MCS51系列單片機(jī)的擴(kuò)展技術(shù)課件.ppt

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1、主要內(nèi)容外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展技術(shù)并行接口的擴(kuò)展技術(shù)串行接口的擴(kuò)展技術(shù)第6章MCS-51系列單片機(jī)的擴(kuò)展技術(shù)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，或者一片8031外接一片EPROM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接口不夠使用時(shí)，就需要進(jìn)行擴(kuò)展。單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展主要是指外接程序存貯器、數(shù)據(jù)存貯器或I/O接口等，以滿足應(yīng)用系統(tǒng)的需要。單片機(jī)是通過地址總線，數(shù)據(jù)總線和控制總線與外

2、部交換信息的。MCS-51單片機(jī)的總線接口信號(hào)見圖。由圖可見：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位地址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D、WR為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和I/O口的讀、寫控制信號(hào)。執(zhí)行MOVX指令時(shí)變?yōu)橛行А?.外部程序存儲(chǔ)器時(shí)序分析程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路的安排應(yīng)滿足單片機(jī)從外存取指令的時(shí)序要求。從時(shí)序圖中分析ALE、PSEN、P0和P2怎樣配合使程序存儲(chǔ)器完成取指操作，從而得出擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器的方法。單片機(jī)一

3、直處于不斷的取指令碼－執(zhí)行－取指令碼－執(zhí)行的工作過程中，在取指令碼時(shí)和執(zhí)行MOVC指令時(shí)PSEN會(huì)變?yōu)橛行В推渌盘?hào)配合完成從程序存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)。6.1外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展技術(shù)6.1.1外部程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展技術(shù)外部程序存儲(chǔ)器訪問時(shí)序EA=0，選擇外部ROM。S2P1開始，P2口輸出高8位地址A15-A8，一直持續(xù)到S4。S2P1結(jié)束，P0口輸出低8位地址A7-A0，ALE下降沿鎖存。S3P1開始，PSEN選通外部存儲(chǔ)器，延時(shí)等待TPLIV存儲(chǔ)器把數(shù)據(jù)送到P0口。在PSEN上升沿來以前，單片機(jī)讀取P0數(shù)據(jù)，完成一次外部程序存儲(chǔ)器訪問。一個(gè)機(jī)器周期可訪問兩次外部程序存儲(chǔ)器，讀兩字節(jié)指令。

4、2.外部程序存儲(chǔ)器的連接方法三總線分別連接3.外部程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展（1）常見的EPROM存儲(chǔ)器及擴(kuò)展電路74LS373為8D鎖存器在ALE下跳沿鎖存地址，高位地址直接相連。只擴(kuò)展了一片EPROM，片選端接地。PSEN的下降沿使OE有效，由A0～A12指定的單元指令碼從D0～D7輸出。P0讀入指令到單片機(jī),經(jīng)譯碼執(zhí)行。單片機(jī)擴(kuò)展2716，2732，27128等EPROM的方法與上圖相同，差別僅在于不同的芯片的存儲(chǔ)容量不同，因而使用高8位地址的P2端口線的根數(shù)不同。擴(kuò)展2716（2KB）需使用A8～A10三條高位地址線擴(kuò)展2732（4KB）需要A8～A11四條高位地址線。擴(kuò)展27128

5、（16KB)需要A8～A13六條高位地址線。注意：2764和27128的PGM引腳應(yīng)接Vcc。常見EPROM芯片的引腳定義見教材圖6.3（2）E2PROM存儲(chǔ)器及擴(kuò)展電路電可擦除只讀存儲(chǔ)器EEPROM的特點(diǎn)如下：單+5V供電，電可擦除可改寫。使用次數(shù)為1萬次，信息保存時(shí)間為10年。讀出時(shí)間為ns級(jí)，寫入時(shí)間為ms級(jí)。芯片引腳信號(hào)與相應(yīng)的RAM和EPROM芯片兼容。74LS373為8D鎖存器在ALE下跳沿鎖存地址，高位地址直接相連。只擴(kuò)展了一片EEPROM，片選端接地。PSEN和RD相與后與OE相連，支持讀指令和讀數(shù)據(jù)操作。WR和WE相連，支持寫數(shù)據(jù)操作。（3）多存儲(chǔ)器片選方法①線選

6、法所謂線選法，就是把單根高位地址線直接加在存貯器芯片的CE端。線選法的優(yōu)點(diǎn)是連接簡單，不必附加邏輯，但擴(kuò)展的存貯芯片地址不連續(xù)。②譯碼法（全譯碼）譯碼法能提供全部64KB地址空間，且擴(kuò)展的存貯器芯片地址是連續(xù)的。6.1.2外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展技術(shù)1.外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)序分析MCS-51單片機(jī)內(nèi)只有128字節(jié)的數(shù)據(jù)RAM，當(dāng)應(yīng)用中需要更多的RAM時(shí)，只能在片外擴(kuò)展。可擴(kuò)展的最大容量為64KB。當(dāng)執(zhí)行指令MOVXA，@Ri或MOVXA，@DPTR時(shí)，進(jìn)入外部數(shù)據(jù)RAM的讀周期。外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀周期第一個(gè)機(jī)器周期讀指令，第二個(gè)機(jī)器周期讀數(shù)據(jù)。P2口輸出高8位地址A15-A8。P0口輸出低

7、8位地址A7-A0。分時(shí)有效，需ALE下降沿鎖存。P0口讀8位數(shù)據(jù)D7-D0。分時(shí)有效，需RD選通外部存儲(chǔ)器。單片機(jī)在RD上升沿之前讀入P0數(shù)據(jù)，完成一次外部存儲(chǔ)器讀操作。外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫周期第一個(gè)機(jī)器周期讀指令，第二個(gè)機(jī)器周期寫數(shù)據(jù)。P2口輸出高8位地址A15-A8。P0口輸出低8位地址A7-A0。分時(shí)有效，需ALE下降沿鎖存。P0口讀8位數(shù)據(jù)D7-D0。分時(shí)有效，需WR選通外部存儲(chǔ)器。外部存儲(chǔ)器在WR上升沿之前將P0數(shù)據(jù)寫入指定單元。2.外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的連接方法