單片機(jī)存儲(chǔ)器擴(kuò)展

1、單片機(jī)存儲(chǔ)器擴(kuò)展第1頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)44分，星期二 單片機(jī)內(nèi)資源少，存儲(chǔ)器容量小，在進(jìn)行較復(fù)雜過(guò)程的控制時(shí)，它自身的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要。為此，應(yīng)擴(kuò)展其功能。 MCS-51單片機(jī)的擴(kuò)展性能較強(qiáng)，根據(jù)需要， 可擴(kuò)展： ROM、RAM； 定時(shí) / 計(jì)數(shù)器； 并行I / O口、 串行口； 中斷系統(tǒng)擴(kuò)展等。第2頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)44分，星期二5.1 MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展及結(jié)構(gòu)一、8051/8751硬件最小系統(tǒng)對(duì)于片內(nèi)有ROM型單片機(jī)，其自身可以構(gòu)成最小系統(tǒng) 第3頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)44分，星期二該系統(tǒng)的資源如下： 4KB R

2、OM，256B RAM； 五源中斷系統(tǒng)； 兩個(gè)十六位加一定時(shí) / 計(jì)數(shù)器； 一個(gè)全雙工串行UART； 四個(gè)并行I / O口。二、8031硬件最小系統(tǒng) 8031單片機(jī)片內(nèi)無(wú)ROM，若要正常工作，必需外配ROM。外接ROM后，P3口、P2口、P0口均被占用，只剩下P1口作I / O口用，其它功能不變。 第4頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)44分，星期二圖中：/OE 三態(tài)門控制端 G 低電平鎖存 74LS373或74LS273第5頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)44分，星期二三、總線的概念地址總線 AB，P0口提供（A7 A0）； P2口提供（A15 A8），共16位。數(shù)據(jù)總線

3、DB，P0口提供（D7 D0），共8位?？刂瓶偩€ CB，ALE 、 、 、 、 等。第6頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)44分，星期二5.2 存儲(chǔ)器擴(kuò)展與編址技術(shù)一、三總線的連接 1、數(shù)據(jù)線的連接 P0口的八位線承擔(dān)此任，此時(shí)不用外接上拉電阻。2、地址線的連接 P0口承擔(dān)地址低八位線，A0 A7； P2口承擔(dān)地址高八位線，A8 A15。注意：P0口線地址 / 數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用，需用地址鎖存器 74LS373或74LS273鎖存地址。 第7頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)44分，星期二A10 A8A7 A0D7 D0 CB第8頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)44分，星期

4、二3、控制線的連接 對(duì)存儲(chǔ)器來(lái)講控制線無(wú)非是：芯片的選通控制、讀寫控制。 單片機(jī)與外部器件數(shù)據(jù)交換要遵循兩個(gè)重要原則：地址唯一性，一個(gè)單元一個(gè)地址。同一時(shí)刻，CPU只能訪問(wèn)一個(gè)地址，即只能與一 個(gè)單元交換數(shù)據(jù)。 不交換時(shí)，外部器件處于鎖閉狀態(tài)，對(duì)總線呈浮空狀態(tài)。第9頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)44分，星期二讀 / 寫：CPU向外部設(shè)備發(fā)出的讀/寫控制命令。 EPROM：/OE /PSEN SRAM： /WE /WR /OE /RD 選通：CPU與器件交換數(shù)據(jù)或信息，需先發(fā)出選通信號(hào) /CE或/CS，以便選中芯片。第10頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)44分，星期二二、存

5、儲(chǔ)器地址編碼SRAM6116：“16” 2K8b = 2KB 21210 = 211即6116有11根地址線。地址空間： A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0最低地址： 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0000H 最高地址： 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 07FFH MCS-51單片機(jī)尋址范圍：64KB 26210 = 216即16位地址線地址空間： A15A14A13A12A11A10A9A8A7A0 單片機(jī) A10A9A8A7A0 6116 25 = 322KB第11頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)44分，星期二上式中：“”表示0

6、或1。即單片機(jī)地址空間中包含有32個(gè)2KB。某片6116占據(jù)的是哪2KB不能確定地址浮動(dòng)。 只有限定A15A11的取值才能確定6116在系統(tǒng)中的地址范圍。如，P2.5 = 1 ，選中6116的/CS線。設(shè)P2.7 P2.5 P2.4 P2.3假定全為1 則: 6116地址范圍是B800H BFFFH。 同理， P27 P25 P24 P23假定全為0 則: 6116地址范圍是 0000H 07FFH； 再設(shè)P27選中6116 （設(shè)P26 P25 P24 P23全為1） 則：地址范圍是7800H 7FFFH 第12頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)44分，星期二可見：存儲(chǔ)器芯片在系統(tǒng)中地

7、址分布由兩個(gè)因素決定： 一是，芯片本身的地址線（與容量有關(guān)） 二是，芯片選通信號(hào)的獲得方式。擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，總是讓單片機(jī)低位地址與存儲(chǔ)器芯片地址線相接；而讓單片機(jī)剩余的高位地址線（在P2口）常作為片選信號(hào)線。這種方法對(duì)SRAM、EPROM、擴(kuò)展I / O芯片、外設(shè)同樣適用。 P25 = 0時(shí)，選中2764；“64” 8K8b = 23210 = 213 A15 A14 A13 A12 A11 A0 23 = 88KB第13頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)44分，星期二若取P27 P26均為1；則2764在本系統(tǒng)內(nèi)地址范圍：C000H DFFFH可以。此時(shí)6116：D800H DFFFH

8、 2764：C000H DB00H 若6116與2764都用A13 （P25）選中可否第14頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)44分，星期二6116與2764在D800H DB00H范圍內(nèi)地址重疊，這是不是違反交換原則呢？不會(huì)！因?yàn)椋?116是SRAM，2764是EPROM。除地址和選通信號(hào)外，還有讀/寫控制信號(hào)起作用。RAM /WE /WR /OE /RD ROM /OE /PSEN可用來(lái)區(qū)分二器件第15頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)44分，星期二5.3 程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展不用片外譯碼器的單片程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展（線選法） 例1 試用EPROM2764構(gòu)成8031的最小系統(tǒng)。 2

9、764是8K8位程序存儲(chǔ)器，芯片的地址引腳線有13條，順次和單片機(jī)的地址線A0A12相接。由于不采用地址譯碼器，所以高3位地址線A13、A14、A15不接，故有23=8個(gè)重疊的8 KB地址空間。因只用一片2764，其片選信號(hào)CE可直接接地(常有效)。其連接電路如圖所示。第16頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)44分，星期二第17頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)44分，星期二圖示連接電路的8個(gè)重疊的地址范圍為第18頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)44分，星期二采用線選法的多片程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 例2 使用兩片2764擴(kuò)展16 KB的程序存儲(chǔ)器，采用線選法選中芯片。擴(kuò)展連

10、接圖如圖所示。以P2.7作為片選，當(dāng)P2.7=0時(shí)，選中2764(1)；當(dāng)P2.7=1時(shí)，選中2764(2)。因兩根線(A13、A14)未用，故兩個(gè)芯片各有22=4個(gè)重疊的地址空間。它們分別為第19頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)44分，星期二用兩片2764 EPROM的擴(kuò)展連接圖 第20頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)44分，星期二。第21頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)44分，星期二采用地址譯碼器的多片程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展（譯碼法） 例3 要求用2764芯片擴(kuò)展8031的片外程序存儲(chǔ)器，分配的地址范圍為0000H3FFFH。 本例要求的地址空間是唯一確定的，所以要

11、采用全譯碼方法。由分配的地址范圍知：擴(kuò)展的容量為3FFFH-0000H+1=4000H=16KB，2764為8 K8位，故需要兩片。第1片的地址范圍應(yīng)為0000H1FFFH；第2片的地址范圍應(yīng)為2000H3FFFH。 由地址范圍確定譯碼器的連接。為此畫出譯碼關(guān)系圖如下：第22頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)44分，星期二第23頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)44分，星期二5.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展例4 采用2114芯片在8031片外擴(kuò)展1 KB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 1K4的靜態(tài)RAM存儲(chǔ)器芯片 第24頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)44分，星期二5.5 存儲(chǔ)器綜合擴(kuò)展 例5 采用2764和6264芯片在8031片外分別擴(kuò)展24 KB程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 擴(kuò)展連接電路如圖所示。從圖中可以看出，各有一片2764和一片6264的片選端并接在一根譯碼輸出線上。即有2764和6264芯片相同的地址單元將會(huì)同時(shí)選通，這不會(huì)發(fā)生地址沖突，因?yàn)閮煞N芯片的控制信號(hào)