单片机 第8章系统扩展.ppt

第8章  单片机小系统及片外扩展 系统扩展 扩展系统结构图，包括如下内容： 1、扩展系统是以单片机为核心进行的； 2、扩展内容包括ROM、RAM、和I/O接口电路等； 3、扩展是通过系统总线进行的，通过总线把各扩展部件连接起来，并进行数据、地址和信号的传送，要实现扩展首先要构造系统总线。(尽可能采用串行扩展方案) 本章内容 8.1 并行扩展三总线的产生 8.2 串行扩展总线接口技术 8.3 程序存储器的扩展 8.4 数据存储器的扩展 8.5 I/O口接口扩展电路设计 8.1 并行扩展三总线的产生 地址总线AB——P2，P0（373锁存器） 数据总线DB——P0 控制总线CB——ALE， ， ， 总线扩展常用的芯片 1、常用的译码器 74LS139是双2-4译码器（入二出四） 74LS138是3-8译码器（入三出八） 注意：译码输出信号低电平有效，且只有一个有效。 2、常用的锁存器74LS373(74HC373) 注意： 74LS373的G端与ALE相连， 可以接地，因为低电平有效。如图8－26。 8.2 串行扩展总线接口技术 SPI串行外设接口总线：同步串行3线方式 I2C总线：同步串行2线 SCI总线：异步方式进行通信（一条数据输入线，一条数据输出线） 单总线：采用单根信号线，既可传输时钟，又能传输数据，而且数据传输是双向的，适用于单主机系统 SPI串行外设接口总线(Motorola) 同步串行方式 需3~4条线： 串行时钟线（SCK） 主机输入/从机输出数据线MISO 主机输出/从机输入MOSI 从机片选线CS 89C51单片机串行扩展SPI外设接口的方法 用一般I/O口线模拟SPI操作 利用串行口实现SPI操作 1.用一般I/O口线模拟SPI操作 根据SPI串行总线的操作时序特点 ，进行软件模拟 MCU串行输入子程序SPIIN SPIIN：SETB P1.1 ；使P1.1(时钟)输出为1 CLR P1.2 ;选择从机 MOV R1，#08H ；置循环次数 SPIIN1:CLR P1.1 ；使P1.1（时钟）输出为0 NOP ；延时 NOP MOV C，P1.3 ；从机输出SPISO送进位C RLC A ；左移至累加器ACC SETB P1.1 ；使P1.1(时钟)输出为1 DJNZ R1,SPIIN1 ；判断是否循环8次（8位数据） MOV R0，A ；8位数据送R0 RET 2.利用串行口实现SPI操作 需要通过单片机的开关量I/O口线进行芯片选择； 当芯片未选中时，数据端口均处于高阻状态； 与单片机交换信息时均要求单片机串行口以方式0进行； 传输数据时的桢格式局要求先传送命令/地址，再传送数据。 I2C总线(PHILIPS) 同步串行 需2根信号线：数据线SDA和时钟线SCL。 纯软件的寻址方法（故无需片选线） 支持多主控(multimastering)  总线上每一个节点都有一个固定的节点地址 主机发送的第一个字节为寻址字节 数据传输需遵循规定的传输格式 对不带I2C接口的51单片机，若去控制总线，只需两个I/O口线，用软件模拟数据传送典型信号时序。如起始位、终止位、应答位、非应答位、发送字节、接收字节等 8.3 程序存储器的扩展 程序存储器扩展典型芯片 EPROM： 2716 ----2K*8bit 2764 ----8K*8bit 27128 ----16K*8bit 27512 ----64K*8bit EEPROM 2816 ----2K*8bit 2864 ----8K*8bit 访问程序存储器的控制信号 ALE :指示74LS373锁存低8位地址 :用于选通片外程序存储器,接片外ROM的 引脚 :CPU读取片内/片外程序存储器的控制信号。高电平访问片内存储器，低电平访问片外存储器。 程序存储器扩展举例 74LS373是带三态输出的地址锁存器。三态控制端 接地，以保持输出常通，cp(G)端接8031的ALE引脚，每当ALE端的电平产生复跳变时， 74LS373锁存低8位地址线，并输出供2764使用。 2764是8K*8bit的EPROM，