 (1) 數(shù)據(jù)線(8條)：D0D7為數(shù)據(jù)總線，用于傳送CPU和8255之間的數(shù)據(jù)、命令和狀態(tài)字。 (2) 控制線和尋址線(6條)。 RESET：復(fù)位信號(hào)，輸入(shr)高電平有效。一般和單片機(jī)的復(fù)位相連，復(fù)位后，8255所有內(nèi)部寄存

45、器清0，所有口都為輸入方式。 和 ： 讀/寫信號(hào)線，輸入，低電平有效。當(dāng)為0時(shí)（必為1），所選的8255處于讀狀態(tài)，8255送出信息到CPU。反之亦然。共一百零八頁 ：片選線，輸入，低電平有效。 A0、A1：地址輸入線。當(dāng)=0，芯片被選中時(shí)，這兩位的4種組合(zh)00、01、10、11分別用于選擇A、B、C口和控制寄存器。 (3)I/O口線(24條)：PA0PA7、PB0PB7、PC0PC7為24條雙向三態(tài)I/O總線，分別與A、B、C口相對(duì)應(yīng)，用于8255和外設(shè)之間傳送數(shù)據(jù)。 (4) 電源線(2條)：VCC為+5 V，GND為地線。 共一百零八頁 2. 8255的控制(kngzh)字 825

46、5的三個(gè)端口具體工作在什么方式下，是通過CPU對(duì)控制口的寫入控制字來決定的。8255有兩個(gè)控制字：方式選擇控制字和C口置/復(fù)位控制字。用戶通過程序把這兩個(gè)控制字送到8255的控制寄存器（A0A1=11），這兩個(gè)控制字以D7來作為標(biāo)志。 1) 方式選擇控制字 方式選擇控制字的格式和定義如圖8.18(a)所示。 例8.5 設(shè)8255控制字寄存器的地址為F3H，試編程使A口為方式0輸出，B口為方式0輸入，PC4PC7為輸出，PC0PC3為輸入。其程序?yàn)楣惨话倭惆隧?MOV R0，#0F3H MOV A，#83H MOVX R0, A 2) C口置/復(fù)位控制字 C口置/復(fù)位控制字的格式和定義如圖8.1

47、8(b)所示。C口具有位操作功能，把一個(gè)置/復(fù)位控制字送入8255的控制寄存器，就能將C口的某一位置1或清0而不影響其它(qt)位的狀態(tài)。共一百零八頁圖8.18 8255控制(kngzh)字的格式和定義 共一百零八頁 例8.6 仍設(shè)8255控制字寄存器地址(dzh)為F3H，下述程序可以將PC1置1，PC3清0。MOV R0，#0F3HMOV A，#03HMOVX R0, AMOV A，#06HMOVX R0, A 3. 8255的工作方式 8255有三種工作方式：方式0、方式1、方式2。方式的選擇是通過上述寫控制字的方法來完成的。共一百零八頁 (1) 方式0（基本輸入/輸出方式）：A口、B口

48、及C口高4位、低4位都可以設(shè)置輸入或輸出，不需要選通信號(hào)。單片機(jī)可以對(duì)8255進(jìn)行I/O數(shù)據(jù)的無條件傳送(chun sn)，外設(shè)的I/O數(shù)據(jù)在8255的各端口能得到鎖存和緩沖。 (2) 方式1（選通輸入/輸出方式）：A口和B口都可以獨(dú)立的設(shè)置為方式1，在這種方式下，8255的A口和B口通常用于傳送和它們相連外設(shè)的I/O數(shù)據(jù)，C口作為A口和B口的握手聯(lián)絡(luò)線，以實(shí)現(xiàn)中斷方式傳送I/O數(shù)據(jù)。C口作為聯(lián)絡(luò)線的各位分配是在設(shè)計(jì)8255時(shí)規(guī)定的，分配表如表8.3所示。共一百零八頁表8.3 8255C口聯(lián)絡(luò)信號(hào)(xnho)分配表C口各位方式1方式2輸入方式輸出方式雙向方式PC0INTRBINTRB由B口方式

49、決定PC1IBFB由B口方式?jīng)Q定PC2SETB由B口方式?jīng)Q定PC3INTRAINTRBINTRAPC4I/OPC5IBFAI/OIBFAPC6I/OPC7I/O共一百零八頁 4. 8255與MCS-51的接口 8255和單片機(jī)的接口十分簡(jiǎn)單，只需要一個(gè)8位的地址鎖存器即可。鎖存器用來鎖存P0口輸出的低8位地址信息。圖8.19為8255擴(kuò)展實(shí)例(shl)。 1) 連線說明 數(shù)據(jù)線：8255的8根數(shù)據(jù)線D0D7直接和P0口一一對(duì)應(yīng)相連就可以了。 控制線：8255的復(fù)位線RESET與8031的復(fù)位端相連，都接到8031的復(fù)位電路上（在圖8.19中未畫出）。8255 的 和 與8031的 和 一一對(duì)應(yīng)

50、相連。共一百零八頁 尋址線：8255的 和A1、A0分別由P0.7和P0.1、P0.0經(jīng)地址鎖存器74LS373后提供，當(dāng)然 的接法不是惟一的。當(dāng)系統(tǒng)要同時(shí)擴(kuò)展(kuzhn)外部RAM時(shí)，就要和RAM芯片的片選端一起經(jīng)地址譯碼電路來獲得，以免發(fā)生地址沖突。 I/O口線：可以根據(jù)用戶需要連接外部設(shè)備。圖8.19中，A口作輸出，接8個(gè)發(fā)光二極管LED；B口作輸入，接8個(gè)按鍵開關(guān)；C口未用。共一百零八頁圖8.19 8051和8255的接口(ji ku)電路 共一百零八頁 2) 地址(dzh)確定 8051A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0P2.7P2.6P2

51、.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.08255A1A0A口：000B口：001C口：010控制(kngzh)口：011共一百零八頁根據(jù)上述接法，8255的A、B、C以及控制口的地址分別為0000H、0001H、0002H和0003H（假設(shè)無關(guān)位都取0）。 3) 編程應(yīng)用 例8.7 如果在8255的B口接有8個(gè)按鍵，A口接有8個(gè)發(fā)光二極管，即類似于圖8.16中按鍵和二極管的連接，則下面(xi mian)的程序能夠完成按下某一按鍵，相應(yīng)的發(fā)光二極管發(fā)光的功能。 MOV DPTR，#0003H ；指向8255的控制口 MOV A，

52、#83H 共一百零八頁 MOVX DPTR, A ；向控制(kngzh)口寫控制(kngzh)字，A口輸出，B口輸入 MOV DPTR，#0001H ；指向8255的B口LOOP：MOVX A, DPTR ；檢測(cè)按鍵，將按鍵狀態(tài)讀入A累加器 MOV DPTR，#0000H ；指向8255的A口 MOVX DPTR, A ；驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光 SJMP LOOP共一百零八頁 8.3.4 采用8155擴(kuò)展I/O口 在實(shí)訓(xùn)電路中采用的是另一種可編程的接口芯片8155，Intel公司研制的8155不僅具有兩個(gè)8位的I/O端口(A口、B口)和一個(gè)6位的I/O端口(C口)，而且(r qi)還可以提供256B的

53、靜態(tài)RAM存儲(chǔ)器和一個(gè)14位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器。8155和單片機(jī)的接口非常簡(jiǎn)單，目前被廣泛應(yīng)用。 1. 8155的結(jié)構(gòu)和引腳 8155有40個(gè)引腳，采用雙列直插封裝，其引腳圖和組成框圖如圖8.20所示。共一百零八頁圖8.20 8155的引腳圖和結(jié)構(gòu)(jigu)框圖CBAAD012PA021AD113PA122AD214PA223AD315PA324AD416PA425AD517PA526AD618PA627AD719PA728PB029CE8PB130RD9PB231WR10PB332IO/M7PB433ALE11PB534PB635PB736TIMEROUT6PC037PC138TIMERIN3

54、PC239PC31PC42RESET4PC558155256字節(jié)靜態(tài)RAM14位定時(shí)計(jì)數(shù)器TIMER INTIMER OUTVCC(5 V)VSS(GND)PA0PA7IO/MCEALERDWRRESETAD0AD7PB0PB7PC0PC7共一百零八頁 我們對(duì)8155的引腳分類說明如下： (1) 地址/數(shù)據(jù)線AD0AD7（8條）：是低8位地址線和數(shù)據(jù)線的共用輸入總線，常和51單片機(jī)的P0口相連(xin lin)，用于分時(shí)傳送地址數(shù)據(jù)信息，當(dāng)ALE=1時(shí)，傳送的是地址。 (2) I/O口總線（22條）：PA0PA7、PB0PB7分別為A、B口線，用于和外設(shè)之間傳遞數(shù)據(jù)；PC0PC5為C端口線，既

55、可與外設(shè)傳送數(shù)據(jù)，也可以作為A、B口的控制聯(lián)絡(luò)線。 共一百零八頁 (3) 控制總線（8條）： RESET：復(fù)位線，通常(tngchng)與單片機(jī)的復(fù)位端相連，復(fù)位后，8155的3個(gè)端口都為輸入方式。 ：讀/寫線，控制8155的讀、寫操作。 ALE：地址鎖存線，高電平有效。它常和單片機(jī)的ALE端相連，在ALE的下降沿將單片機(jī)P0口輸出的低8位地址信息鎖存到8155內(nèi)部的地址鎖存器中。因此，單片機(jī)的P0口和8155連接時(shí)，無需外接鎖存器。 ：片選線，低電平有效。 ：RAM或I/O口的選擇線。當(dāng)=0時(shí)，選中8155的256 B RAM；當(dāng)=1時(shí)，選中8155片內(nèi)3個(gè)I/O端口以及命令/狀態(tài)寄存器和定

56、時(shí)/計(jì)數(shù)器。共一百零八頁 TIM ERIN、 ：定時(shí)/計(jì)數(shù)器的脈沖輸入、輸出線。TIMERIN輸入脈沖對(duì)8155內(nèi)部的14位定時(shí)/計(jì)數(shù)器減1；為輸出線，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)滿回0時(shí)，8155從該線輸出脈沖或方波，波形形狀由計(jì)數(shù)器的工作方式?jīng)Q定。 2. 作片外RAM使用(shyng) 當(dāng)=0，=0時(shí)，8155只能做片外RAM使用，共256 B。其尋址范圍由以及AD0AD7的接法決定，這和前面講到的片外RAM擴(kuò)展時(shí)討論的完全相同。當(dāng)系統(tǒng)同時(shí)擴(kuò)展片外RAM芯片時(shí)，要注意二者的統(tǒng)一編址。對(duì)這256 B RAM的操作使用片外RAM的讀/寫指令“MOVX”。 共一百零八頁 3. 作擴(kuò)展I/O口使用 當(dāng) =0， =1

57、時(shí)，此時(shí)可以對(duì)8155片內(nèi)3個(gè)I/O端口以及命令/狀態(tài)寄存器和定時(shí)/計(jì)數(shù)器進(jìn)行操作。與I/O端口和計(jì)數(shù)器使用有關(guān)(yugun)的內(nèi)部寄存器共有6個(gè)，需要三位地址來區(qū)分，表8.4為地址分配情況。 表8.4 6個(gè)內(nèi)部(nib)寄存器的地址分配表 AD7AD0選中寄存器A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1內(nèi)部命令/狀態(tài)寄存器PA口PB口PC口定時(shí)/計(jì)數(shù)器低8位寄存器定時(shí)/計(jì)數(shù)器高8位寄存器共一百零八頁 1) 命令/狀態(tài)寄存器 和接口芯片8255一樣，芯片8155 I/O口的工作(gngzu)方式的確定也是通過對(duì)8155

58、的命令寄存器寫入控制字來實(shí)現(xiàn)的。8155控制字的格式如圖8.21所示。 命令寄存器只能寫入不能讀出，也就是說，控制字只能通過指令MOVX DPTR, A或MOVX Ri, A寫入命令寄存器。 在本書的實(shí)訓(xùn)電路板中，擴(kuò)展了8155，用于連接8個(gè)LED顯示和鍵盤，A、B口為基本輸出方式，C口為基本輸入方式，因此編寫如下程序：共一百零八頁 圖8.21 8155的控制(kngzh)字 共一百零八頁 MOV DPTR，#CWR；設(shè)CWR為命令寄存器的地址 MOV A，#03H ；A、B口為基本輸出方式(fngsh)，C口為基本輸入方式 MOVX DPTR,A 狀態(tài)寄存器中存放有狀態(tài)字，狀態(tài)字反映了815

59、5的工作情況，狀態(tài)字的各位定義如圖7.22所示 共一百零八頁圖8.22 8155的狀態(tài)字共一百零八頁 狀態(tài)寄存器和命令寄存器是同一地址，狀態(tài)寄存器只能讀出不能寫入，也就是說，狀態(tài)字只能通過指令MOVX A ，DPTR或MOVX A，Ri來讀出，以此來了解8155的工作狀態(tài)。 2) 計(jì)數(shù)器高、低8位寄存器 關(guān)于計(jì)數(shù)器高、低8位寄存器的使用，我們將在后面講到定時(shí)器使用時(shí)再作介紹。 4. I/O口的工作方式(fngsh) 當(dāng)使用8155的三個(gè)I/O端口時(shí)，它們可以工作于不同的方式，工作方式的選擇取決于寫入的控制字，如圖8.21所示。其中，A、B口可以工作于基本I/O方式或選通I/O方式，C口可工作于

60、基本I/O方式，也可以作為A、B選通方式時(shí)的控制聯(lián)絡(luò)線。共一百零八頁 方式1、2時(shí)，A、B、C口都工作于基本I/O方式，可以直接和外設(shè)相連，采用“MOVX”類的指令進(jìn)行輸入/輸出操作。 方式3時(shí)，A口為選通I/O方式，由C口的低三位作聯(lián)絡(luò)線，其余位作I/O線；B口為基本I/O方式。 方式4時(shí)，A、B口均為選通I/O方式，C口作為(zuwi)A、B口的聯(lián)絡(luò)線。其邏輯組態(tài)如圖8.23所示。共一百零八頁圖8.23 8155方式4時(shí)的邏輯(lu j)結(jié)構(gòu) 共一百零八頁C口的工作(gngzu)方式和各位的關(guān)系見表8.5 。 表8.5 C口的工作方式方式1方式2方式3方式4PC0PC1PC2PC3PC4P