本科单片微型计算机原理及应用第4章.pdf

第4 章 单片机系统的扩展 第4章 单片机系统的扩展 4.1 系统扩展概述 4.2 常用的扩展器件简介 4.3 存储器的扩展 4.4 I/O 口的扩展 第4 章 单片机系统的扩展 4.1 系统扩展概述 4.1.1 最小应用系统 单片机系统的扩展是以基本的最小系统为基础的, 故应首先熟悉最小应用系统的结构。实际上, 内部带 有程序存储器的8051或8751单片机本身就是一个最简 单的最小应用系统,许多实际应用系统就是用这种成本 低和体积小的单片结构实现了高性能的控制。对于目 前国内较多采用的内部无程序存储器的芯片8031来说, 则要用外接程序存储器的方法才能构成一个最小应用 系统。 第4 章 单片机系统的扩展 1. 片内带程序存储器的最小应用系统 片内带程序存储器的8051、 8751本身即可构成一 片最小系统, 只要将单片机接上时钟电路和复位电路即 可, 同时 接高电平, ALE、 信号不用, 系统就可 EA PSEN 以工作。如图4 ―1(a)所示该系统的特点如下: (1) 系统有大量的I/O线可供用户使用: P0、 P1 、 P2 、P3 四个口都可以作为I/O 口使用。 (2) 内部存储器的容量有限, 只有128 B的RAM和4 KB 的程序存储器。 第4 章 单片机系统的扩展 (3) 应用系统的开发具有特殊性, 由于应用系统的 P0 口、P2 口在开发时需要作为数据、 地址总线, 故这 两个口上的硬件调试只能用模拟的方法进行。 8051的 应用软件须依靠厂家用掩膜技术置入, 故一般只适用于 可作大批量生产的应用系统。 2. 片内无程序存储器的最小应用系统 片内无程序存储器的芯片构成最小应用系统时, 必 须在片外扩展程序存储器。 由于一般用作程序存储器 的EPROM芯片不能锁存地址, 故扩展时还应加1个锁存 器, 构成一个3片最小系统, 如图4 ―1(b)所示。该图中 74LS373为地址锁存器, 用于锁存低8位地址。 第4 章 单片机系统的扩展 图4 ―1 MCS—51系列最小化系统 第4 章 单片机系统的扩展 4.1.2 系统扩展的内容与方法 1. 单片机的三总线结构 当单片机最小系统不能满足系统功能的要求时, 就需 要进行扩展。 为了使单片机能方便地与各种扩展芯片连 接, 常将单片机的外部连线变为一般的微型计算机3总线 结构形式。对于MCS-51系列单片机, 其3总线由下列通道 口的引线组成: 地址总线: 由P2 口提供高8位地址线, 此口具有输出锁 存的功能, 能保留地址信息。由P0 口提供低8位地址线。 数据总线: 由P0 口提供。 此口是双向、输入三态控 制的8位通道口。 第4 章 单片机系统的扩