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文檔簡介
單片機存儲器擴展第一頁,共二十七頁,2022年,8月28日
單片機內資源少,存儲器容量小,在進行較復雜過程的控制時,它自身的功能遠遠不能滿足需要。為此,應擴展其功能。MCS-51單片機的擴展性能較強,根據(jù)需要,可擴展:ROM、RAM;定時/計數(shù)器;并行I/O口、串行口;中斷系統(tǒng)擴展等。第二頁,共二十七頁,2022年,8月28日§5.1MCS-51單片機系統(tǒng)擴展及結構一、8051/8751硬件最小系統(tǒng)對于片內有ROM型單片機,其自身可以構成最小系統(tǒng)
第三頁,共二十七頁,2022年,8月28日該系統(tǒng)的資源如下:4KBROM,256BRAM;
五源中斷系統(tǒng);
兩個十六位加一定時/計數(shù)器;一個全雙工串行UART;四個并行I/O口。二、8031硬件最小系統(tǒng)8031單片機片內無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。
第四頁,共二十七頁,2022年,8月28日圖中:/OE——三態(tài)門控制端G——低電平鎖存
74LS373或74LS273第五頁,共二十七頁,2022年,8月28日三、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——DB,P0口提供(D7~D0),共8位??刂瓶偩€——CB,ALE、、、、等。第六頁,共二十七頁,2022年,8月28日§5.2存儲器擴展與編址技術一、三總線的連接
1、數(shù)據(jù)線的連接P0口的八位線承擔此任,此時不用外接上拉電阻。2、地址線的連接P0口承擔地址低八位線,A0~A7;P2口承擔地址高八位線,A8~A15。注意:P0口線地址/數(shù)據(jù)分時復用,需用地址鎖存器74LS373或74LS273鎖存地址。
第七頁,共二十七頁,2022年,8月28日A10~A8A7~A0D7~D0CB第八頁,共二十七頁,2022年,8月28日3、控制線的連接對存儲器來講控制線無非是:芯片的選通控制、讀寫控制。單片機與外部器件數(shù)據(jù)交換要遵循兩個重要原則:地址唯一性,一個單元一個地址。同一時刻,CPU只能訪問一個地址,即只能與一個單元交換數(shù)據(jù)。不交換時,外部器件處于鎖閉狀態(tài),對總線呈浮空狀態(tài)。第九頁,共二十七頁,2022年,8月28日讀/寫:CPU向外部設備發(fā)出的讀/寫控制命令。EPROM:/OE/PSENSRAM:
/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
/CE或/CS,以便選中芯片。第十頁,共二十七頁,2022年,8月28日二、存儲器地址編碼SRAM6116:“16”——2K×8b=2KB21×210=211即6116有11根地址線。地址空間:A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0最低地址:000000000000000H最高地址:1111111111107FFH
MCS-51單片機尋址范圍:64KB26×210=216即16位地址線地址空間:A15A14A13A12A11A10A9A8A7······A0單片機
×
×
×
×
×A10A9A8A7······A0611625=322KB第十一頁,共二十七頁,2022年,8月28日上式中:“×”表示0或1。即單片機地址空間中包含有32個2KB。某片6116占據(jù)的是哪2KB不能確定——地址浮動。
只有限定A15······A11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P2.7P2.5P2.4P2.3假定全為1
則:6116地址范圍是B800H~BFFFH。同理,P27P25P24P23假定全為0則:6116地址范圍是0000H~07FFH;再設P27選中6116(設P26P25P24P23全為1)則:地址范圍是7800H~7FFFH第十二頁,共二十七頁,2022年,8月28日可見:存儲器芯片在系統(tǒng)中地址分布由兩個因素決定:
一是,芯片本身的地址線(與容量有關)二是,芯片選通信號的獲得方式。擴展存儲器時,總是讓單片機低位地址與存儲器芯片地址線相接;而讓單片機剩余的高位地址線(在P2口)常作為片選信號線。這種方法對SRAM、EPROM、擴展I/O芯片、外設同樣適用。P25=0時,選中2764;“64”8K×8b=23×210=213A15A14A13A12A11············A023=88KB第十三頁,共二十七頁,2022年,8月28日若取P27P26均為1;則2764在本系統(tǒng)內地址范圍:C000H~DFFFH可以。此時6116:D800H~DFFFH2764:C000H~DB00H
若6116與2764都用A13(P25)選中可否第十四頁,共二十七頁,2022年,8月28日6116與2764在D800H~DB00H范圍內地址重疊,這是不是違反交換原則呢?不會!因為,6116是SRAM,2764是EPROM。除地址和選通信號外,還有讀/寫控制信號起作用。RAM——/WE/WR/OE/RDROM——/OE/PSEN可用來區(qū)分二器件第十五頁,共二十七頁,2022年,8月28日5.3程序存儲器擴展不用片外譯碼器的單片程序存儲器的擴展(線選法)
例1試用EPROM2764構成8031的最小系統(tǒng)。2764是8K×8位程序存儲器,芯片的地址引腳線有13條,順次和單片機的地址線A0~A12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個重疊的8KB地址空間。因只用一片2764,其片選信號CE可直接接地(常有效)。其連接電路如圖所示。第十六頁,共二十七頁,2022年,8月28日第十七頁,共二十七頁,2022年,8月28日圖示連接電路的8個重疊的地址范圍為第十八頁,共二十七頁,2022年,8月28日采用線選法的多片程序存儲器的擴展
例2使用兩片2764擴展16KB的程序存儲器,采用線選法選中芯片。擴展連接圖如圖所示。以P2.7作為片選,當P2.7=0時,選中2764(1);當P2.7=1時,選中2764(2)。因兩根線(A13、A14)未用,故兩個芯片各有22=4個重疊的地址空間。它們分別為第十九頁,共二十七頁,2022年,8月28日用兩片2764EPROM的擴展連接圖第二十頁,共二十七頁,2022年,8月28日。第二十一頁,共二十七頁,2022年,8月28日采用地址譯碼器的多片程序存儲器的擴展(譯碼法)
例3要求用2764芯片擴展8031的片外程序存儲器,分配的地址范圍為0000H~3FFFH。本例要求的地址空間是唯一確定的,所以要采用全譯碼方法。由分配的地址范圍知:擴展的容量為3FFFH-0000H+1=4000H=16KB,2764為8K×8位,故需要兩片。第1片的地址范圍應為0000H~1FFFH;第2片的地址范圍應為2000H~3FFFH。由地址范圍確定譯碼器的連接。為此畫出譯碼關系圖如下:第二十二頁,共二十七頁,2022年,8月28日第二十三頁,共二十七頁,2022年,8月28日5.4數(shù)據(jù)存儲器的擴展例4采用2114芯片在8031片外擴展1KB數(shù)據(jù)存儲器。
1K×4的靜態(tài)RAM存儲器芯片
第二十四頁,共二十七頁,2022年,8月28日5.5存儲器綜合擴展
例5采用2764和6264芯片在8031片外分別擴展24KB程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。擴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62
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