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第五章存储器的扩展.ppt

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第五章 单片机总线与系统扩展 单片机的总线信号 程序存储器的扩展 数据存储器的扩展 I/O接口的扩展 MCS51系列单片机的特点就是体积小,功能全,系统结构紧凑,硬件设计灵活。对于简单 的应用,最小系统即能满足要求。 所谓最小系统是指在最少的外部电路条件下,形成一个可独立工作的单片机应用系统。一片89C51,或者一片8031外接一片 EPROM就构成了一个单片机最小系统。 在很多复杂的应用情况下,单片机内的RAM ,ROM 和 I/O接口数量有限,不够使用,这种情况下就需要进行扩展。因此单片机的系统扩 展主要是指外接数据存贮器、程序存贮器或I/O接口等,以满足应用系统的需要。 5.1 单片机总线信号的定义 单片机是通过地址总线,数据总线和控制总线与外部交换信息的。MCS-51单片机的总线接口信号见图 由图可见: 1)由于Po分时传送地址/数据信息,在接口电路中,通常配置地址锁存器,有ALE信号锁存低8位地址Ao~A7,以分离地址和数据信息。 2)P2口传送高8位地址A8~A15。 3 ) PSEN为程序存储器的控制信号,是在取指令 码时或执行MOVC指令时变为有效。 RD、WR为 数据存储器和I/O口的读、写控制 信号。是执行MOVX指令时变为有效。 5.2 程序存储器的扩展 5.2.1 EPROM的扩展 根据以上取指时序的要求,8XX51单片机扩展程序存储器2732的电路图见图 ? 5.2.2 EEPROM的扩展 5.3 数据存储器的扩展 在ALE的上升沿,把外部程序存储器的指令读入后就开始了对片外RAM的读过程。 ALE高电平期间,在P0处于高阻三态后,根据指令 间址提供的地址,P2口输出外部RAM的高8位地址A15~A8 ,P0端口输出低8位地址A7~A0 ;在ALE下跳沿,P0输出的低8位地址被锁存在锁存器中,随后P0又进入高阻三态,RD信号有效后,被选中的RAM的数据出现在数据总线上,P0 处于输入状态,CPU从P0 读入外部RAM的数据 。 5.5 I/O接口的扩展 MCS-51单片机共有4个8位并行I/O口, 在外部扩展时, P0和P2口做为总线使用, 因而提供给用户的 I /O口就只有P1或P3口的部分口线所接的外设较多时, 就必须扩展I/O接口。 MCS-51单片机扩展的I/O口和外部数据存储器统一编址、 采用相同的控制信号、 相同的寻址方式和相同的指令。 扩展I/O所用的芯片有通用可编程芯片 ( 如8251, 8155, 8255等)和TTL, CMOS锁存器,缓冲器(如273, 377, 244, 245等),用户可根据系统对输入输出的要求适当选择芯片。 图5-24为8XX51 扩展一个输入接口244 和一个输出接口273 的电路. 244的选通信号由RD和P2.0相或产生,当执行读该片的指令时, RD和P2.0有效, 打开244控制门, 从而把数据通过244读入8XX51。 273的选通信号由WR和P2.0相或产生,通过执行对该片的写指令,WR和P2.0有效,使8XX51的数据往273输出。 8XX51内部有ROM/EPROM, 不用扩展外部程序存储器, 所以P0口作为双向数据线连在的数据端。 273、244有相同的地址FEFFH(实际上只要保证P2.0=0,其他地址位无关紧要), 然而由于使用不同的控制信号RD或WR ,它们地址相同却不会发生数据传送冲突。 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000H 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 07FFH 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
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