C51單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展.ppt

1、第8章89C51微控制器系統(tǒng)擴(kuò)展，8.1節(jié)目存儲擴(kuò)展8.2數(shù)據(jù)存儲擴(kuò)展8.3 89C51微控制器片選擇方法簡介8.4閃存存儲擴(kuò)展8.5并行I/O介面擴(kuò)展首先需要擴(kuò)展的是節(jié)目內(nèi)存和數(shù)據(jù)內(nèi)存。微控制器內(nèi)部有一定數(shù)量的存儲，但通常無法滿足實(shí)際要求，因此需要在外部進(jìn)行擴(kuò)展。第二個需要擴(kuò)展的是輸入/輸出接口。微控制器的主要用途是控制，必須與外部設(shè)備打交道。也就是說，必須連接到外部輸入/輸出設(shè)備。微控制器內(nèi)部安裝了4個并行I/O端口以連接外圍設(shè)備，但是如果外圍設(shè)備較多，則I/O端口可能不足。大多數(shù)情況下，89C51系列微控制器都需要擴(kuò)展的I/o接口。8.1.1節(jié)目存儲擴(kuò)展、8.1.1節(jié)目存儲分類8.1.2

2、常規(guī)節(jié)目內(nèi)存籌碼簡介8.1.3常規(guī)節(jié)目存儲擴(kuò)展方法8.1.4常規(guī)節(jié)目存儲擴(kuò)展電路、8 . 1 . 1節(jié)目存儲分類、程序內(nèi)存ROM也稱為只讀內(nèi)存。只讀內(nèi)存是指ROM中的信息，一旦寫入，就不能隨意更改。特別是在程序運(yùn)行過程中不能重寫新內(nèi)容，只能在節(jié)目運(yùn)行過程中讀取內(nèi)容。(David aser，Northern Exposure(美國電視電視劇)，只讀內(nèi)存)，89C51微控制器節(jié)目內(nèi)存空間和數(shù)據(jù)內(nèi)存空間與徐璐無關(guān)。節(jié)目內(nèi)存尋址空間為64K字節(jié)(0000HFFFFH)，其中89C51片段包含4K字節(jié)的閃存ROM牙齒。片內(nèi)ROM牙齒不足需要擴(kuò)展節(jié)目內(nèi)存。1，掩碼編程的ROM由半導(dǎo)體制造商編程，根據(jù)用戶提

3、交的存儲內(nèi)容確定MOS管的連接方式，將存儲內(nèi)容制作到芯片上，用戶不能更改存儲的信息。特點(diǎn)：適用于批量生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)簡單，集成度高。成本高，只有在大量生產(chǎn)定型ROM中才合算。可用于存儲標(biāo)準(zhǔn)程序，如顯示器、程序集、基本語言的解釋器等。也可用于存儲數(shù)學(xué)表(正弦函數(shù)表、平方根表等)、代碼轉(zhuǎn)換表、邏輯函數(shù)表等。2、現(xiàn)場編程ROM(PROM)也稱為可編程只讀內(nèi)存PROM，PROM編程意味著可以在工作場所一次性完成。出廠時不存儲任何信息，用戶可以根據(jù)自己的需要記錄信息，以便在系統(tǒng)中使用。但是，一旦記錄了信息，就不能更改。3、可重寫、可編程ROM(EPROM)用戶可以將自行信息寫入EPROM，還可以清除和重寫所有

4、信息。RPROM分為兩種茄子類型。紫外線擦除是UVEPROM稱為。清除傳記稱為EEPROM。UVEPROM:用傳記信號編程，用紫外線清除信息。EEPROM:用傳記信號編程，用傳記信號清除信息。4、在flash ROM EEPROM中支出、刪除傳記、寫入傳記、非易失性閃存。8.1.2常規(guī)節(jié)目內(nèi)存籌碼簡介，2716RPROM內(nèi)存2716是2K8位紫外線擦除可節(jié)目只讀內(nèi)存。單個5V供電，最大功耗25mW，保持功耗132mW，讀取時間高達(dá)450ns，針腳如圖8-1所示。2716的5茄子工作方法見表8-1。2，2732EPROM內(nèi)存，2732是4K8紫外線擦除傳記可編程只讀內(nèi)存。單個5V供電，最大工作電

5、流100毫安，保持電流35毫安，讀取時間250納秒。針腳如圖8-2所示。2732的5茄子工作方法見表8-2。3，2764EPROM內(nèi)存，2764是8K8位紫外線擦除可節(jié)目只讀內(nèi)存，單5V供電，最大工作電流75毫安，保持電流35毫安，讀取時間最大250納秒。請參閱圖8-3以獲取針腳。表8-3顯示了2764A的5茄子工作方式。4，27128AEPROM內(nèi)存，27128A為16K8位紫外線擦除可節(jié)目只讀內(nèi)存，單5V供電，最大工作電流100mA，保持電流40mA，最大讀取時間250ns。針腳見圖8-4。27128A的5茄子工作方式見表8-4。，5，27256EPROM內(nèi)存，27256是32K8位紫外線

6、擦除可節(jié)目只讀內(nèi)存，單5V供電，工作電流100毫安，保持電流40毫安，讀取時間高達(dá)250納秒。針腳見圖8-5。27256的5茄子工作方法見表8-5。6，并行EEPROM內(nèi)存2817A，2817A是下一代傳記擦除可節(jié)目只讀內(nèi)存，存儲容量2K8位，單5V供電，工作電流150毫安，保持電流55毫安，讀取時間高達(dá)250毫秒。針腳見圖8-6。2817A的三個茄子工作方式如圖8-6所示。7，并行EEPROM內(nèi)存2864A，2864A具有8K8位傳記擦除可節(jié)目只讀內(nèi)存，最大工作電流160mA，保持電流60mA，讀取時間最長250ns，片內(nèi)具有“頁面緩沖區(qū)”，允許快速寫入，提供內(nèi)部完整定時，提供查詢徽標(biāo)，提供

7、，8.1.3常規(guī)節(jié)目存儲擴(kuò)展方法，1，擴(kuò)展EPROM，(a)擴(kuò)展1個RPROM，2個，RPROM，2個擴(kuò)展，(b)兩個RP ROM圖8-8常規(guī)節(jié)目存儲擴(kuò)展方法，3地址鎖定內(nèi)存，P0端口與數(shù)據(jù)總線常用的地址鎖定器有74LS373、8282、74LS273等，如圖8-9所示。74LS273是具有清潔端的8D鎖定內(nèi)存。僅當(dāng)清潔末端清除程序?yàn)楦唠娖綍r，才具有鎖定功能。鎖定控制端是11發(fā)CLK，是對上升的鎖定。74LS373和8282都是具有三狀態(tài)門的8D鎖。其原理結(jié)構(gòu)圖見圖8-10。圖8-10 74LS373和8282的原理結(jié)構(gòu)圖表，三狀態(tài)門的信號線低工作日時三狀態(tài)門打開，允許Q端輸出。結(jié)束高平日時，

8、輸出三態(tài)門斷了，輸出端對外電路狀態(tài)處于高電阻狀態(tài)。因此，在用作74LS373牙齒地址鎖定裝置時，必須首先使三態(tài)門的信號端低電平。g輸入高工作日時，鎖定內(nèi)存輸出端(1Q8Q)狀態(tài)和輸入端(1D8D)狀態(tài)相同。當(dāng)g端從高電平返回到低電平(下降)時，輸入端數(shù)據(jù)鎖定存儲在1Q8Q。如圖所示，三個茄子鎖定內(nèi)存針腳徐璐不兼容。74LS373和8282的鎖定控制端G和STB直接連接到微控制器鎖定控制信號端ALE，并且可以在ALE下降中執(zhí)行地址鎖定。74LS273的CLK是上升延邊鎖。為了適應(yīng)微控制器地址鎖定的計(jì)時，ALE端輸出的鎖定控制信號必須反相器以連接到CLK。74LS373、8282或74LS273作

9、為地址鎖連接到微控制器P0端口的方法如圖8-11所示。圖8-11微控制器P0端口和地址鎖定內(nèi)存連接方法、8.1.4常規(guī)節(jié)目內(nèi)存擴(kuò)展電路、1、2KB擴(kuò)展EPROM、圖8-12擴(kuò)展2KB節(jié)目存儲、2716尋址范圍如圖P179-表8-8所示。89C51內(nèi)部有4K閃存ROM牙齒，EA繼承了高平，系統(tǒng)首先從內(nèi)部讀取4K程序，然后自動轉(zhuǎn)移到外部節(jié)目內(nèi)存。片外部ROM的起始地址必須保留為1000H。P2中剩馀的幾條線不能再創(chuàng)建通用I/O通信端口線。否則，創(chuàng)建軟件可能會出現(xiàn)問題。必須輸入另一個芯片的籌碼線選擇或解碼器。2，擴(kuò)展4KB EPROM，圖8-13擴(kuò)展4KB節(jié)目存儲，圖8-14(a)是擴(kuò)展27128的

10、方案(P180)。地址范圍見表8-10。圖8-14(b) 2個擴(kuò)展到2764個。3，擴(kuò)展16KB EPROM，4，擴(kuò)展節(jié)目存儲EEPROM，圖8-15擴(kuò)展2817A并行EEPROM，2817和89C51的硬件連接圖8-15。牙齒連接使用EEPROM作為節(jié)目內(nèi)存和數(shù)據(jù)存儲。在籌碼外部RAM和RAM之間傳輸數(shù)據(jù)塊的程序是將數(shù)據(jù)塊從RAM傳輸?shù)紼EPROM的程序，添加了確定P1.0腳的RDY/BUSY信號級別的比特跳指令(WAIT:JNB P1.0，WAIT)。將2817的7000H-77FFH單位更改為0EEH。ORG 0100H START:MOV DPL、#00H MOV DPH、# 70h

11、loop: mov a、# 0EEH MOVX DPTR、A WAIT: JNB P1.0、WAIT、Inc DPP如果是牙齒，則可以使用89C51微控制器擴(kuò)展來擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲。89C51系列微控制器最高可擴(kuò)展到64K字節(jié)。常用的數(shù)據(jù)內(nèi)存包括靜態(tài)數(shù)據(jù)內(nèi)存RAM和動態(tài)數(shù)據(jù)內(nèi)存。實(shí)際應(yīng)用程序通常使用靜態(tài)RAM牙齒，例如SRAM 61166264，因?yàn)樾枰獢U(kuò)展的容量不是很大。8.2.1常規(guī)數(shù)據(jù)存儲擴(kuò)展方法，圖8-17擴(kuò)展外部RAM的電路結(jié)構(gòu)框，8.2.2常規(guī)數(shù)據(jù)存儲擴(kuò)展電路，圖8-18擴(kuò)展6116靜態(tài)RAM，圖819中的線路，使用“MOVX DPTR”時，因此，89C51中剩馀的5個p 2.3-如

12、果仍要用作通用I/o端口，可用的I/o輸出方法將從P2.0-P2.2端口發(fā)送高3位地址(保留P2.3-P2.7通信端口信息)，并使用“MOVX Ri”命令發(fā)送低8位地址。Subrd : mov a，# addrh高3位數(shù)地址a mov r0，# addrl低8位地址anlp2，# 1111000b設(shè)置P2.3-P2.7內(nèi)容保留，p 2.0-p 2.2 ORL p2，a；P2.0-P2.2是高3位地址MOVX A、R0 RET、圖8-18擴(kuò)展6264靜態(tài)RAM、8.3 89C51微控制器片選擇方法簡介，微控制器控制系統(tǒng)使用多個內(nèi)存芯片時比較簡單的方法是使用線路選擇尋址。善線線法的特點(diǎn)是連接簡單，

13、無需專門進(jìn)行邏輯電路設(shè)計(jì)，在簡單的位置上具有實(shí)用價值，但芯片占用的空間不窄，地址空間利用率低，可選擇切片的高地址線有限，只能連接幾個芯片。8.3.1線選擇方法，圖8-22線選擇方法擴(kuò)展了16K字節(jié)RAM和16K字節(jié)EPROM電路圖。翻譯法將由翻譯器組成的解碼電路、電路翻譯地址空間分為多個塊。輸出端分別選擇內(nèi)存芯片以充分利用存儲空間，避免空間分布的缺點(diǎn)P2.5P2.6分別為IC1、IC2、IC3、IC4，相應(yīng)的尋址范圍IC1(rom):4000 H5 fffh IC2(rom):2000 H3 ffh IC3(rom)8個輸出端各對應(yīng)8個輸入狀態(tài)中的一個，0電平有效。也就是說，只有一個輸出端允許

14、零電平，其他全部為1。74LS138真跡，74LS139是“2-4”翻譯器。兩個輸入，四個解碼輸出，輸出0全平有效。74LS139真值表，74LS139解碼器擴(kuò)展內(nèi)存實(shí)例，8.4閃存擴(kuò)展，閃存是可擦除的只讀節(jié)目內(nèi)存。閃存可以根據(jù)介面類型分為三種茄子類型。(1)標(biāo)準(zhǔn)并行介面牙齒芯片具有單獨(dú)的地址線和數(shù)據(jù)線，與CPU接口一起使用時，基本上與常規(guī)存儲接口類似。只需分別連接三種茄子類型的總線。牙齒類型的芯片最廣泛，包括英特爾的A28F系列、AMD的Am28F和Am29F，以及Atmel的AT29系列。8.4.1閃存分類，(2)鄭智薰(NAND)閃存NAND類型閃存也是并行介面芯片，但在介面時使用針分時

15、多路復(fù)用方法對數(shù)據(jù)地址和命令行分時多路復(fù)用I/o總線。因此，可以大大減少界面中的插腳數(shù)。當(dāng)然，必須特別注意牙齒芯片的介面計(jì)時，以確保與CPU的正確連接。三星和日立都有FLASH閃存產(chǎn)品。(3)串行接口的閃存本產(chǎn)品僅通過一個串行數(shù)據(jù)輸入和一個串行數(shù)據(jù)輸出連接到CPU接口，因此與CPU的連接非常簡單。但是，數(shù)據(jù)和地址都是通過同一條線發(fā)送的，因此必須使用不同的命令來區(qū)分它們是地址操作還是數(shù)據(jù)操作。美國National Semiconductor具有串行接口的閃存產(chǎn)品。典型的閃存產(chǎn)品是FLASH生產(chǎn)的16 Mbit位閃存am 29 f 016 b；是。美國National Semiconductor的

16、產(chǎn)品NM29A040/080(分別為4 Mbit和8 Mbit串行閃存)，Atmel的閃存系列，256 Kbit到4 Mbit的容量，使用單電源供電，可以選擇幾個茄子，8.4.2典型閃存籌碼簡介，1 .并行閃存籌碼Am29F016B Am29F016B是AMD生產(chǎn)的16 Mbit閃存，使用單個5V電源供電(編程或擦除均使用相同的電源供電)。訪問速度分為70 ns、90 ns、120 ns、150 ns等。有獨(dú)立的數(shù)據(jù)電纜和地址線，還有多個控制芯片讀寫操作的控制線。2.Atmel的閃存籌碼Atmel的4Mbit閃存籌碼AT29C040是4 Mbit閃存。3.串行閃存籌碼NM29A040/080 NM29A040/080是美國National Semiconductor的產(chǎn)品。芯片使用28針封