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第8章 MCS-51单片机扩展存储器的设计 8.1 概述 8.2 系统总线及总线构造 8.3 读写控制、地址空间分配和外部地址锁存器 8.4 程序存储器EPROM的扩展 8.5 静态数据存储器的扩展 8.6 EPROM和RAM的综合扩展 8.7 E2PROM的扩展 8.8 ATMEL 89C51/89C52单片机的片内闪烁存储 器 8.1 概述 片内的资源如不满足需要，需外扩存储器和I/O功能部件: 系统扩展问题，内容主要有: (1) 外部存储器的扩展(外部存储器又分为外部程序存储器和外部数据存储器) (2) I/O接口部件的扩展。 本章介绍MCS – 51单片机如何扩展外部存储器，I/O接口部件的扩展下一章介绍。 系统扩展结构如下图: 8.1 概述 MCS-51数据存储器和程序存储器的最大扩展空间各为64KB。 系统扩展首先要构造系统总线。 8.2 系统总线及总线构造 8.2.1 系统总线 按其功能通常把系统总线分为三组: 1. 地址总线 (Adress Bus，简写AB) 2. 数据总线 (Data Bus，简写DB) 3. 控制总线 (Control Bus，简写CB) 8.2.2 构造系统总线 系统扩展的首要问题是构造系统总线，然后再往系统总线上“挂”存储器芯片或I/O接口芯片，“挂”存储器芯片就是存储器扩展，“挂”I/O接口芯片就是I/O扩展。 地址锁存器一般采用74LS373，采用74LS373的地址总线的扩展电路如下图(图8-3) 。 8.2.2 构造系统总线 8.2.2 构造系统总线 MCS-51由于受引脚数目的限制，数据线和低8位地址线复用。 为了将它们分离出来，需要外加地址锁存器，从而构成与一般CPU相类似的片外三总线，见图8-2。 8.2.3 单片机系统的串行扩展技术 优点: 串行接口器件体积小，与单片机接口时需要的I/O口线很少(仅需3-4根) ，提高可靠性。 缺点: 串行接口器件速度较慢。 在大多数应用的场合，还是并行扩展占主导地位（主要指存储器的扩展）。 8.3 读写控制、地址空间分配和外部地址锁存器 8.3.1 存储器扩展的读写控制 RAM芯片: 读写控制引脚，记为OE*和WE* ，与MCS-51的RD*和WR*相连。 EPROM芯片: 只能读出，故只有读出引脚，记为OE* ，该引脚与MCS-51的PSEN*相连。 8.3.2 存储器地址空间分配 MCS-51发出的地址是用来选择某个存储器单元进行读写，要完成这种功能，必须进行两种选择: “片选”和 “单元选择”。 存储器空间分配除考虑地址线连接外，还讨论各存储器芯片在整个存储空间中所占据的地址范围，常用的存储器地址分配的方法有两种: 线性选择法 (简称线选法) 和地址译码法 (简称译码法) 。 8.3.2 存储器地址空间分配 1. 线选法 直接利用系统的高位地址线作为存储器芯片(或I/O接口芯片) 的片选信号。 优点: 电路简单，不需要地址译码器硬件，体积小，成本低。 缺点: 可寻址的器件数目受到限制，地址空间不连续，地址不唯一。 例 某一系统，需要外扩8KB的EPROM(2片2732) ，4KB的RAM(2片6116) ，这些芯片与MCS-51单片机地址分配有关的地址线连线电路如下图所示。 8.3.2 存储器地址空间分配 2732: 4KB程序存储器，有12根地址线A0～A11，分别与单片机的P0口及P2.0～P2.3口相连。2732 (1) 的片选端接A15 (P2.7) ，2732(2) 的片选端接A14 (P2.6) 。 6116: 2KB数据存储器，需要11根地址线作为单元的选择，而剩下的P2口线(P2.4～P2.7) 作为片选线。 当要选中某个芯片时，单片机P2口对应的片选信号引脚应为低电平，其它引脚一定要为高电平。 两片程序存储器的地址范围: 2732(1) 的地址范围: 7000H～7FFFH; 2732(2) 的地址范围: B000H～BFFFH; 6116(1) 的地址范围: E800H～EFFFH; 6116(2) 的地址范围: D800H～DFFFH。 8.3.2 存储器地址空间分配 2. 译码法 最常用的译码器芯片: 74LS138(3-8译码器) 74LS139(双2-4译码器) 74LS154(4-16译码器) 。可根据设计任务的要求，产生片选信号。 全译码: 全部高位地址线都参加译码； 部分译码: 仅部分高位地址线参加译码。 (1) 74LS138(3～8译码器) 引脚如图8-5，译码功能如表8-1(P167) 所示。当译码器