單片機(jī)基礎(chǔ)(第3版)-第6章 單片機(jī)并行存儲(chǔ)器擴(kuò)展

存儲(chǔ)器用來存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，是計(jì)算機(jī)的重要組成部分。

MCS-51的存儲(chǔ)器配置方式與其他常用的微型計(jì)算機(jī)不同。它把程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開，各有自己的尋址系統(tǒng)、控制信號(hào)和功能。通常，程序存儲(chǔ)器用來存放程序和表格常數(shù)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用來存放程序運(yùn)行所需要的給定參數(shù)和運(yùn)行結(jié)果。第6章單片機(jī)并行存儲(chǔ)器擴(kuò)展16.1單片機(jī)并行外擴(kuò)展系統(tǒng)

MCS-51單片機(jī)的功能較強(qiáng)，從一定意義上可以說，一塊單片機(jī)可以直接使用在智能儀器、儀表、小型檢測(cè)及控制系統(tǒng)中，而不需要擴(kuò)展外圍芯片，使用極其方便。但是對(duì)于一些較大的應(yīng)用系統(tǒng)，單片機(jī)原有的功能就顯得不足，這時(shí)必須在片外擴(kuò)展一些外圍芯片。通?？梢詳U(kuò)展存儲(chǔ)器、并行輸入／輸出口、串行輸入／輸出口等。本章介紹單片機(jī)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展方法。

280C51單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)36.1.1單片機(jī)并行擴(kuò)展總線系統(tǒng)擴(kuò)展主要內(nèi)容有：外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展（外部RAM、ROM）；I/O接口部件的擴(kuò)展。圖6.1單片機(jī)并行擴(kuò)展系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖4

1.并行擴(kuò)展總線的組成（1）地址總線用于擴(kuò)展儲(chǔ)存器和I/O端口尋址。（2）數(shù)據(jù)總線用于傳送數(shù)據(jù)、狀態(tài)、指令和命令。（3）控制總線2.80C51單片機(jī)并行擴(kuò)展總線單片機(jī)沒有提供專用的地址引腳和數(shù)據(jù)引腳，實(shí)際擴(kuò)展使用單片機(jī)的I/O端口線充當(dāng)?shù)刂肪€和數(shù)據(jù)線。

（1）以P0口的8位口線充當(dāng)?shù)臀坏刂肪€/數(shù)據(jù)線（2）以P2口的口線作高位地址線（3）控制信號(hào)

ALE－低8位地址鎖存信號(hào)；

PSEN－擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)；

EA－內(nèi)外程序存儲(chǔ)器選擇信號(hào)；

RD和WR－擴(kuò)展RAM和I/O口的讀選通、寫選通信號(hào)。5圖6.280C51單片機(jī)并行擴(kuò)展總線結(jié)構(gòu)圖6常用地址鎖存器芯片:74LS373、8282、74LS573a、鎖存器74LS373（帶有三態(tài)門的8D鎖存器）7

b、鎖存器8282

功能及內(nèi)部結(jié)構(gòu)與74LS373完全一樣，只是其引腳的排列與74LS373不同89106.1.2并行擴(kuò)展系統(tǒng)的I/O編址和芯片選取

1.單片機(jī)外擴(kuò)展地址空間圖6.380C51單片機(jī)系統(tǒng)地址空間結(jié)構(gòu)圖112.片選技術(shù)尋址分為芯片選擇和芯片內(nèi)目標(biāo)單元選擇兩個(gè)層次，擴(kuò)展芯片都有片選信號(hào)引腳，可以通過地址編碼實(shí)現(xiàn)選擇；片內(nèi)單元選擇由使用的芯片自行解決，使用時(shí)，只需把控制的芯片地址引腳與相應(yīng)的地址線連接即可。芯片選擇方法分線選法和譯碼法。（1）線選法尋址直接用系統(tǒng)的高位地址線作芯片的片選信號(hào)。優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，不需另外增加硬件電路，體積小，成本低。缺點(diǎn)：可尋址的器件數(shù)目受限，地址空間不連續(xù)，只適于外擴(kuò)芯片不多，規(guī)模不大的單片機(jī)系統(tǒng)。12

A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A02716：11110XXXXXXXXXXXF7FFH~F000H6116：11101XXXXXXXXXXXEFFFH~E800H8255：11011XXXXXXXXXXXDFFFH~D800H0832：10111XXXXXXXXXXXBFFFH~B800H8279：01111XXXXXXXXXXX7FFFH~7800H圖6.4線選法擴(kuò)展片選連接示意圖13

存在問題：地址重復(fù)。

A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A02716：11110XXXXXXXXXXXF7FFH~F000H2716：11100XXXXXXXXXXXE7FFH~E000H2716：11000XXXXXXXXXXXC7FFH~C000H2716：10000XXXXXXXXXXXB7FFH~B000H14（2）譯碼法尋址常用譯碼器芯片：74LS138（3-8譯碼器）、

74LS139（雙2-4譯碼器）、74LS154（4-16譯碼器）當(dāng)譯碼器的輸入為某一個(gè)固定編碼時(shí)，其輸出只有某一個(gè)固定的引腳輸出為低電平，其余的為高電平。1574LS138作譯碼器的連接74LS138譯碼器的邏輯功能真值表80C5116圖6.5譯碼法擴(kuò)展片選連接示意圖176.2存儲(chǔ)器分類6.2.1只讀存儲(chǔ)器

1.掩膜只讀存儲(chǔ)器

2.可編程只讀存儲(chǔ)器（PROM）

3.可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器（EPROM）

4.電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器

5.閃速存儲(chǔ)器（FlashROM）6.2.2讀/寫存儲(chǔ)器6.3存儲(chǔ)器并行擴(kuò)展6.3.1程序存儲(chǔ)器并行擴(kuò)展18常用的EPROM芯片引腳功能如下：A0～A15：地址線引腳，數(shù)目決定存儲(chǔ)容量；D7～D0：數(shù)據(jù)線引腳；CE：片選輸入端；OE：輸出允許控制端；PGM：編程時(shí)，加編程脈沖的輸入端；Vpp：編程時(shí)，編程電壓（+12V或+25V）輸入端；Vcc：+5V，芯片的工作電壓；GND：數(shù)字地；1920圖6.62716引腳圖A10~A0：11位地址；O7~O0：數(shù)據(jù)線；CE/PGM：片選/編程控制信號(hào)；正常使用片選（低電平有效），編程時(shí)，引入編程脈沖；OE：輸出允許信號(hào)，低電平有效。Vpp：編程電壓（+12V或+25V）輸入端21圖6.7單片程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展連接圖2223存儲(chǔ)器擴(kuò)展的主要內(nèi)容地址線、數(shù)據(jù)線和控制線連接。地址線：根據(jù)需要的程序儲(chǔ)存期容量選擇ROM容量，將地址總線依次連接到ROM的地址線上，采用線選法或譯碼法進(jìn)行芯片選擇；數(shù)據(jù)總線：將數(shù)據(jù)總線依次連接到ROM的數(shù)據(jù)線上；控制總線：PSEN連接到ROM的OE端。246.3.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器并行擴(kuò)展常用的靜態(tài)RAM（SRAM）芯片有:6116、6264、62128、62256。+5V電源供電，雙列直插，6116為24引腳封裝，6264、62128、62256為28引腳封裝，各引腳功能如下：

A0～A14：地址輸入線；

D0～D7：雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線；

CE：片選信號(hào)輸入，為低電平時(shí)才選中該片；

OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)；

WE：寫允許信號(hào)輸入線，低電平有效；

Vcc：工作電源+5V；

GND：地。2526

1.RAM芯片6116圖6.8芯片6116引腳圖A10~A0：地址線D7~D0：數(shù)據(jù)線CS：片選信號(hào)CE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)WE：寫選通信號(hào)27表6.26116工作方式28

2.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展連接圖6.9單片RAM擴(kuò)展連接圖296.3.3使用RAM芯片擴(kuò)展可讀/寫的程序存儲(chǔ)器圖6.10把6116改造成程序存儲(chǔ)器圖6.11可讀/寫程序存儲(chǔ)器應(yīng)用舉例306.480C51單片機(jī)存儲(chǔ)器系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用方法6.4.1單片機(jī)存儲(chǔ)器系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器并存

單片機(jī)程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器有各自的地址空間、操作指令和控制信號(hào)。

2.內(nèi)外存儲(chǔ)器并存

80C51數(shù)據(jù)內(nèi)存地址00H~7FH，外部地址0000H~FFFFH；程序內(nèi)存地址0000H~FFFH，外部地址0000H~FFFFH；圖6.1280C51存儲(chǔ)器的4個(gè)物理存儲(chǔ)空間和3個(gè)邏輯存儲(chǔ)空間31

3.程序存儲(chǔ)器地址具有連續(xù)性要求

程序存儲(chǔ)空間地址連續(xù)，指令生成的機(jī)器碼在ROM中按規(guī)定地址存放。6.4.280C51單片機(jī)存儲(chǔ)器的使用

1.存儲(chǔ)空間的區(qū)分

（1）內(nèi)部程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的區(qū)分

讀芯片內(nèi)部ROM使用MOVC指令，讀芯片內(nèi)部RAM使用MOV指令。（2）外部程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的區(qū)分讀芯片外部ROM使用MOVC指令，使用PSEN為選通信號(hào)；讀芯片外部RAM使用MOVX指令，使用RD、WR為選通信號(hào)。

32（3）內(nèi)外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的區(qū)分芯片內(nèi)部RAM和芯片外部RAM地址重疊，但使用不同的指令區(qū)別，訪問內(nèi)部RAM使用MOV指令，訪問外部RAM使用MOVX指令。2.內(nèi)外程序存儲(chǔ)器的銜接圖6.13內(nèi)外程序存儲(chǔ)器銜接示意圖333.EPROM和RAM的綜合擴(kuò)展例1：采用線選法擴(kuò)展2片8KB的RAM和2片8KB的EPROM，RAM

選6264，EPROM選2764，寫出ROM和RAM的地址空間。34

A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0IC1：110XXXXXXXXXXXXXDFFFH~C000HIC2：101XXXXXXXXXXXXXBFFFH~A000HIC3：110XXXXXXXXXXXXXDFFFH~C000HIC4：101XXXXXXXXXXXXXBFFFH~A000H35例2：采用譯碼器法擴(kuò)展2片8KBEPROM，2片8KBRAM。

EPROM選用2764，RAM選用6264。共擴(kuò)展4片芯片。36A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5