[理学]汇编第6-7章 8xc51存储器扩展等 2

第6章 8XC51 系 统 总 线 与 存 储 器 扩 展,一 单片机系统总线由三总线(地址总线.数据总线与控制总线)构成 1. MCS 51单片机的系统总线接口示意图,2. 系统扩展方法： 能与单片机配接的专用芯片特点： a. 具备三总线引脚 b. 具备片选端（CE或CS等） c. 其地址线的根数N：因片内存储单元或I/O接口寄存器（端口）的 个数不同而不同： 地址线的根数N与片内存储单元个数的关系： 2N = 单元个数 如：210=1KB 211=2KB 212=4KB 213=8KB 214=16KB 215=32KB 216=64KB,单片机与这些芯片的连接依三总线规则连接，即： 单片机数据线D0-D7连接外扩芯片的数据线D0-D7 单片机PSEN连接外扩R0M的OE 单片机RD连接外扩RAM的OE（或RD） 单片机WR连接外扩RAM的WR（或WE） 地址线的连接： * 一个芯片的某个单元或某个端口的地址由片选地址 和片内字选地址共同组成 故字选和片选引脚均应接到单片机的地址线上,b.接地直选法： 当接入的芯片仅一片（或需让其一直选通）时， 则可将其片选端CE接地，直接选通。如右图c.译码法单片机对片选引脚通过译码后输出。 又分两法： 1）全译码用字选后剩下的所有高位 地址线进行译码。 地址唯一 2）部分译码用字选后剩下的高位 地址线中某几根进行译码。 地址不唯一,* 系统扩展的两大原则： a.用相同信号控制的芯片之间，地址不能相同 如：I/O口，外部RAM均以RD WR作读 写控制信号，同使用 MOVX 指令传递信息 故 I/O口，外部RAM不能有相同地址； b.使用相同地址的芯片之间，控制信号不能相同 如：外部RAM，外部ROM： 前者受RD WR 控制，使用MOVX指令 后者受PSEN 控制，使用MOVC指令 外部RAM，外部ROM可以有相同地址, 地址译码：常使用组合逻辑门或译码芯片 典型应用：例1 外接4KBRAM（或ROM）. 解：由题知需字选线12根：A0-A11 用线选法。见右图, 用组合逻辑门： a.全片选： A12-A15全部组合作为 “与非门”的输入端。 见右图,b. 部分片选： A12-A15部分组合作为 “与非门” 的输入端部分空置未用。 见右图,例2 用8K X 8位的存储器芯片组成64K X 8位的存储器。 问： a. 共需几片芯片？多少根地址线？其中几根作字选线？ 几根作片选线？ 解（64K X 8）（8K X 8）= 8（片） 故共需8片8KX8的存储器芯片； 64K=216 共需16根地址线寻址； 8K=213 需用13根地址线作字选线； 163=3 23=8 故用余下的3根作 片选线，分选8片存储器芯片。,b. 如用74LS138进行地址译码，画出译码电路，标出其输出线 选址范围。 解：用74LS138对A13A14A15进行译码，输出8路片选信号， 见下图。,c. 如改用线选法，能组成多大容量的存储器？写出各线 选的选址范围。 解：见下图；,例3 综合扩展 6264 2764各一片。,方法2地址相同,为什么可以相 同？,第 7 章 常用I/O芯片接口设计,一.简单接口亦称：无编程（无条件）传送接口扩展： 1 简单输入接口扩展： 多采用小规模TTL等芯片；如 74 LS244， 74 LS245等； 特点：此类芯片均具有“三态缓冲”功能。 74 LS244简介：（参见书P116 ） 单向三态缓冲器，DIP20封装； +5V供电 内有2个4位缓冲器，,简单输出接口扩展： 输出接口应具数据锁存功能， 常采用8D触发器；如：74LS273 74LS377 74LS373等。 74 LS377简介：（参见书P118 ） 8D触发器 DIP20封装； 单一+5V供电 具8位输入口（1D-8D） 单片机数据口（P0） 8位输出口（1Q-8Q） CLKWR 在CLK上升沿： 输入端（1D-8D）信号 输出端（1Q- 8Q） “G”低电平“0”选通 “1”锁存；,应用举例：例1 单片机通过74LS244从外部 读入数据，再将读入的数据 通过74LS377输出。 解：电路如右图；易见， 二者地址相同：0FE00H 为什么二者地址可以相同？ 汇编程序如下： MOV DPTR，#0FE00H ; DPTR指向I/O口地址 MOVX A，DPTR ; 从74 LS244读入数据 MOVX DPTR, A ; 从74 LS377输出数据,*补 充: 4 隔离与驱动接口 在单片机应用系统中,为实现弱电(单片机输出的 控制信号)对强电(执行机构电源)的控制,必须配 隔离 驱动电路(器件). 常用的隔离 驱动电路(器件) 有以下几种: a. 7406(六反驱).7407(六同驱),参见下页图. b. 三极管及达林顿管驱动电路，参见下页图a 图 b. c. 闸流晶体管(可控硅),参见再下页图 c . d. 光电耦合器等,参见再下页图 d;,二 可编程并行接口芯片的扩展 1 扩展多功能接口芯片8155 8155可编程 带片内RAM 并行22 I/O接口芯片 1)概述 DIP40封装.(内部结构及芯片见书P120 图7.7.),单一+5V供电. 256B SRAM 22位I/O端口-2个8位(PA.PB)及一个6位(PC) 1个14位多功能减法计数器 *1. AD0-AD7(内含地址锁存器)可与单片机P0口直接相连(在 ALE 将P0口输出的低8位地址锁存),无需74LS373,*2. IO/ M 端为 RAM / I/O口选择线端口 IO/M=0: 单片机选择8155的RAM读/写, AD0-AD7反应为8155 中RAM地址 IO/M=1: 单片机选择8155的I/O口读/写, AD0-AD7反应为8155I/O 口地址 *3.其他: RD.WR为读.写控制口-接单片机RD.WR; CE-片选 2)8155的内部编址(低8位) 内部RAM:00H-0FFH :(由AD0AD7 八位确定) I/O口地址:(由AD0AD2 三位确定),a. 000- 命令 / 状态寄存器 (同一地址,两个寄存器) b. 001-PA口 c. 010 -PB口 d. 011-PC口 e. 100-计数器低8位 f. 101-计数器高6位及计数方式(2位)设置 高8位地址由P2口接线确定 如右图: 命令/状态口7F00H PA口-7F01H PB口-7F02H PC口-7F03H TL -7F04H TH -7F05H 片内RAM: 3F00H-3FFFH (IO/M) P2.6=0;,只写,只读,3) 8155的命令控制字(只写不能读),*1 PC2 PC1 工作方式 功 能 设 置 0 0 ALT1 PA.PB均为基本I/O, PC输入方式 1 1 ALT2 PA.PB均为基本I/O, PC输出方式 0 1 ALT3 PB基本I/O,PA选通I/O,PC0-PC2为PA口联络信号 PC3-PC5只能作输出口 1 0 ALT4 PA.PB均为选通I/O, PC0-PC2为PA口联络信号 PC3-PC5 为PB口联络信号 *2 在PC2PC1=01/10,即PA/PA.PB工作于选通I/O方式:PC口各位为 联络信号,其各位意义参见书P121.表7.3 *3 8155的状态字(只读不能写)参见书P122.图7.9:说明:除”TIMER” 位外, 其余6位只在PA.PB为选通I/O口(即ALT3.ALT4方式)时才 有意义.,4) 8155计数器-14位减法计数器 M2 M1 计数初值高 6 位 计数初值低 8 位 *1参见书P122.图7.10: 方式01连续输出方波,常用. 计数初值为偶数 对称方波 例如:计数初值=4:前2正,后2负 计数初值为奇数 不对称方波 例如:计数初值=5:前3正,后2负 *2 因为减法计数器, 易见:计数初值=N 即为N分频 (由TIMER-OUT端输出).,例1:如将8155PA口定义为基本输入方式,PB.PC口定义为基本输出 方式,计数器作方波发生器,对8155输入脉冲进行24分频,试初始 化8155 (电路图见图1)。 ST: MOV DPTR, #7F00H; 指向命令寄存器 PA输入 MOV A, #0CEH; 依题设命令字 1 1 0 0 1 1 1 0 MOVX DPTR, A; 送命令字 PB输出 MOV DPTR, #7F04H;指向计数器低8位 MOV A, #18H; 设计数初值(分频值)18H(24D) MOVX DPTR, A; 送低8位计数初值 INC DPTR; 指向计数器高6位及方式位 MOV A, #40H; 设计方式1,输出连续方波 0 1 0 0 0 0 0 0 MOVX DPTR, A; 送高6位及方式位值,方式1,启动,PC输出,*8155定时/计数器与MCS-51定时/计数器,在功能上相同定时.计数,但两者有许多不同 之处,主要有: 8155定时/计数器 MCS-51定时/计数器 减法计数器(初值2H3FFFH) 加法计数器:初值:01FFFH 0-FFFFH 0-FFH 只有一种计数方式-14位计数 多种方式 外部脉冲.fmax=4 MHz两种脉冲计数计数 fmax=fosc/24,2 扩展并行接口芯片8255 1)DIP40封装. 结构.引脚排列见书P127 图7.13 8255有三个8位并行I/O口(数据口):PA.PB和PC口 (其中PC口又可作PA.PB口的联络信号) a. A1 A0 为各口选址信号线 0 0 PA口 0 1 PB口 1 0 PC口 1 1 命令控制口 b. D0-D7接8XC51的P0.0-P0.7, 传送数据/命令 c. 其它: CS-片选 RD/ WR-读/写 RESET-复位等依三总线连接 2) 8255工作方式 8255工作方式控制字有两个(同一地址-由标志位区分),8255工作方式控制字,*1在方式1.方式2(仅PA口有):PC口联络信号见书P129 表7.6右半部分,PC口置位/复位控制字,注意:使用中应先设工作方式控制字, 再设PC口置位/复位控制字, 且须一位一位进行 (参见例1),例1 将PC2位置1,PC6位清0.(设PA.PB.PC全为输出口,方式0; 电路图见 图 2 ). 解:由图易见: 控制口地址为7F00H; PC2位置1控制字:00000101B=05H PC6位清0控制字:00001100B=0CH MOV DPTR, #7F00H; 指向控制口 MOV A, #80H; 设控制字值 MOVX DPTR, A; 先送控制字值 MOV A, #05H; 设PC.2控制字值 MOVX DPTR, A; 置PC.2=1 MOV A, #0CH; 设PC.6控制字值 MOVX DPTR, A; 清0PC.6位 SJMP $,8XC51 8255,例2 如图2,8XC51扩展一片8255电路要求8255A口接输入(反映8只开关, 打开/合上 1/0) PB 输出接8只LED,反映开关状态:打开 对应 LED灭, 闭合 对应LED亮, PC口不用. 解:分析,易见,PA口.PB口.控制口地址分别为: 7C00H. 7D00H. 7F00H 依题方式0:PA输出,PB输入,控制字：10000010B=82H MOV DPTR, #7F00H; 指向控制口 MOV A, #82H MOVX DPTR, A; 控制字写入控制口 MOV DPTR, #7D00H; 指向PB口 MOVX A, DPTR; 从PB口读入数据 CPL A; 依题开关合上LED亮 DEC DPH; 指向PA口(7C00H) MOVX DPTR, A; 从PA口输出,控制对应的LED亮灭 SJMP $ 例3 见书P132-133例题,3 扩展8253定时/计数器芯片 1) *DIP24脚封装(见书P134 图7.19),单一+5V供电 *具有三个相同的16位减法计数器: 可由软件设定6种不同的工作方式 可由软件设定按二进制或十进制(BCD)计数. a.A1. A0脚为三个定时/计数器,控制寄存器选址线: 0 0-定时/计数器0 0 1-定时/计数器1 1 0-定时/计数器2 1 1-控制寄存器 b. CLKX(X=0. 1. 2)-计数脉冲输入端 OUTX(X=0. 1. 2)-计数器输出端.当计数值减为0溢出,输出 相应信号 GATEX(X=0. 1. 2)-门控信号.用于控制计数器工作(启/停等).,c. D0-D7:8253与单片机数据传输线,与8XC51P0口直接相连. d. 其它:对照”三总线连接.,例1 用计数器2输出频率为40KHz方波(CLK2外接2MHz方波). 设