第7章存儲(chǔ)器與并行口擴(kuò)展140728

第7章單片機(jī)存儲(chǔ)器擴(kuò)展7.0引言7.1存儲(chǔ)器的分類及片外三總線的形成7.2存儲(chǔ)器并行擴(kuò)展存儲(chǔ)空間分配片選信號(hào)產(chǎn)生方法程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的并行拓展

片內(nèi)的資源如不滿足需要，需外擴(kuò)存儲(chǔ)器和I/O功能部件：系統(tǒng)擴(kuò)展問(wèn)題，內(nèi)容主要有：(1)外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展

（外部存儲(chǔ)器又分為外部程序存儲(chǔ)器和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器）(2)I/O接口部件的擴(kuò)展單片機(jī)最小系統(tǒng)7.0引言按其功能通常把系統(tǒng)總線分為三組：

1.地址總線（AdressBus,簡(jiǎn)寫AB）:A0-A15

2.數(shù)據(jù)總線(DataBus，簡(jiǎn)寫DB):D0-D7

3.控制總線（ControlBus，簡(jiǎn)寫CB）

/PSEN訪問(wèn)代碼空間

/WR/RD訪問(wèn)數(shù)據(jù)空間

MCS-51數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器的最大擴(kuò)展空間各為64KB7.0.1總線分類系統(tǒng)擴(kuò)展三總線示意圖7.0.2單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展的工作特點(diǎn)CPU指示燈ROM鍵盤RAMD/AA/D在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)發(fā)送方可稱為發(fā)言者，數(shù)據(jù)接收方可稱為聽(tīng)眾。某些單元永遠(yuǎn)是聽(tīng)眾，而某些單元有時(shí)是聽(tīng)眾，有時(shí)是發(fā)言者。某一時(shí)刻，只允許有一個(gè)發(fā)言者，但可以有多個(gè)聽(tīng)眾?？偩€沒(méi)有記憶能力，信息只能在有限的時(shí)間內(nèi)停留。聽(tīng)眾的多少取決于總線的驅(qū)動(dòng)能力。

總線是由導(dǎo)線構(gòu)成的，在總線上的信息是由數(shù)據(jù)輸出方輸出的邏輯電平，導(dǎo)線的性質(zhì)決定了在總線上各點(diǎn)的邏輯電平是一致的；如果同一時(shí)刻有多個(gè)設(shè)備試圖向總線輸出信號(hào)，勢(shì)必會(huì)造成總線邏輯電平的混亂，影響信號(hào)的正確傳輸；同一時(shí)刻所有連接在總線上的數(shù)據(jù)接收設(shè)備都會(huì)根據(jù)總線邏輯電平得到相同的信號(hào)輸入；1、某一時(shí)刻，只允許有一個(gè)發(fā)言者，但可以有多個(gè)聽(tīng)眾

總線由導(dǎo)線構(gòu)成，它永遠(yuǎn)保持當(dāng)前輸出設(shè)備正在輸出的邏輯電平，而無(wú)法記錄當(dāng)前時(shí)刻之前的任何邏輯電平信息；信息在總線上停留的時(shí)間，取決于當(dāng)前輸出設(shè)備輸出信息的持續(xù)時(shí)間，這一時(shí)間一般來(lái)說(shuō)都是很短的；2、總線沒(méi)有記憶能力，信息只能在有限的時(shí)間內(nèi)停留

當(dāng)總線保持邏輯高電平或邏輯低電平時(shí)，所有連接到總線上的信息接收設(shè)備都會(huì)消耗功率，總線電平的提供者必須要有足夠的驅(qū)動(dòng)能力來(lái)滿足這些功率的消耗；一個(gè)總線上能夠連接多少接收設(shè)備，取決于該總線保持邏輯電平的能力，即總線的驅(qū)動(dòng)能力；3、聽(tīng)眾的多少取決于總線的驅(qū)動(dòng)能力

1、聽(tīng)眾必須具有記憶能力，即具有鎖存功能；由于總線沒(méi)有記憶能力，而且信號(hào)維持時(shí)間很短，對(duì)于需要總線信號(hào)維持時(shí)間較長(zhǎng)的設(shè)備，必須要自行添加鎖存器，使得信號(hào)能夠在脫離總線的情況下被單獨(dú)的保存；最常用的鎖存器就是D觸發(fā)器；7.0.3計(jì)算機(jī)總線的工作原理要求

總線上某一時(shí)刻只允許有一個(gè)發(fā)言者，否則會(huì)造成邏輯混亂；2、發(fā)言者必須首先獲得發(fā)言權(quán)；總線上往往又存在很多設(shè)備，其中信息發(fā)送設(shè)備也不止一個(gè)；此時(shí)就必須要在每個(gè)信息發(fā)送設(shè)備與總線之間添加三態(tài)門作為輸入緩沖，利用三態(tài)門的開(kāi)啟使某個(gè)設(shè)備獲得發(fā)言權(quán)。計(jì)算機(jī)中的兩個(gè)重要概念輸出鎖存：采用鎖存器使聽(tīng)眾具有記憶能力。輸入緩沖：采用三態(tài)門，將發(fā)言者接入總線。小結(jié)：在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中輸出鎖存和輸入緩沖有何作用？7.0引言7.1存儲(chǔ)器的分類及片外三總線的形成7.2存儲(chǔ)器并行擴(kuò)展存儲(chǔ)空間分配片選信號(hào)產(chǎn)生方法程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的并行拓展7.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片存儲(chǔ)器是存放二進(jìn)制編碼信息的硬件裝置存儲(chǔ)器的類型按工作時(shí)與CPU聯(lián)系密切程度分類主存和輔存，或者稱作內(nèi)存和外存。主存直接和CPU交換信息，容量小，速度快。輔存則存放暫時(shí)不執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)，只在需要時(shí)與主存進(jìn)行批量數(shù)據(jù)交換，通常容量大，但存取速度慢；（例子：主存：DRAM（“Cache-主存”層次，在CPU和主存之間增加一級(jí)容量小、價(jià)格高的高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）），輔存：硬盤）按存儲(chǔ)元件材料分類半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁存儲(chǔ)器及光存儲(chǔ)器；7.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片按存儲(chǔ)器讀寫工作方式分類只讀存儲(chǔ)器(ROM,ReadOnlyMemory)隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM,

RandomAccessMemory)SRAMDRAM可現(xiàn)場(chǎng)改寫的非易失性存儲(chǔ)器(NWM)FlashEEPROM7.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片2.典型存儲(chǔ)器芯片RAM芯片：6116：CMOSSRAM2Kx8Bit6264：CMOSSRAM8Kx8Bit62256：CMOSSRAM32Kx8BitROM芯片：2716：NMOSEPROM2Kx8Bit2764：NMOSEPROM8Kx8Bit27256：NMOSEPROM32Kx8Bit7.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片3.技術(shù)指標(biāo)及選擇原則存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo)：存儲(chǔ)容量、存取速度、可靠性、性能價(jià)格比。存儲(chǔ)容量用其存儲(chǔ)的二進(jìn)制位信息量描述，用其存儲(chǔ)單元數(shù)與存儲(chǔ)單元字長(zhǎng)乘積表示，即容量=字?jǐn)?shù)×字長(zhǎng)。

存取速度是指從CPU給出有效地存儲(chǔ)器地址到存儲(chǔ)器輸入或輸出有效數(shù)據(jù)所需要的時(shí)間。7.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片存儲(chǔ)器指標(biāo)與選擇原則類型：ROM、RAM根據(jù)設(shè)計(jì)意圖選定RAM或ROM，ROM用于固化程序，對(duì)于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)宜于選用EPROM；RAM有SRAM和DRAM之分。由于對(duì)SRAM不需刷新操作，電路連接簡(jiǎn)單，擴(kuò)充靈活，可靠性高，而且一般SRAM的引腳與同容量的EPROM兼容，因此在存儲(chǔ)器容量較小的系統(tǒng)中廣泛選用SRAM。存儲(chǔ)容量：8KB、32KB、64KB一般根據(jù)系統(tǒng)和用戶程序的規(guī)模確定整個(gè)存儲(chǔ)器的容量。由于單片存儲(chǔ)器芯片容量有限，往往需要多片組成，因此對(duì)于單片機(jī)系統(tǒng)，通常選擇單片容量較大、位數(shù)不需擴(kuò)展的存儲(chǔ)器芯片。7.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片存儲(chǔ)器的速度：7ns、8ns、10ns、70ns存儲(chǔ)器的速度必須和CPU的讀寫速度相匹配。一般應(yīng)盡量根據(jù)CPU的速度來(lái)選定存儲(chǔ)器芯片的速度，一方面使電路連接簡(jiǎn)單，另一方面同時(shí)也可充分發(fā)揮CPU的高速功能。存儲(chǔ)器的功耗一般，對(duì)功耗要求高的場(chǎng)合，應(yīng)選用CMOS型器件。價(jià)格：32KBSRAM~￥107.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)4.存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)7.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片的結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片由存儲(chǔ)矩陣、地址譯碼器、控制邏輯和三態(tài)數(shù)據(jù)緩沖寄存器組成，是大量存儲(chǔ)元件的有機(jī)結(jié)合。存儲(chǔ)元件則是由能存儲(chǔ)一位二進(jìn)制代碼的物理器件構(gòu)成。將存儲(chǔ)矩陣中的全部存儲(chǔ)單元賦予單元地址，由芯片內(nèi)部的地址譯碼器實(shí)現(xiàn)按地址選擇對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元。在CPU及其接口電路送來(lái)的芯片選擇信號(hào)CS和讀寫控制信號(hào)R/W的配合下，單方面打開(kāi)三態(tài)緩沖器，將該存儲(chǔ)單元中的代碼進(jìn)行讀或?qū)懖僮?。在不進(jìn)行讀或?qū)懖僮鲿r(shí)，芯片選擇信號(hào)無(wú)效，控制邏輯使三態(tài)緩沖器處于高阻組態(tài)，存儲(chǔ)矩陣與數(shù)據(jù)線脫開(kāi)。7.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片的結(jié)構(gòu)容量為2n個(gè)存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)矩陣，必須有n條地址線選通對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元，若每個(gè)存儲(chǔ)單元有N位(字長(zhǎng)為N)，則有N條數(shù)據(jù)線，該存儲(chǔ)體由2n×N個(gè)存儲(chǔ)bit元件組成。7.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片5.常用存儲(chǔ)器芯片介紹SRAM61166116是一種典型的CMOS型SRAM，其容量為2KB。6116的結(jié)構(gòu)分為存儲(chǔ)矩陣、地址譯碼和讀/寫控制三部分。7.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片存儲(chǔ)矩陣6116芯片的容量為2Kx8位，即它有2048個(gè)存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元字長(zhǎng)為8位，故6116芯片內(nèi)有16384個(gè)基本存儲(chǔ)電路。為了節(jié)省內(nèi)部譯碼電路，將它們排列成128X128的矩陣形式，它是存儲(chǔ)器存儲(chǔ)信息的載體。7.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片地址譯碼由于存儲(chǔ)體是矩陣式的結(jié)構(gòu)，所以地址譯碼電路分成行地址譯碼和列地址譯碼。由A4-A10譯碼產(chǎn)生128根行選擇線Xi(i=0,…,127);由A0-A3經(jīng)譯碼產(chǎn)生16根列選擇線Yj(j=0,…,15)，每條列選擇線同時(shí)控制8位。根據(jù)外部地址輸入，存儲(chǔ)器內(nèi)部通過(guò)譯碼電路選中被訪問(wèn)的存儲(chǔ)單元，以便進(jìn)行“讀”或“寫”。7.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片讀/寫控制RAM的輸入/輸出與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連。CPU對(duì)RAM進(jìn)行讀操作時(shí)，被訪問(wèn)的存儲(chǔ)單元中的信息應(yīng)讀出(輸出)到外部數(shù)據(jù)總線上來(lái);CPU對(duì)RAM進(jìn)行寫操作時(shí)，數(shù)據(jù)總線上的內(nèi)容應(yīng)寫入(輸入)到被訪問(wèn)的存儲(chǔ)單元中。當(dāng)CE=0，OE=0，WE=1時(shí)，為讀出操作;當(dāng)CE=0，OE=1，WE=0時(shí)，為寫入操作;其他情況下，輸入/輸出的三態(tài)門呈高阻態(tài)。7.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片6116的引腳A0~A10：地址引腳；I/O0~I/O7：數(shù)據(jù)引腳；VCC、GND：電源引腳；CE：片選信號(hào)引腳；WE：寫入有效信號(hào)引腳；RD：讀出有效信號(hào)引腳；7.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片6116芯片的工作方式：寫入方式。其條件是:CE=0,WE=0,OE=1。操作結(jié)果是D0-D7上的內(nèi)容輸入到A0-A10所指定的存儲(chǔ)單元中。讀出方式。其條件是:CE=0,WE=1,OE=0。操作結(jié)果是A0-A10所指定的存儲(chǔ)單元內(nèi)容輸出到D0-D7上。低功耗維持方式，這是一種非工作方式，當(dāng)CE=1時(shí)，芯片處于這一方式。此時(shí)，器件電流僅為20uA左右，為系統(tǒng)斷電時(shí)用電池保持RAM的內(nèi)容提供了可能性。7.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片62647.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片622567.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片EPROM27162716是典型的NMOS型2KB的EPROM；其內(nèi)部結(jié)構(gòu)同樣分為存儲(chǔ)矩陣、地址譯碼和讀/寫控制三部分；其工作方式與SRAM6116非常類似，只是工作狀態(tài)較復(fù)雜。7.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片2716的引腳VCC、VSS、VPP：電源引腳；A0-A10：地址引腳；D0-D7：數(shù)據(jù)引腳；OE：輸出有效信號(hào)引腳；CE/PGM：片選有效/編程脈沖信號(hào)引腳；7.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片2716的工作狀態(tài)讀方式這是2716芯片通常使用的方式，此時(shí)兩個(gè)電源引腳VCC和VPP都接至+5V。當(dāng)從2716芯片的某個(gè)單元中讀數(shù)據(jù)時(shí)，先通過(guò)A0-A10接收來(lái)自CPU的地址信號(hào)，然后使CE和OE都有效，于是經(jīng)過(guò)一段延遲時(shí)間，D0-D7便送出該地址所指定的存儲(chǔ)單元的內(nèi)容。7.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片未選中在OE=1時(shí)，不論CE狀態(tài)如何，2716芯片均未選中，因此D0-D7呈高阻狀態(tài)。等待在CE=1時(shí)，2716芯片處于等待狀態(tài)。此時(shí)，2716芯片的功耗由525mW下降到132mW，只有讀狀態(tài)的四分之一。在此狀態(tài)下，D0-D7呈高阻態(tài)。編程VPP=+25V，CE=1，把要寫入數(shù)據(jù)的單元地址和數(shù)據(jù)分別送到地址總線和數(shù)據(jù)總線上，向OE端送一個(gè)52ms寬的正脈沖，就可以將數(shù)據(jù)寫入指定的單元中。全部2K字節(jié)的編程時(shí)間約100s。7.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片編程檢查為了檢查編程時(shí)寫入的數(shù)據(jù)是否正確，通常在編程過(guò)程中包含檢查操作。在一個(gè)字節(jié)的編程完成后，電源的接法不變，CE、OE均為低電平，則同一單元的數(shù)據(jù)就在數(shù)據(jù)線上輸出，以便與輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，檢查編程的結(jié)果是否正確。編程禁止在編程過(guò)程中，只要使該芯片的CE=0,編程就立即禁止。7.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片2764、272567.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片小結(jié)：ABUS，DBUS，CBUS/CE(chipenable)：片選線/OE(outputenable)：輸出允許6264讀操作：/CE1=0且CE2=1且/OE=06264寫操作：/CE1=0且CE2=1且/WE=02764讀操作：/CE=0且/OE=07.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片緩沖器緩沖器主要用于CPU總線的緩沖，以增加總線驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能力。常用的有單向緩沖器74LS244和雙向緩沖器74LS245。74LS24474LS2457.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片74LS244一片244分為兩組，每組4位，對(duì)應(yīng)輸入分別為1A1-1A4和2A1-2A4對(duì)應(yīng)輸出分別為1Y1-1Y4和2Y1-2Y4；/G1和/G2分別是兩組的三態(tài)使能控制端，低電平有效。若把/G1和/G2相連接，則一片244即為一個(gè)8位的單向緩沖器。這種緩沖器常用于地址或控制信號(hào)的緩沖。7.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片74LS245245是一個(gè)8位雙向緩沖器；/G為使能控制端，低電平有效；DIR為方向控制端。當(dāng)/G=0、DIR=0時(shí)，數(shù)據(jù)由B到A，當(dāng)/G=0,DIR=1時(shí)，則數(shù)據(jù)由A到B。當(dāng)/G=1時(shí)，A和B均處于高阻態(tài)。245常用作數(shù)據(jù)緩沖器，也可用作單向緩沖器，用于地址或控制信號(hào)的緩沖。7.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片鎖存器由于MCS-51的P0口是分時(shí)復(fù)用的地址/數(shù)據(jù)線，因此必須利用鎖存器將地址信號(hào)從地址/數(shù)據(jù)總線中分離出來(lái)，得到低8位地址A0~A7。這種鎖存器也可作為數(shù)據(jù)鎖存器，鎖存CPU輸出的數(shù)據(jù)。常用鎖存芯片有74LS373、74LS273等。74LS37374LS2737.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片74LS373數(shù)據(jù)鎖存（電平觸發(fā)型，透明式鎖存器）/OC：輸出有效G(C)：輸入有效7.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片74LS273上升沿觸發(fā)型鎖存/CLR：清零信號(hào)CLK：上升沿觸發(fā)信號(hào)7.1.1存儲(chǔ)器分類及常用存儲(chǔ)芯片373與273的區(qū)別373是電平觸發(fā)，即在G為高電平時(shí)觸發(fā)D觸發(fā)器；273是上升沿觸發(fā)，在CLK的上升沿處觸發(fā)D觸發(fā)器；373輸出有三態(tài)門作為緩沖，即存在高阻態(tài)；而273則沒(méi)有；7.1.2MCS-51單片機(jī)片外三總線的形成從物理上可以分為片內(nèi)、片外兩個(gè)區(qū)域；片外區(qū)域在邏輯上可以分為ROM和RAM兩個(gè)區(qū)域；訪問(wèn)這兩個(gè)邏輯區(qū)域所用的控制信號(hào)和訪問(wèn)指令都是不一樣的；外部設(shè)備在邏輯上一般劃歸RAM區(qū)域，通過(guò)訪問(wèn)RAM的方式來(lái)訪問(wèn)外部設(shè)備；空間類型對(duì)象控制信號(hào)訪問(wèn)指令代碼空間ROM,E2PROM/PSENMOVC數(shù)據(jù)空間RAM/RD,/WRMOVXIO空間A/DD/A并行口等/RD,/WRMOVX1、MCS－51單片機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)空間格局和特點(diǎn)7.1.2MCS-51單片機(jī)片外三總線的形成片外三總線為數(shù)據(jù)、地址、控制總線，MCS-51的片外三總線構(gòu)成方式如圖；地址總線A0-A15由P0、P2共同構(gòu)成；數(shù)據(jù)總線D0-D7由P0構(gòu)成；控制總線由ALE、/PSEN、/WR、/RD構(gòu)成，訪問(wèn)不同邏輯空間時(shí)使用不同信號(hào)；2、三總線的形成7.1.2MCS-51單片機(jī)片外三總線的形成控制總線(CB)地址總線(AB)數(shù)據(jù)總線(DB)2、三總線的形成7.1.2MCS-51單片機(jī)片外三總線的形成

MCS-51單片機(jī)總線寬度(16位)，在片外可擴(kuò)展的存儲(chǔ)器最大容量為64KB，地址為0000H~FFFFH。因?yàn)镸CS-51單片機(jī)對(duì)片外程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的操作使用不同的指令和控制信號(hào)，所以允許兩者的地址空間重疊，故片外可擴(kuò)展的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分別為64KB。為了配置外圍設(shè)備而需要擴(kuò)展的I/O口與片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址，即占據(jù)相同的地址空間。因此，片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器連同I/O口一起總的擴(kuò)展容量是64KB。2、三總線的形成7.1.2MCS-51單片機(jī)片外三總線的形成P0、P2和P3口在三總線中分別擔(dān)任什么角色？ALE的作用是什么？低8bits地址什么時(shí)候鎖入74LS373？/PSEN,/RD,/WR的作用是什么？小結(jié)7.1.2MCS-51單片機(jī)片外三總線的形成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器基本擴(kuò)展方法擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器要將存儲(chǔ)器芯片的OE和WE分別和單片機(jī)系統(tǒng)的RD和WR相連。可采用EEPROM只讀存儲(chǔ)器、靜態(tài)RAM和動(dòng)態(tài)RAM三類芯片。3、程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的基本擴(kuò)展方法7.1.2MCS-51單片機(jī)片外三總線的形成例：片外擴(kuò)展1片6116，2KB的SRAM7.1.2MCS-51單片機(jī)片外三總線的形成程序存儲(chǔ)器基本擴(kuò)展方法擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器主要是將存儲(chǔ)器芯片的OE與單片機(jī)系統(tǒng)的PSEN相連。擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器可以采用只讀存儲(chǔ)器的3種芯片。

7.1.2MCS-51單片機(jī)片外三總線的形成例：片外擴(kuò)展1片27128A，16KB的EPROM7.1.2MCS-51單片機(jī)片外三總線的形成程序存儲(chǔ)器訪問(wèn)時(shí)序什么是時(shí)序？訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器的控制信號(hào)（1）ALE

（2）/PSEN

（3）/EA

如果指令是從片外EPROM中讀取，ALE用于低8位地址鎖存，/PSEN接外擴(kuò)EPROM的/OE腳。4、程序存儲(chǔ)器訪問(wèn)時(shí)序通道1：內(nèi)部總線LatchDriver通道2：內(nèi)部總線DriverP0口的結(jié)構(gòu)P0口作為總線口使用時(shí)，Control＝1內(nèi)部數(shù)據(jù)總線，地址總線與驅(qū)動(dòng)器接通P2口的結(jié)構(gòu)作為總線口使用時(shí)Control＝1內(nèi)部地址總線與驅(qū)動(dòng)器接通取指時(shí)序PCH：01PCL：00在ALE的下跳沿PCL信息被鎖入373INST：75在PSEN的下跳沿使能ROM的OE端片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀時(shí)序P2：12P0：34在ALE的下跳沿DPL中的信息通過(guò)PO口引腳輸出，并鎖入373在RD的下跳沿使能RAM的OE端DATA：557.0引言7.1存儲(chǔ)器的分類及片外三總線的形成7.2存儲(chǔ)器并行擴(kuò)展存儲(chǔ)空間分配片選信號(hào)產(chǎn)生方法程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的并行拓展7.2存儲(chǔ)空間分配和片選信號(hào)產(chǎn)生方法存儲(chǔ)空間分配存儲(chǔ)空間是計(jì)算機(jī)資源之一分配存儲(chǔ)空間：指確定存儲(chǔ)芯片或接口芯片地址（范圍）的過(guò)程。如6264芯片，內(nèi)含8KB，即8192個(gè)存儲(chǔ)單元。給6264分配存儲(chǔ)空間的含義是確定其每個(gè)存儲(chǔ)單元的地址。7.2.1存儲(chǔ)空間分配7.2存儲(chǔ)空間分配和片選信號(hào)產(chǎn)生方法片選信號(hào)的產(chǎn)生方法片選信號(hào)（/CS,/CE）的作用：決定每個(gè)器件是否具有使用總線的權(quán)利。片選信號(hào)的產(chǎn)生方法：直接接地法、線選法、譯碼法1、直接接地法地址線A12－A0：用于片內(nèi)譯碼，達(dá)到選擇某個(gè)特定單元的目的。地址線A15，A14，A13為無(wú)關(guān)態(tài)。7.2.2片選信號(hào)的產(chǎn)生方法7.2存儲(chǔ)空間分配和片選信號(hào)產(chǎn)生方法訪問(wèn)6264的有效地址？由于系統(tǒng)地址總線中A13-A15未使用，因此訪問(wèn)6264的有效地址為：A15A14A13A12A11－A8A7―A4A3―A0XXX0000000000000……XXX0010000000000……XXX11111111111117.2存儲(chǔ)空間分配和片選信號(hào)產(chǎn)生方法情況1：A15A14A13A12A11－A8A7―A4A3―A0

0000000000000000……

00011111111111116264芯片首地址：0000H6264芯片末地址：1FFFH7.2存儲(chǔ)空間分配和片選信號(hào)產(chǎn)生方法情況2：A15A14A13A12A11－A8A7―A4A3―A0

0010000000000000……

00111111111111116264芯片首地址：2000H6264芯片末地址：3FFFH7.2存儲(chǔ)空間分配和片選信號(hào)產(chǎn)生方法依次類推可得：6242共有8塊存儲(chǔ)地址，占用了全部數(shù)據(jù)空間0000H－1FFFH2000H－3FFFH4000H－5FFFH6000H－7FFFH8000H－9FFFHA000H－BFFFHC000H－DFFFHE000H－FFFFH6242共有8塊存儲(chǔ)地址，即存在重復(fù)地址，它占用了全部數(shù)據(jù)空間！7.2存儲(chǔ)空間分配和片選信號(hào)產(chǎn)生方法2、線選法直接利用單根地址線作為片選信號(hào)。例：采用線選法擴(kuò)展兩片8KBROM以及8KBRAM6264和2764都是8KX8的存儲(chǔ)器，它們都有13根地址線A0-A12；用剩余3根地址線A13-A15分別作片選信號(hào)；A13(P2.5)連2764(1)和6264(1)的片選端；A14(P2.6)連2764(2)和6264(2)的片選端。7.2存儲(chǔ)空間分配和片選信號(hào)產(chǎn)生方法訪問(wèn)6264（1）的地址約束條件為：

A15(P2.7) A14(P2.6) A13(P2.5) X X 0由于有兩根地址線未使用，故可選擇的地址空間為：0000H－1FFFH，4000H－5FFFF，8000H－9FFFH,C000H－DFFFH這四個(gè)存儲(chǔ)區(qū)是重疊的，例如，地址0000H,4000H,8000H,C000H都對(duì)應(yīng)6264（1）中的同一個(gè)地址單元，即地址重疊了，其他幾片與此類似。所以用線選法實(shí)現(xiàn)片選，其存儲(chǔ)單元地址不是唯一的。7.2存儲(chǔ)空間分配和片選信號(hào)產(chǎn)生方法訪問(wèn)6264（2）的地址約束條件為：

A15(P2.7) A14(P2.6) A13(P2.5) X 0 X由于有兩根地址線未使用，故可選擇的地址空間為：0000H－1FFFH，2000H－3FFFF，8000H－9FFFH,A000H－BFFFH可見(jiàn)對(duì)于兩片6264來(lái)說(shuō)，地址空間0000H－1FFFH和8000H－9FFFH是重疊的，因此不能使用這一范圍的地址來(lái)訪問(wèn)片外RAM，否則會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)6264都被選中的情況，會(huì)造成邏輯錯(cuò)誤。片外2764的地址空間情況與6264相同。7.2存儲(chǔ)空間分配和片選信號(hào)產(chǎn)生方法3、譯碼法多根地址線經(jīng)過(guò)譯碼器、簡(jiǎn)單邏輯電路、可編程邏輯陣列處理后產(chǎn)生片選信號(hào)。地址譯碼法又有部分譯碼和全譯碼兩種方式。7.2存儲(chǔ)空間分配和片選信號(hào)產(chǎn)生方法全譯碼除存儲(chǔ)器芯片所用地址線與CPU的地址線對(duì)應(yīng)相連外，未用的地址線全部參加譯碼，通過(guò)地址譯碼器產(chǎn)生存儲(chǔ)器的片選信號(hào)。7.2存儲(chǔ)空間分配和片選信號(hào)產(chǎn)生方法3-8線譯碼器74LS1387.2存儲(chǔ)空間分配和片選信號(hào)產(chǎn)生方法雙2-4線譯碼器74LS1397.2存儲(chǔ)空間分配和片選信號(hào)產(chǎn)生方法訪問(wèn)6264（1）的地址約束條件為：/CE=/Y0 A15(P2.7) A14(P2.6) A13(P2.5) G B A 0 0 06264(1)的地址范圍為0000H－1FFFH7.2存儲(chǔ)空間分配和片選信號(hào)產(chǎn)生方法訪問(wèn)6264（2）的地址約束條件為：/CE=/Y1 A15(P2.7) A14(P2.6) A13(P2.5) G B A 0 0 16264(2)的地址范圍為2000H－3FFFH6264(1)和6264(2)的地址空間都是唯一的，不存在重復(fù)地址。7.2存儲(chǔ)空間分配和片選信號(hào)產(chǎn)生方法16根地址線中低13位（A0－A12）用于片內(nèi)譯碼，高3位（A13、A14、A15）用于片選譯碼。全部地址線參與了譯碼，6264不再存在重復(fù)地址！7.2存儲(chǔ)空間分配和片選信號(hào)產(chǎn)生方法如圖所示的片外存儲(chǔ)器擴(kuò)展方法，各存儲(chǔ)器的地址空間為：2764(1)：程序存儲(chǔ)空間0000H-1FFFH（/Y0）2764(2)：程序存儲(chǔ)空間2000H-3F