80C51单片机系统扩展.ppt

第7章 80C51单片机的系统扩展 MCS-51单片机系统扩展总线 1. 单片机系统的扩展结构 单片机系统扩展通常采用总线结构形式。整个扩展系统以单片机为核心器件，通过系总线把各个扩展部件联系起来，扩展内容主要包括EPROM、RAM、I/O接口电路和其他数据转换接口电路等。因为各个部件的扩展是在单片机芯片之外进行的，因此通常把扩展的程序存储器称为外部程序存储器；而把扩展的数据存储器称为外部数据存储器。 2. 单片机系统扩展总线的产生 单片机系统采用三总线结构。按其功能通常把系统总线分为三类，即地址总线、数据总线和控制总线。单片机系统三总线结构如图所示 （1）地址总线（Address Bus 缩写为AB） 地址总线主要用于单片机送出的地址信号，以便对外部的存储器单元或I/O端口进行操作。地址总线是单向传送的，只能由单片机向外发送。在MCS-51单片机系统中，地址总线通常由P0口和P2口构成。地址总线的数量取决于外部要访问的存储器的容量，例如，对于n根地址线就可以实现对2n个单元进行连续编码，即可以对2n个存储单元进行访问，MCS-51单片机的地址线最多为16根，因此外部存储器最多可以扩展64KB个单元。 （3）控制总线（Control Bus，缩写为CB） 控制总线实际上是一组控制信号线，它包括单片机发出的，以及外部设备送给单片机的信号线。对某一条控制信号线而言，它是单方向传送的，但是由不同方向的控制信号线组合成的控制总线则表现为双向传送性。系统扩展用的控制线有：ALE、 、 、 、 。 ALE：用于锁存P0口输出的低8位地址的锁存控制。通常，ALE接在锁存器的控制端，在P0口输出地址期间控制锁存器来锁存地址数据；ALE端输出的脉冲信号也可以作为单片机系统中其它芯片的时钟源。 ：用于选择片内或片外程序存储器。当 ＝0时，单片机只能对外部程序存储器进行访问，当 ＝1时，单片机既能访问片内程序存储器，也能访问片外程序存储器：单片机依据程序地址来确定是对片内程序存储器进行访问，还是对片外程序存储器进行访问。因此，对片内无程序存储器的单片机，必须使接低电平。 ：用于外部程序存储器的读选通控制。 ：用于外部数据存储器的读选通控制。 ：用于外部数据存储器的写选通控制。由于单片机系统采用了总线结构形式，因此大大减少了单片机系统中传输线的数目，从而提高了系统的可靠性，同时也增加了系统的灵活性。此外，总线结构的使用，也使得单片机系统的扩展易于实现。各种功能部件只要符合总线规范就可以很方便地接入单片机系统，实现单片机应用系统功能的扩展。 3. 地址锁存器 MCS-51单片机的P0口是地址线/数据线分时复用的，实现这一功能需要引入地址锁存器。常用的地址锁存器的芯片一般有两类：一类是8D触发器，如74LS273、7474LS377等，另一类是位锁存器，如74LS373、8282等。 片外ROM操作时序 程序存储器概述 程序存储器又称为只读存储器ROM（Read Only Memory），它表示信息一旦写入芯片就不能随意更改，在程序运行时只能读出不能写入，即使掉电存储器芯片中的信息也不会丢失。程序存储器常见的类型有： 1. 掩膜ROM 其编程工作是由ROM制造厂家来完成的，即它是在ROM芯片生产厂家通过掩膜工艺来实现编程的。在大批量生产单片机应用系统的情况下，采用ROM芯片有利于降低成本。 2. 一次性可编程PROM 这种芯片的编程可由用户借助仿真机来进行，但只能进行次写入操作，一旦写入错误，芯片是不能再修改的。因此这种芯片使用起来很不方便。 3. 可重复擦写的EPROM 这种芯片的编程可由用户多次重复进行，克服了只能进行一次写操作的缺点，因此是目前应用较广泛的一种芯片。它的缺点是相对不同的EPROM型号要求给出不同的写入电压，另外要由紫外线才能对它进行擦除，在芯片的中央有一个小窗口，通过对这个窗口照射紫外线可以擦除原有信息，所以程序写好后要用不透明的标签贴封这个窗口，以避免因阳光中的紫外线的照射而破坏芯片中的程序。因此使用起来也显得还是不能尽如人意。 4. 电擦除可读、写E2PROM 这种芯片在5V工作电压下即可实现对芯片内程序的写入或擦除，故它既可作为程序存储器使用，又可作为数据存储器使用，所以愈来愈受到人们的关注。它的主要缺点是价格较贵、写入速度较慢。 常用程序存储器 1. EPROM （1）EPROM的型号及引脚 常用EPROM芯片的型号有：2716（2KB）、