第9章 MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展

第9章MCS-51單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展

知識(shí)目標(biāo)

掌握MCS-51的三總線結(jié)構(gòu)熟悉常用的鎖存器芯片單片機(jī)最小系統(tǒng)電源電路復(fù)位電路振蕩電路概述MCS51系列單片機(jī)的特點(diǎn)就是體積小，功能全，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，硬件設(shè)計(jì)靈活。對(duì)于簡(jiǎn)單的應(yīng)用，最小系統(tǒng)即能滿足要求。所謂最小系統(tǒng)是指在最少的外部電路條件下，形成一個(gè)可獨(dú)立工作的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。一片89C51就構(gòu)成了一個(gè)單片機(jī)最小系統(tǒng)。

在很多復(fù)雜的應(yīng)用情況下，單片機(jī)內(nèi)的RAM，ROM和I/O接口數(shù)量有限，不夠使用，這種情況下就需要進(jìn)行擴(kuò)展。因此單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展主要是指外接數(shù)據(jù)存貯器、程序存貯器或I/O接口等，以滿足應(yīng)用系統(tǒng)的需要。

9.1單片機(jī)系統(tǒng)總線和系統(tǒng)擴(kuò)展方法單片機(jī)總是通過(guò)地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線（俗稱三總線）來(lái)與外部交換信息的。數(shù)據(jù)總線傳送指令碼和數(shù)據(jù)信息，各外圍芯片都要并接在它上面和CPU進(jìn)行信息交流。由于數(shù)據(jù)總線是信息的公共通道，各外圍芯片必須分時(shí)使用才不至于產(chǎn)生使用總線的沖突，什么時(shí)候哪個(gè)芯片使用，是靠地址總線上傳送的芯片的地址編號(hào)區(qū)分的，什么時(shí)候打開(kāi)指定地址的那個(gè)芯片通往數(shù)據(jù)總線的門(mén)，是受控制總線上CPU發(fā)出的控制信號(hào)控制的，而這些信號(hào)是通過(guò)CPU執(zhí)行相應(yīng)的指令產(chǎn)生的，這就是計(jì)算機(jī)的工作機(jī)理，因此，單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展就歸結(jié)到外部數(shù)據(jù)存貯器、程序存貯器和I/O接口與三總線的連接。9.1.1單片機(jī)系統(tǒng)總線信號(hào)所謂總線，就是連接計(jì)算機(jī)各部件的一組公共信號(hào)線，MCS-51單片機(jī)的系統(tǒng)總線分為：地址總線，數(shù)據(jù)總線和控制總線。參考51引腳圖P2ALEP051單片機(jī)/PSEN/WR/RD地址鎖存器A15~A8A7~A0地址總線D7~D0數(shù)據(jù)總線控制總線MCS-51系列單片機(jī)具有很強(qiáng)的外部擴(kuò)展功能。其外部擴(kuò)展都是通過(guò)三總線進(jìn)行的。

1、地址總線（AB）

地址總線用于傳送單片機(jī)輸出的地址信號(hào)，寬度為16位，P0口經(jīng)鎖存器提供低8位地址，鎖存信號(hào)是由CPU的ALE引腳提供的；P2口提供高8位地址。2、數(shù)據(jù)總線（DB）

數(shù)據(jù)總線是由P0口提供的，寬度為8位。3、控制總線（CB）

控制總線實(shí)際上是CPU輸出的一組控制信號(hào)。由圖可見(jiàn)：1）由于P0分時(shí)傳送地址/數(shù)據(jù)信息，在接口電路中，通常配置地址鎖存器，有ALE信號(hào)鎖存低8位地A0~A7，以分離地址和數(shù)據(jù)信息。2）P2口傳送高8位地址A8~A15。3)/PSEN為程序存儲(chǔ)器的控制信號(hào)，是在取指令碼時(shí)或執(zhí)行MOVC指令時(shí)變?yōu)橛行А?RD、/WR為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和I/O口的讀、寫(xiě)控制信號(hào)。是執(zhí)行MOVX指令時(shí)變?yōu)橛行?。RD——片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀信號(hào)。

PSEN——片外程序存儲(chǔ)器讀信號(hào)。

ALE——地址鎖存信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)低8位地址的鎖存。WR——片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)信號(hào)。

數(shù)據(jù)傳送:由數(shù)據(jù)總線DB（D0～D7）完成；

D0～D7由P0口提供單元尋址:由地址總線AB（A0～A15）完成；低8位地址線A0～A7由P0口提供高8位地址線A8～A15由P2口提供。交互握手:由控制總線CB完成。9.1.2外圍芯片的引腳規(guī)律芯片種類成千上萬(wàn)，功能各不相同，但能和計(jì)算機(jī)接口的專用芯片通常具備三總線引腳，即數(shù)據(jù)線引腳、地址線引腳和讀、寫(xiě)控制線引腳，此外還有片選線引腳。并行傳送芯片的數(shù)據(jù)線引腳通常為8根，地址線引腳的根數(shù)因芯片不同而不同，取決于片內(nèi)存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)或I/O接口內(nèi)寄存器（又稱為端口）的個(gè)數(shù)，N根地址線和單元的個(gè)數(shù)的關(guān)系是：?jiǎn)卧膫€(gè)數(shù)＝2N。外圍芯片的片選引腳/CS(或/CE)

一般是低電平有效，僅當(dāng)片選引腳為有效電平時(shí)，該芯片才會(huì)被選中使用總線。專用芯片的讀控制信號(hào)通常用符號(hào)/OE（輸出允許）或/RD（讀允許）表示，寫(xiě)控制信號(hào)通常用符號(hào)/WE（寫(xiě)允許）或/WR（寫(xiě)）表示，通常是低電平控制讀和寫(xiě)。讀寫(xiě)芯片可以這樣理解：芯片的片選、地址線引腳相當(dāng)于門(mén)牌號(hào)碼、/OE或/RD是出口門(mén)鎖、/WR或/WE是進(jìn)口門(mén)鎖，CPU執(zhí)行指令時(shí)，地址線送出地址信息（找到門(mén)牌號(hào)碼）,讀或?qū)懶盘?hào)變?yōu)橛行Вㄊ褂孟鄳?yīng)的鑰匙)，打開(kāi)出口門(mén)鎖或進(jìn)口門(mén)鎖，該單元和數(shù)據(jù)線相通。單元的數(shù)據(jù)就可以流出或流進(jìn)該單元。這里正體現(xiàn)一把鑰匙開(kāi)一把鎖，開(kāi)鎖過(guò)程是指令實(shí)現(xiàn)時(shí)序的相互配合，也是軟件對(duì)硬件的控制。3.地址線的連接和單片機(jī)接口的專用芯片會(huì)有N根地址線引腳，用于選擇片內(nèi)的存儲(chǔ)單元或端口，稱為字選或片內(nèi)選擇；為區(qū)別同類型的不同芯片，外圍芯片通常都有一個(gè)片選引腳，僅當(dāng)該引腳為有效電平（通常為低電平）該片才被選中。一個(gè)芯片的某個(gè)單元或某個(gè)端口的地址由片選的地址和片內(nèi)字選擇地址共同組成，因此字選和片選引腳均應(yīng)接到單片機(jī)的地址線上。連線的方法是：字選：外圍芯片的字選（片內(nèi)選擇）地址線引腳直接接單片機(jī)的從A0開(kāi)始的低位地址線。片選：片選引腳的連接方法線選法和譯碼法。9.1.3系統(tǒng)擴(kuò)展的方法1.數(shù)據(jù)線的連接外接芯片的數(shù)據(jù)線D0-D7接單片機(jī)的數(shù)據(jù)線的D0-D7，對(duì)于并行接口，數(shù)據(jù)線通常為8位、各位對(duì)應(yīng)連接就可以了。2.控制線的連接外接程序存儲(chǔ)器：由于程序存儲(chǔ)器只讀，通常使用狀態(tài)是讀操作，因此只需連/OE引腳。/PSEN為單片機(jī)提供的程序存儲(chǔ)器的選通控制信號(hào)，因此單片機(jī)的/PSEN連接ROM的輸出允許端OE；外接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和I/O口：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可讀可寫(xiě)，/RD(P3.7)和/WR(P3.6)為單片機(jī)提供的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）和I/O口的讀寫(xiě)控制信號(hào)，因此單片機(jī)的/RD應(yīng)連接擴(kuò)展芯片的/OE或/RD端，單片機(jī)的/WR應(yīng)連接擴(kuò)展芯片的/WR或/WE端。（1）線選法所謂線選法是將單片機(jī)的片內(nèi)尋址剩下的高位地址線中的某幾根與外部接口芯片的選通端一一相連，當(dāng)該地址線為“0”時(shí)（一般的芯片的片選引腳都是低電平有效），與該地址線相連接的外部芯片被選通。線選法的優(yōu)點(diǎn)在于硬件電路簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)在于要占用較多的高位地址線，線選法適合于擴(kuò)展少量的片外芯片。89C51/CE6116/CE8279/CE8255/CE0832P2.4P2.5P2.6P2.7外部擴(kuò)展芯片有效選通信號(hào)地址選擇線可用地址空間A15A14A13A12A11~A06116/CE=01110××××××××××××E000h~EFFFh8279/CE=01101××××××××××××D000h~DFFFh8255/CE=01011××××××××××××B000h~BFFFh0832/CE=00111××××××××××××7000h~7FFFh地址譯碼器

74LS138是3-8譯碼器，它有3個(gè)輸入端、3個(gè)控制端及8個(gè)輸出端，引線及功能如圖所示。74LS138譯碼器只有當(dāng)控制端G1、/G2A、/G2B為100時(shí)，才會(huì)在輸出的某一端(由輸入端C、B、A的狀態(tài)決定)輸出低電平信號(hào)，其余的輸出端仍為高電平。（2）譯碼法所謂譯碼法，是通過(guò)譯碼電路對(duì)單片機(jī)可利用的高位地址進(jìn)行譯碼，以得到較多的片選信號(hào)。譯碼法的缺點(diǎn)在于硬件電路復(fù)雜，需要譯碼電路，優(yōu)點(diǎn)在于要占用較少的高位地址線，譯碼法適合于擴(kuò)展大量的片外芯片。89C51/CE6116/CE8279/CE8255/CE0832P2.5P2.6P2.7ABCY7Y6Y5Y4.

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.Y074LS138外部擴(kuò)展芯片有效選通信號(hào)地址選擇線可用地址空間A15A14A13A12~A06116/CE=0111×××××××××××××E000h~FFFFh8279/CE=0110×××××××××××××C000h~DFFFh8255/CE=0101×××××××××××××A000h~BFFFh0832/CE=0100×××××××××××××8000h~9FFFh138其它控制引腳假定為有效鎖存器74LS373D0Q0D1Q1D2Q2D3Q3D4Q4D5Q5D6Q6D7Q7G/OE74LS373管腳示意圖D7~D0：8位輸入線Q7~Q0：8位輸出線G：鎖存選通。當(dāng)G為高電平時(shí)，Q=D，當(dāng)G負(fù)跳變到低電平時(shí)，鎖存，以后Q保持，與D無(wú)關(guān)。/OE：輸出允許。當(dāng)/OE為低電平時(shí)，允許Q輸出；當(dāng)/OE為高電平時(shí)，輸出為高阻。實(shí)驗(yàn)箱總線電路+5VD0D1D2D3D4D5D6D7Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q774LS373VccGndG/OE4+5VXTAL1XTAL2RST/EAVccVss80C51P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7/RDALEXTAL1XTAL2RST/EA/WRA15~A8AD7~AD0A7~A0ALE/RD/WR實(shí)物圖用該電路進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展，片選采用的是線選法。額外的譯碼片選電路G1Y7/G2AY6/G2BY5Y4Y3CY2BY1AY0P2.7P2.6P2.5P2.4CS7CS6CS5CS4CS3CS2CS1CS074LS138實(shí)物圖用該電路進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展，片選采用的是譯碼法。例子假定有四種不同的芯片需要同時(shí)連接到單片機(jī)上。方案一，將四個(gè)芯片的片選引腳分別直接連接到A15、A14、A13、A12，請(qǐng)問(wèn)它們的可用地址空間分別是多少？方案二，將四個(gè)芯片的片選引腳分別連接CS3、CS2、CS1、CS0，請(qǐng)問(wèn)它們的可用地址空間分別是多少？9.2存儲(chǔ)器的擴(kuò)展存儲(chǔ)器是用來(lái)存儲(chǔ)程序或數(shù)據(jù)的集成電路或介質(zhì)，常用的存儲(chǔ)器有半導(dǎo)體存儲(chǔ)器（ROM/RAM）光存儲(chǔ)器（光盤(pán)）和磁介質(zhì)存儲(chǔ)器（磁盤(pán)、磁帶、硬盤(pán)）。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器分為只讀存儲(chǔ)器ROM和隨機(jī)存儲(chǔ)RAM。只讀存儲(chǔ)器ROM特點(diǎn):是掉電后信息不會(huì)丟失，稱為非易失性存儲(chǔ)器。用途：存放程序、常數(shù)和表格,構(gòu)成程序存貯器。ROM的引腳只有輸出允許端OE，無(wú)寫(xiě)允許端WE，只在滿足一定的條件下才能寫(xiě)入（稱為燒錄或編程），須有專門(mén)的編程器完成燒寫(xiě)。隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM特點(diǎn)：能讀能寫(xiě)，掉電后信息會(huì)丟失，稱為易失性存儲(chǔ)器。用途：存放現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、中間結(jié)果等經(jīng)常要改變的數(shù)。RAM能讀能寫(xiě)，因此它的引腳既有輸出允許端OE，也有寫(xiě)允許端WE。例9-1

例9-2外部程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展

ROM分為ROM、PROM、EPROM、E2PROM、FLASH。

當(dāng)單片機(jī)內(nèi)部沒(méi)有提供程序存儲(chǔ)器（我們以單片機(jī)沒(méi)有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器為例講解），或者內(nèi)部提供的程序存儲(chǔ)器不夠用時(shí)，我們需要擴(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器。預(yù)備知識(shí)，MCS-51單片機(jī)的一個(gè)機(jī)器周期包含6個(gè)狀態(tài)S1~S6，每個(gè)狀態(tài)又劃分為2個(gè)拍節(jié)P1、P2，每個(gè)拍節(jié)實(shí)際上為1個(gè)振蕩周期。要進(jìn)行片外存儲(chǔ)器的擴(kuò)展及訪問(wèn)，都要遵循單片機(jī)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器的時(shí)序圖1.外部程序存儲(chǔ)器讀操作時(shí)序圖2.外部程序存儲(chǔ)器讀操作時(shí)序分解⑴在S1P2（或S4P2），ALE由低變高，打開(kāi)地址鎖存。⑵在S2P1（或S5P1），PC的低8位地址送P0口，高8位地址送P2口，并且高8位地址將在整個(gè)讀操作中一直保持。⑶在S2P2（或S5P2），ALE由高變低，鎖存低8位地址，讓出P0口準(zhǔn)備讀入指令，P2口保持。⑷在S3P1（或S6P1），/PSEN由高變低，準(zhǔn)備讀入指令。⑸在S4P1（或S1P1），CPU讀入指令。在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)，CPU兩次訪問(wèn)片外ROM，也即在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)可以處理兩個(gè)字節(jié)的指令代碼3.實(shí)例

[例]將1片2732（EPROM型程序存儲(chǔ)器）擴(kuò)展到89C51單片機(jī)上。2732容量是4K×8位。2732A0A1A2A3A4A5A6A7Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7A11A10A9A8VccVpp/CE/OEGNDD0D1D2D3D4D5D6D7Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q774LS373VccGndG/OE4XTAL1XTAL2RST/EAVccVss80C51P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7/PSENALEXTAL1XTAL2RST/EA+5V+5V+5V多少根地址線用于單元編址？2732地址范圍？CE接P2.6可以否？同時(shí)擴(kuò)展兩片2732？注意：用于片選的其它引腳應(yīng)為無(wú)效9.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展

MCS-51內(nèi)部提供了128個(gè)單元的RAM，當(dāng)內(nèi)部RAM單元不能系統(tǒng)要求時(shí)，需要擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。讀外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的指令是：movx。因此，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展一定要遵循movx指令的操作時(shí)序。 movxA,@Ri

movxA,@DPTR movx@Ri,A

movx@DPTR,A

1.讀外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)序ALE/RDP2P0⑴⑵⑶⑷

S1S2S3S4S5S6P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2⑸地址A15~A8輸出數(shù)據(jù)輸入A7~A0高阻懸浮2.讀外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)序分解⑴在S1P2，ALE由低變高，打開(kāi)地址鎖存。⑵在S2P1，CPU將要讀單元的低8位地址送P0口，高8位地址送P2口，并且高8位地址將在整個(gè)讀周期中一直保持。⑶在S2P2，ALE由高變低，鎖存低8位地址，讓出P0口準(zhǔn)備讀入指令，P2口保持。⑷在S4P1，/RD由高變低，準(zhǔn)備讀入指令。⑸在S4P2，CPU讀入數(shù)據(jù)。

3.寫(xiě)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)序ALE/WRP2P0⑴⑵⑶

S1S2S3S4S5S6P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2⑸地址A15~A8輸出數(shù)據(jù)輸出A7~A0⑷4.寫(xiě)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)序分解⑴在S1P2，ALE由低變高，打開(kāi)地址鎖存。⑵在S2P1，CPU將要寫(xiě)單元的低8位地址送P0口，高8位地址送P2口，并且高8位地址將在整個(gè)寫(xiě)周期中一直保持。⑶在S2P2，ALE由高變低，鎖存低8位地址，讓出P0口，P2口保持。⑷在S3P2，CPU輸出數(shù)據(jù)到P0口。⑸在S4P1，/WR由高變低，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。

單片機(jī)內(nèi)部的RAM為128B（或256B），有的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)需要擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM(如數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)量較大，需要專設(shè)RAM或FlashRAM)。最常用的RAM器件是靜態(tài)RAM（SRAM）。

常用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片常用靜態(tài)RAM芯片:2114、6116、6264、62128、62256存儲(chǔ)芯片型號(hào)存儲(chǔ)容量地址線數(shù)據(jù)線2101（1K×1B）1024×1BA0～A9D02114（1K×4B）1024×4BA0～A9D0～D34118（1K×8B）1024×8BA0～A9D0～D76116（2K×8B）2048×8BA0～A10D0～D76232（4K×8B）4×1024×8BA0～A11

D0～D76264（8K×8B）8×1024×8BA0～A12D0～D761256（32K×8B）32×1024×8BA0～A14D0～D75.實(shí)例D0D1D2D3D4D5D6D7Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q774LS373VccGndG/OE4+5V+5V+5V+5VXTAL1XTAL2RST/EAVccVss80C51P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7/RDALEXTAL1XTAL2RST/EA/WR6264A0A1A2A3A4A5A6A7Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7A12A11A10A9A8VccVpp/CE1/OE/WECE2GND[例]將1片6264（RAM）擴(kuò)展到89C51單片機(jī)上。6264容量是8K×8位。多少根地址線用于單元編制？6264地址范圍？/CE1接P2.6可以否？同時(shí)擴(kuò)展兩片6264？例1某微機(jī)系統(tǒng)只有一片6264，試將其與8051進(jìn)行連接。ALERDWRPSENP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.789C51P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7A0A1A2A3A4A5A6A7OELED0D1D2D3D4D5D6D774LS373DBABCBA0A12CS1OE～D0D76264～～～AB12AB0AB0AB15AB12①將芯片的13位地址線按引腳名稱一一并聯(lián)，然后按次序逐根接至系統(tǒng)地址總線的低13位。②將芯片的8位數(shù)據(jù)線依次接至系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的D0-D7。③芯片的OE端接至系統(tǒng)控制總線的存儲(chǔ)器讀信號(hào)（RD）④芯片的WE端接至系統(tǒng)控制總線的存儲(chǔ)器寫(xiě)信號(hào)（WR）⑤因?yàn)橄到y(tǒng)中只有1片6264，所以6264的CS1可以接地。地址碼的計(jì)算CS2+5VWEALERDWRPSENP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.789C51P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7A0A1A2A3A4A5A6A7OELED0D1D2D3D4D5D6D774LS373DBABCBAB12AB0AB0AB15AB12地址碼的計(jì)算

計(jì)算6264每個(gè)單元的地址（8051送出何種地址碼時(shí)選中該單元）

P27P26P25P24P23P22P21P20P07P06P05P04P03P02P01P00AB15AB14AB13AB12AB11AB10AB9AB8AB7AB6AB5AB4AB3AB2AB1AB0***0000000000000¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨***11111111111110000H---1FFFH89C51從6264中讀取信息的過(guò)程：①89C51發(fā)地址碼P00—P07------AB-----6264的A0—A7ALE=1P20—P27------AB------6264的A8—A12②89C51發(fā)讀RAM信號(hào)RD=0—CB----6264的OE③6264將選中單元的內(nèi)容送出----DB---89C051的P00---P07A0A12CS1OE～D0D76264～～～CS2+5VWE89C51向6264中寫(xiě)入信息的過(guò)程：①89C51發(fā)地址碼P00—P07------AB-----6264的A0—A7ALE=1P20—P27------AB------6264的A8—A12②89C51發(fā)寫(xiě)RAM信號(hào)WR=0—CB----6264的WE③89C51送出數(shù)據(jù)----DB-----6264將選中單元ALERDWRPSENP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.789C51P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7A0A1A2A3A4A5A6A7OELED0D1D2D3D4D5D6D774LS373DBABCBAB12AB0AB0AB15AB12例2用6264構(gòu)成16K的存儲(chǔ)系統(tǒng)，試將它們與8051進(jìn)行連接。AB12AB0A0A12CSOECS2～D0D76264～～～A0A12CSOECS2～D0D76264～～～WE+5VWE+5V6264的容量是8K*8，1片6264上有8K個(gè)存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元有8個(gè)基本存儲(chǔ)電路，能存放8位二進(jìn)制信息，可以滿足位數(shù)的要求，但是1片6264上有8K個(gè)存儲(chǔ)單元，為了滿足內(nèi)存的容量的要求，需要2片6264串聯(lián)使用，即2片6264不能同時(shí)被選中。因?yàn)?片6264的的數(shù)據(jù)線都接在8位DB上，當(dāng)二者同時(shí)被選中時(shí)，會(huì)出現(xiàn)爭(zhēng)占DB的現(xiàn)象。這時(shí)，需要考慮片選問(wèn)題。ALERDWRPSENP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.789C51P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7A0A1A2A3A4A5A6A7OELED0D1D2D3D4D5D6D774LS373DBABCBA0A12CSOECS2～D0D76264～～～AB12AB0AB0AB15AB12片選信號(hào)的產(chǎn)生A0A12CSOECS2～D0D76264～～～AB12AB0片選信號(hào)的產(chǎn)生方法有3種：線選法、部分譯碼法和全譯碼法。WE+5VWE+5VALERDWRPSENP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.789C51P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7A0A1A2A3A4A5A6A7OELED0D1D2D3D4D5D6D774LS373DBABCBAB12AB0AB0AB15AB12線選法AB12AB0

線選法就是用剩余的高位地址線作片選信號(hào)。線選法有2個(gè)缺點(diǎn)：其一是各芯片的地址不連續(xù)，其二是有一些地址不能使用，否則會(huì)造成片選的混亂（有地址重疊現(xiàn)象，即一個(gè)存儲(chǔ)單元有多個(gè)地址碼）。AB15AB14P27P26P25P24P23P22P21P20P07P06P05P04P03P02P01P00AB15AB14AB13AB12AB11AB10AB9AB8AB7AB6AB5AB4AB3AB2AB1AB001*0000000000000¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨01*111111111111110*0000000000000¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨10*11111111111110400H---5FFFH8000H---9FFFHA0A12CSOECS2～D0D76264～～～A0A12CSOECS2～D0D76264～～～WE+5VWE+5VALERDWRPSENP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.789C51P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7A0A1A2A3A4A5A6A7OELED0D1D2D3D4D5D6D774LS373DBABCBAB12AB0AB0AB15AB12全譯碼法AB12AB0

全譯碼法就是剩余的全部地址線都參與譯碼，譯碼器的輸出作為片選信號(hào)。因?yàn)樽g碼器在某一時(shí)刻只有1條輸出線有效，保證了在某一時(shí)刻只有1個(gè)芯片被選中的要求。全譯碼法則沒(méi)有地址重疊現(xiàn)象，即各存儲(chǔ)單元的地址碼唯一。AB15AB14P27P26P25P24P23P22P21P20P07P06P05P04P03P02P01P00AB15AB14AB13AB12AB11AB10AB9AB8AB7AB6AB5AB4AB3AB2AB1AB00000000000000000¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨00011111111111110010000000000000¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨00111111111111110000H---1FFFH2000H---3FFFHY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7AG1G2AG2BCB74LS138AB13+5VA0A12CSOECS2～D0D76264～～～A0A12CSOECS2～D0D76264～～～WE+5VWE+5V9.5并行I/O接口的擴(kuò)展MCS-51單片機(jī)共有4個(gè)8位并行I/O口，在外部擴(kuò)展時(shí),P0和P2口做為總線使用，因而提供給用戶的I/O口就只有P1或P3口的部分口線，所接的外設(shè)較多時(shí)，就必須擴(kuò)展I/O接口。MCS-51單片機(jī)擴(kuò)展的I/O口和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址、采用相同的控制信號(hào)、相同的尋址方式和相同的指令。擴(kuò)展I/O所用的芯片有通用可編程芯片(如8251，8155，8255等)和TTL，CMOS鎖存器，緩沖器(如273，377，244，245等)，用戶可根據(jù)系統(tǒng)對(duì)輸入輸出的要求適當(dāng)選擇芯片。I/O擴(kuò)展方法1、利用緩沖器或鎖存器實(shí)現(xiàn)I/O接口擴(kuò)展

通常選用74系列的74LS244、74LS373、74LS377、74LS273等常用芯片實(shí)現(xiàn)I/O擴(kuò)展。2、利用可編程并行接口芯片擴(kuò)展

如用可編程芯片8155、8255等，利用程序?qū)π酒M(jìn)行設(shè)置，軟硬件結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)I/O接口的擴(kuò)展。。3、利用單片機(jī)串口擴(kuò)展利用MCS-51單片機(jī)串行口同步移位寄存器工作方式進(jìn)行I/O接口擴(kuò)展。1．用三態(tài)門(mén)擴(kuò)展8位并行輸入口74LS244是8位三態(tài)門(mén)，當(dāng)/1G、/2G均為低電平時(shí)，允許輸入數(shù)據(jù)；否則，為高阻態(tài)。74LS244各引腳定義如下：1A1～1A4：第1組4條輸入線1Y1～1Y4：第1組4條輸出線2A1～2A4：第2組4條輸入線2Y1～2Y4：第2組4條輸出線1G：第1組三態(tài)門(mén)使能端，低電平有效2G：第2組三態(tài)門(mén)使能端，低電平有效VCC：工作電源，接+5V電壓GND：接地

8.3.1簡(jiǎn)單并行I/O的擴(kuò)展74LS2441Y11A1

1Y21A2

1Y31A3

1Y41A4

2Y12A1

2Y22A2

2Y32A3

2Y42A4

1/G2/G第一組輸入

1A1~1A4輸出

1Y第二組輸入

2A1~2A4輸出

2Y1/G1A1Y2/G2A2YLLLLLLLHHLHHH×高阻H×高阻74LS244操作邏輯表回顧外部RAM讀時(shí)序ALE/RDP2P0⑴⑵⑶⑷

S1S2S3S4S5S6P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2⑸地址A15~A8輸出數(shù)據(jù)輸入A7~A0高阻懸浮電路圖movDPTR,#0FEFFh

movxA,@DPTR

變量如Key=XBYTE[0xFEFF]0xFEFF=1111111011111111地址為0x0000可以否？但建議不用的地址位為1或門(mén)前接P2.1可以否？能不能只用/RD接1/G和2/G？能不能只用P2.0接1/G和2/G？如何同時(shí)擴(kuò)展兩片74LS244？為什么在該電路中無(wú)鎖存器？89C51P0.0

P0.1

P0.2

P0.3

P0.4

P0.5

P0.6

P0.7

P2.0/RD74LS2441Y11A1

1Y21A2

1Y31A3

1Y41A4

2Y12A1

2Y22A2

2Y32A3

2Y42A4

1/G2/G≧1

接按鍵輸入電路C語(yǔ)言中如何訪問(wèn)外部RAM在匯編語(yǔ)言，訪問(wèn)外部RAM用MOVX指令。在C語(yǔ)言中將外部RAM定義為數(shù)組XBYTE[]，比如XBYTE[0x0010]，即是外部RAM地址為0x0010單元。讀外部RAM：變量=XBYTE[地址]寫(xiě)外部RAM：XBYTE[地址]=變量或常量2用74LS273擴(kuò)展8位并行輸出口74LS2730D0Q

1D1Q

2D2Q

3D3Q

4D4Q

5D5Q

6D6Q

7D7QCLK/CLR輸入輸出/CLRCLKDQL××0H↑11H↑0074LS377操作邏輯表回顧外部RAM寫(xiě)時(shí)序ALE/WRP2P0⑴⑵⑶

S1S2S3S4