單片機(jī)的擴(kuò)展技術(shù)-存儲(chǔ)器的系統(tǒng)擴(kuò)展

任務(wù)一了解存儲(chǔ)器的系統(tǒng)擴(kuò)展一、任務(wù)描述在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，當(dāng)單片機(jī)內(nèi)部固有的存儲(chǔ)器容量不能滿足系統(tǒng)要求時(shí)，需要對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行外部系統(tǒng)擴(kuò)展。使用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片HM6264和程序存儲(chǔ)器芯片27C512對(duì)AT89C51單片機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)器擴(kuò)展，編寫數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移程序，將程序存儲(chǔ)器中的表格數(shù)據(jù)值存入外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，然后再讀回，當(dāng)數(shù)據(jù)移動(dòng)結(jié)束后LED點(diǎn)亮。二、硬件設(shè)計(jì)單片機(jī)存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路如圖7-1所示，使用EPROM27C512芯片進(jìn)行片外ROM的擴(kuò)展。27C512具有64KB空間，使用了全部16根地址線，因?yàn)橹挥幸黄琑OM芯片，故片選線CE直接接地。由于單片機(jī)的EA引腳接Vcc，所以首先使用了片內(nèi)ROM。使用HM6264芯片進(jìn)行片外RAM的擴(kuò)展，HM6264具有8KB空間，使用了13根地址線，同樣只有一片RAM芯片，故片選線CS接Vcc，CE接地。電路設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于：P0口分時(shí)復(fù)用，故采用74LS373進(jìn)行地址鎖存，單片機(jī)ALE引腳與74LS373的LE相連；單片機(jī)的讀、寫引腳RD和WD與HM6264的OE和WE相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部RAM的讀寫；單片機(jī)的PSEN與27C512的OE相連，實(shí)現(xiàn)從外部ROM執(zhí)行程序。：因?yàn)閮烧呤褂玫目刂凭€不同，所以對(duì)外部RAM和外部ROM的訪問(wèn)是獨(dú)立的。任務(wù)一了解存儲(chǔ)器的系統(tǒng)擴(kuò)展圖7-1單片機(jī)存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路任務(wù)一了解存儲(chǔ)器的系統(tǒng)擴(kuò)展三、相關(guān)知識(shí)知識(shí)點(diǎn)一：MCS-51系列單片機(jī)片外總線結(jié)構(gòu)1.地址總線(AB)地址總線用于傳送單片機(jī)送出的地址信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備(存儲(chǔ)器和I／O端口)的選擇，是單向的，由單片機(jī)向外發(fā)送信息。2.數(shù)據(jù)總線(DB)數(shù)據(jù)總線用于單片機(jī)與外部設(shè)備之間數(shù)據(jù)傳送，是雙向的。MCS51單片機(jī)數(shù)據(jù)總線由P0口提供，寬度為1個(gè)字節(jié)，8位。該口是應(yīng)用系統(tǒng)中使用最頻繁的通道，它不僅傳送數(shù)據(jù)信息，而且還配合控制總線，傳送低8位地址信息。3.控制總線(CB)控制總線是配合地址總線和數(shù)據(jù)總線實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)外部設(shè)備進(jìn)行讀／寫操作的一組控制線。其中包括：(1)ALE用于鎖存P0輸出的低8位地址，在其下降沿控制鎖存器對(duì)低8位地址進(jìn)行鎖存。(2)RD和WR用于片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和I／O端口的讀／寫選通信號(hào)。(3)PSEN信號(hào)用于外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。(4)EA信號(hào)用于片內(nèi)、外程序存儲(chǔ)器的選擇信號(hào)。4.地址線譯碼方式(1)線選方式。(2)全譯碼方式。(3)局部譯碼方式。任務(wù)一了解存儲(chǔ)器的系統(tǒng)擴(kuò)展知識(shí)點(diǎn)二：程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展1.半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是微型計(jì)算機(jī)的重要記憶元件，用于存儲(chǔ)程序、常數(shù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。通常按功能分為只讀存儲(chǔ)器ROM(ReadOnlyMemory)和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM(RandomAccessMemory)。(1)只讀存儲(chǔ)器(ROM)：ROM所存儲(chǔ)的信息在正常情況下只能讀出，不能隨意改變，其信息不會(huì)丟失，一般作為程序存儲(chǔ)器使用。(2)隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)：RAM是一種在正常情況下可以隨機(jī)寫入或讀出存儲(chǔ)信息的器件，掉電后信息會(huì)丟失，一般作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器使用。(3)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器兩個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)：存儲(chǔ)容量和存取速度。存儲(chǔ)容量是指一塊芯片中所能存儲(chǔ)的信息位數(shù)(bit)，即字?jǐn)?shù)和字長(zhǎng)的乘積。一般以字節(jié)的數(shù)量表示，如16K×8位的芯片，表示為16KB。存取速度是指CPU從存儲(chǔ)器讀出或?qū)懭胍粋€(gè)數(shù)據(jù)所需要的時(shí)間,一般為幾十到幾百納秒，其速度要與CPU速度相匹配。任務(wù)一了解存儲(chǔ)器的系統(tǒng)擴(kuò)展2.常用程序存儲(chǔ)器芯片(1)紫外線擦除可編程EPROM型芯片：主要有2716、2732、2764、27128、27256、27512等。(2)E2PROM型芯片：主要有串行和并行兩種。3.程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路8031單片機(jī)擴(kuò)展一片2764作為外部程序存儲(chǔ)器的接口電路如圖7-7所示，EA接地。任務(wù)一了解存儲(chǔ)器的系統(tǒng)擴(kuò)展知識(shí)點(diǎn)三：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展1.常用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM是一種正常工作時(shí)既能讀又能寫的存儲(chǔ)器，通常用來(lái)存放數(shù)據(jù)、中間結(jié)果和最終結(jié)果等。RAM按器件制造工藝不同分為：雙極型RAM和MOSRAM。MOSRAM按信息存儲(chǔ)的方式不同又分為靜態(tài)RAM和動(dòng)態(tài)RAM兩種。靜態(tài)RAM的存儲(chǔ)容量較小，動(dòng)態(tài)RAM的存儲(chǔ)容量較大。2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展和程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展原理基本相同，只是控制線的連接有些不同，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器OE端與單片機(jī)讀允許信號(hào)RD相連，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器WE端與單片機(jī)寫允許信號(hào)WD相連，ALE的連接與程序存儲(chǔ)器相同。任務(wù)一了解存儲(chǔ)器的系統(tǒng)擴(kuò)展四、軟件設(shè)計(jì)根據(jù)硬件電路圖7-1，進(jìn)行系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，對(duì)程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行測(cè)試。對(duì)存儲(chǔ)器的訪問(wèn)采用三總線方式，實(shí)現(xiàn)如下功能：將定義在程序存儲(chǔ)器中的表格數(shù)據(jù)存入外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6264的0x100處；然后將寫入的數(shù)據(jù)讀回后逆向復(fù)制到0x200處。程序設(shè)計(jì)如下：(1)在程序存儲(chǔ)器中定義表格數(shù)據(jù)，需使用數(shù)組變量，而且在變量聲明時(shí)使用code標(biāo)識(shí)符。例如：unsignedcharcodetab［］＝{1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15}。定義在ROM區(qū)的數(shù)據(jù)只能讀取，不能修改。(2)對(duì)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的訪問(wèn)采用絕對(duì)地址訪問(wèn)方式，例如：unsignedchari；i=XBYTE［0x100］；XBYTE［0x200］=i；任務(wù)一了解存儲(chǔ)器的系統(tǒng)擴(kuò)展(3)源程序代碼如下：/************************************************************名稱：程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展測(cè)試模塊名：AT89C51，27C512，6264功能描述：本例首先從ROM讀取15個(gè)表格數(shù)據(jù)，將寫入外部RAM的0x100，然后將寫入的數(shù)據(jù)讀取后逆向復(fù)制到0x200處************************************************************/#include＜reg51h＞#include＜absacch＞#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharcodetab［］={1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，1l，12，13，14，15}sbitLED=Pl^0；//定義指示燈，功能完成后點(diǎn)亮，低有定義／／主程序voidmain(){uinti；LED=1；for(i=0；i<15；i++){XBYTE［0x0100+i］=tab［i］；//將ROM數(shù)