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单片机原理与应用

单片机原理与应用. 第六章 单片机存储器扩展. 单片机是单片微型计算机的简称，内部含有多种计算机的部件，如： ROM 、 RAM 、 I/O 、 T/C 等，但在许多实际应用系统中，仅靠片内资源是不够的，所以要进行各种资源的扩展。. §6.1 MCS-51 单片机系统扩展及结构. 一、系统扩展结构： 总线结构 1 、系统总线 所谓 总线 ，连接计算机各部件的一组信号线。 按功能分： 数据总线： DB ，双向 地址总线： AB ，单片机输出 控制总线： CB ， 单片机输出

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单片机原理与应用

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  1. 单片机原理与应用 第六章 单片机存储器扩展

  2. 单片机是单片微型计算机的简称，内部含有多种计算机的部件，如：ROM、RAM、I/O、T/C等，但在许多实际应用系统中，仅靠片内资源是不够的，所以要进行各种资源的扩展。单片机是单片微型计算机的简称，内部含有多种计算机的部件，如：ROM、RAM、I/O、T/C等，但在许多实际应用系统中，仅靠片内资源是不够的，所以要进行各种资源的扩展。 yjia@zjip.com

  3. §6.1 MCS-51单片机系统扩展及结构 • 一、系统扩展结构：总线结构 1、系统总线 所谓总线，连接计算机各部件的一组信号线。 按功能分： • 数据总线： DB，双向 • 地址总线： AB，单片机输出 • 控制总线： CB， 单片机输出 输入到单片机 yjia@zjip.com

  4. §6.1 MCS-51单片机系统扩展及结构 • 2、总线扩展结构：各种设备挂在总线上 • 总线的负载能力： （1）挂在总线上的设备应具有三态：（0态、1态、高阻态） （2）加总线驱动器 yjia@zjip.com

  5. §6.1 MCS-51单片机系统扩展及结构 • 二、总线及其构造 1、数据总线：DB—P0 2、地址总线：AB—P2（高8位）、P0（低8位） • 可见：在ALE的高电平时，P0 口输出低八位地址 yjia@zjip.com

  6. §6.1 MCS-51单片机系统扩展及结构 • 二、总线及其构造 2、地址总线：AB—P2（高8位）、P0（低8位） • 73LS373介绍： 当/OE=0，G=1时， D Q P0 AB yjia@zjip.com

  7. §6.1 MCS-51单片机系统扩展及结构 • 二、总线及其构造 2、地址总线：AB—P2（高8位）、P0（低8位） • P0口的数据和低八位地址分离的线路实现 yjia@zjip.com

  8. §6.1 MCS-51单片机系统扩展及结构 • 二、总线及其构造 3、控制总线： ALE：锁存低8位地址线 /PSEN：外部程序存储器的读信号 /EA：内外程序存储器的选择信号 /RD、/WR：数据存储器的读、写信号 yjia@zjip.com

  9. §6.1 MCS-51单片机系统扩展及结构 • 二、总线及其构造 CB AB DB yjia@zjip.com

  10. §6.2 存储器扩展与编址技术 • 一、存储器扩展概述 1、扩展存储器的访问 • 扩展的ROM称外部ROM， 使用MOVC指令访问（读） • 扩展的RAM称外部RAM， 使用MOVX指令访问（读、写） 2、最大扩展空间ROM、RAM各64K 地址线P2、P0口：16位 yjia@zjip.com

  11. §6.2 存储器扩展与编址技术 • 二、扩展后单片机的存储器结构 • RAM： 内256B 外64KB • ROM： 总64KB yjia@zjip.com

  12. §6.2 存储器扩展与编址技术 • 三、扩展存储器的编址技术 1、扩展存储器编址的目的： 如：一个2KB存储容量的RAM，其内部存储单元的地址为：0000H~07FFH，若一个系统扩展2片2K的RAM，如何访问其中某片的一个单元？ • 可见：多片同类型存储器在一个系统中要重新分配地址，使一个存储单元只唯一对应一个地址。 ——编址 yjia@zjip.com

  13. §6.2 存储器扩展与编址技术 • 三、扩展存储器的编址技术 2、如何重新编址： （1）每片存储器芯片都设有片选信号/CE或/CS信号 • 当/CS或/CE=0时，才能对芯片操作。 • 当/CS或/CE=1时，不能对芯片操作，芯片输入端呈高阻。 （2）存储器的编址： 存储芯片的选择+芯片内部存储单元的编址 yjia@zjip.com

  14. P2.6 P2.7 /CE /CE 2K RAM 2K RAM §6.2 存储器扩展与编址技术 • 三、扩展存储器的编址技术 （2）存储器的编址： 存储芯片的选择+芯片内部存储单元的编址 特点？ P2 P2 P0 P0 地址：8000H~87FFH 地址：4000H~47FFH yjia@zjip.com

  15. §6.2 存储器扩展与编址技术 • 三、扩展存储器的编址技术 1、扩展存储器编址的目的： 2、如何重新编址 3、存储器编址技术 • 线选法：以高位未用的地址线作为片选信号，如上例，特点硬件简单，地址断续，适合小容量扩展 • 译码法：使用译码器对高位未用的地址线进行译码，以译码输出作为片选信号 特点：硬件复杂，地址连续，适合大容量扩展 yjia@zjip.com

  16. §6.2 存储器扩展与编址技术 • 三、扩展存储器的编址技术 3、存储器编址技术 （1）常用译码器介绍：74LS138 输入：A、B、C 使能控制端：/G2A、/G2B、G1 输出：Y0~Y7 yjia@zjip.com

  17. §6.2 存储器扩展与编址技术 （1）常用译码器介绍： 74LS138 • 当G1、/G2A、/G2B有效时，Y0~Y7对C、B、A进行译码。 yjia@zjip.com

  18. P2.3 A Y0 P2.4 B P2.5 C 74PS138 /CE /CE P2.6 /G2A Y1 2K RAM 2K RAM P2.7 /G2B VCC G1 §6.2 存储器扩展与编址技术 • 例：用译码法扩展2片2K存储器 P2 P0 地址：0000H~07FFH P2 P0 特点？ 地址：0800H~0FFFH yjia@zjip.com

  19. §6.3 数据存储器的扩展 • 一、RAM概述 1、特点：可读写，断电信号丢失 2、分类： • 半导体工艺分：MOS RAM，功耗小，速度慢， 双极型RAM，功耗大，速度快 • 工作方式分：SRAM，有电源，信息维持 DRAM，有电源并刷新，信息维持 3、容量：型号的末几位代表Kbit容量 6116：16 Kbit，2KB 62256： 256 Kbit，32KB 6264：64 Kbit，8KB 62512： 512 Kbit，64KB yjia@zjip.com

  20. 二、典型RAM 6116、6264、62256介绍 1、引脚 6116引脚 D0~D7：数据线 A0~A10：地址线 /CE：片选，0有效；1，数据线呈高阻 /WE：写控制信号 /OE：输出允许，对单片机侧来说：读 §6.3 数据存储器的扩展 yjia@zjip.com

  21. 二、典型RAM 6116、6264、62256介绍 1、引脚 6264引脚 D0~D7：数据线 A0~A12：地址线 /CE：片选，0有效；1，数据线呈高阻 /WE：写控制信号 /OE：输出允许，对单片机侧来说：读 §6.3 数据存储器的扩展 yjia@zjip.com

  22. 二、典型RAM 6116、6264、62256介绍 1、引脚 62256引脚 D0~D7：数据线 A0~A14：地址线 /CE：片选，0有效；1，数据线呈高阻 /WE：写控制信号 /OE：输出允许，对单片机侧来说：读 §6.3 数据存储器的扩展 yjia@zjip.com

  23. §6.3 数据存储器的扩展 • 二、典型RAM 6116介绍 2、功能： • 读功能：当/CS=0，/WE=1，/OE=0时，A0~An （n由容量定）所指定地址的内容出现在D0~D7上 • 写功能：当/CS=0，/WE=0，/OE=1时， D0~D7上的数据被写到A0~An（n由容量定）所指定的地址单元 yjia@zjip.com

  24. §6.3 数据存储器的扩展 • 三、RAM扩展的硬件连接 1、51单片机的特点： • 在执行指令MOVX A，@DPTR或 MOVX A，@Ri， /RD引脚输出负脉冲。 • 在执行指令MOVX @DPTR，A 或 MOVX @Ri ，A， /WR引脚输出负脉冲。 yjia@zjip.com

  25. §6.3 数据存储器的扩展 • 三、RAM扩展的硬件连接 2、硬件连接要点： • 将单片机的/RD引脚 连 RAM的/OE。 • 将单片机的/WR引脚 连 RAM的/WE 。 • 其余引脚挂在AB、DB总线上。 yjia@zjip.com

  26. §6.3 数据存储器的扩展 • 四、数据存储器的扩展举例 例1、给80C51扩展一片2KB数据存储器6116 • 数据总线的连接： 6116的D0~D7-------单片机的P0 • 地址总线的连接：11根地址线A0~A10 6116的A0~A7 -------- 单片机 P0经373锁存 6116的A8~A10 -------- 单片机 P2.0、P2.1、P2.3 • 控制总线的连接： 6116的/OE -------- 单片机 的/RD 6116的/WE -------- 单片机 的/WR • 重编址所需的/CS：接地 yjia@zjip.com

  27. §6.3 数据存储器的扩展 • 四、数据存储器的扩展举例 例1、给80C51扩展一片2KB数据存储器6116 yjia@zjip.com

  28. §6.3 数据存储器的扩展 • 四、数据存储器的扩展举例 例2、给80C51扩展一片数据存储器62256，，画出硬件连接图。 • 数据总线的连接： 62256的D0~D7-------单片机的P0 • 地址总线的连接：15根地址线A0~A14 62256的A0~A7 -------- 单片机 P0经373锁存 62256的A8~A14 -------- 单片机 P2.0~P2.6 • 控制总线的连接： 62256的/OE -------- 单片机 的/RD 62256的/WE -------- 单片机 的/WR • 重编址所需的/CS：接地 图略 yjia@zjip.com

  29. §6.3 数据存储器的扩展 • 四、数据存储器的扩展举例 例3、如图所示，给80C51扩展四片数据存储器6116，说明每片6116的地址。 • 片Ⅰ： 7000~7FFFH • 片Ⅱ： 6800~6FFFH • 片Ⅲ： 5800~5FFFH • 片Ⅳ： 3800~3FFFH yjia@zjip.com

  30. §6.3 数据存储器的扩展 yjia@zjip.com

  31. §6.3 数据存储器的扩展 一、RAM概述 二、典型RAM 6116、6264、62256介绍 三、RAM扩展的硬件连接 四、数据存储器的扩展举例 • 五、对扩展RAM的指令操作 • 读：MOVX A，@DPTR 或 MOVX A，@Ri • 写：MOVX @DPTR，A 或 MOVX @Ri，A 例：将上例中片Ⅰ的前10个地址的内容复制到片Ⅳ的前10个地址中 yjia@zjip.com

  32. §6.4 程序存储器的扩展 • 一、ROM概述 1、特点： ROM中信息一旦写入就不能随意改变，特别是不能在程序运行时改变。 2、种类： • 掩膜ROM：半导体的MASK工艺写入，不能擦除 • PROM：OTP ROM，一次性用户可编程 • EPROM：电信号编程，紫外线擦除 • EEPROM：电信号编程，电信号擦除 • flash ROM：快擦写ROM yjia@zjip.com

  33. §6.4 程序存储器的扩展 • 一、ROM概述 3、容量：型号的末几位代表Kbit容量 2716：16 Kbit，2KB 27128： 128 Kbit，16KB 2732：32 Kbit，4KB 27256： 256 Kbit，32KB 2764：64 Kbit，8KB 27512： 512 Kbit，64KB yjia@zjip.com

  34. 二、典型ROM 2716、27128、62512介绍 1、引脚： 2716引脚 D0~D7：数据线 A0~A10：地址线 /CE（PGM）： 片选，0有效；1，数据线呈高阻 /OE：输出允许，对单片机侧来说：读 §6.4 程序存储器的扩展 yjia@zjip.com

  35. 二、典型ROM 2716、27128、27512介绍 1、引脚： 27128、27512引脚 D0~D7：数据线 A0~A n：地址线 /CE（PGM）：片选 /OE：输出允许。 §6.4 程序存储器的扩展 yjia@zjip.com

  36. §6.4 程序存储器的扩展 • 二、典型ROM 2716、27128、27512介绍 2、功能： • 程序读功能：当/CE=0，/OE=0时，A0~An （n由容量定）所指定地址的内容出现在D0~D7上 • 程序写功能：当/CE（PGM）=正脉冲，/OE=1时，VPP为编程高压， D0~D7上的数据被写到A0~An（n由容量定）所指定的地址单元 yjia@zjip.com

  37. §6.4 程序存储器的扩展 • 三、ROM扩展的硬件连接 1、51单片机的特点： • 在读外ROM时，/PSEN引脚出现负脉冲 yjia@zjip.com

  38. §6.4 程序存储器的扩展 三、ROM扩展的硬件连接 1、51单片机的特点： • 在读外ROM时，/PSEN引脚出现负脉冲 • 2、硬件连接要点： • 将单片机的/PSEN引脚 连 ROM的/OE。 • 将单片机的/EA 引脚 连 高电平？或 低电平？ • 其余引脚挂在AB、DB总线上。 yjia@zjip.com

  39. §6.4 程序存储器的扩展 • 四、程序存储器的扩展举例 例1、给80C51扩展一片2KB程序存储器2716 • 数据总线的连接： 2716的D0~D7-------单片机的P0 • 地址总线的连接：11根地址线A0~A10 2716的A0~A7 -------- 单片机 P0经373锁存 2716的A8~A10 -------- 单片机 P2.0、P2.1、P2.3 • 控制总线的连接： 2716的/OE -------- 单片机 的/PSEN 单片机 的/EA -------- 高电平 • 重编址所需的/CE： P2.7经反相输出 yjia@zjip.com

  40. §6.4 程序存储器的扩展 • 四、程序存储器的扩展举例 例1、给80C51扩展一片2KB程序存储器2716 yjia@zjip.com

  41. §6.4 程序存储器的扩展 • 五、扩展的程序存储器的地址和访问 下图2716的地址：8000H~87FFH 访问：MOVC A，@A+DPTR yjia@zjip.com

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