存储器的扩展.doc

6.3 存储器的扩展存储器是单片机系统中使用最多的外扩芯片，对MCS-51单片机而言，由于程序存储器与数据存储器空间在物理空间的上的各自独立性，使得两者的扩展方法略有不同。单片机一直处于不断的取指令码执行取指令码执行的工作过程中，在取指令码时和执行MOVC指令时PSEN会变为有效，和其它信号配合完成从程序存储器读取数据。在本节中，介绍目前常用的EPROM、RAM、E2PROM以及Flash存储器的扩展方法。6.3.1 程序存储器（EPROM）扩展一、外部程序存储器扩展概述目前单片机有ROM型、EPROM型和无ROM型芯片。不管使用哪种芯片，当片内程序存储器容量满足不了要求时，均需进行系统扩展。扩展时要注意以下几点：（1）程序存储器有单独的地址编号（0000HFFFFH），可寻址64KB范围。虽然与数据存储器地址重叠，但不会被占用。程序存储器与数据存储器共用地址总线和数据总线。（2）对片内有ROM（EPROM）的单片机，片内EPROM与片外EPROM采用相同的操作指令，片内与片外程序存储器的选择靠硬件结构实现，即由的高低电平来选择。（3）程序存储器使用单独的控制信号和指令，其数据读取控制及指令不用数据存储器的信号和MOVX指令，而是由控制，读取数据用MOVC查表指令。（4）随着大规模集成电路的发展，单片程序存储器的容量越来越大，构成系统时所使用的EPROM芯片数量越来越少，因此地址选择大多采用线选法，而不用地址译码法。MCS-51系列单片机外部EPROM扩展原理如图6-6所示。图6-6 外部EPROM扩展原理由图可见，P0口和P2口提供16位地址码。其中P0口作为分时复用的地址/数据总线。当从外部EPROM取指令时，从P0口输出低8位地址，由ALE地址锁存允许信号的下降沿将低8位地址码打入地址锁存器，它的输出与存储器的低8位地址A7A0相连。存储器的8位数据线D7D0与P0口相连，以便输入读取的指令代码。在一个只读存储器读周期中，P0口前半周期输出低8位地址码，后半周期输入读取的指令代码。由P2口输出高8位地址码。由于P2口输出由锁存功能，而且在整个读指令周期内不作它用，故直接与存储器的高8位地址A15A8相连。主机的为外部程序存储器选通信号，它与存储器的（指令代码输出选通）信号相连。EPROM芯片的片选端如何连接，与单片机系统的地址分配和硬件结构有关。可以直接接地；可以与P2口某位以线选法直接将来；也可以通过译码器的输出进行相连，应视具体设计情况而定。目前常用于单片机的程序存储器为紫外线可擦除的只读存储器EPROM，这种存储器在断电状态下能保存所写入的数据，在需要写入新程序代码之前，需要使用紫外线对芯片上石英玻璃窗口进行光照，将原有程序擦除，再写入新程序即可。需要说明的是，对于EPROM型的存储器，要写入程序数据时，应使用专门的写入器。这类芯片在单片机应用系统中以2716、2732、2764、27128、27256使用较多。二、8051/8751的程序存储器扩展8051/8751是片内有ROM/EPROM的供应状态。一般来说，采用8051/8751的单片机应用系统中，很少再用到外部程序存储器扩展，这是因为同时使用片内、片外程序存储器时会失去选用8051/8751的优点，不如转而采用单纯的外部程序存储器的8031应用系统。8051/8751外部扩展4kEPROM程序存储器的应用系统如图6-6所示。在有外部程序存储器的8051/8751系统中，程序存储器的选择线的输入电平会影响程序存储器的结构。当图中为高电平时，该系统具有8K字节程序存储器。8051/8751内部4k字节ROM/EPROM程序存储器地址为0000H0FFFH；外部4k字节2732EPROM程序存储器地址为1000H1FFFH。当程序计数器PC值在0000H0FFFH时，指向片内程序存储器，当PC值大于0FFFH时，则指向片外程序存储器。当为低电平时，8051/8751内部程序存储器无效，系统只有外部程序存储器4k字节，其地址为0000H0FFFH。此时，8051/8751相当于8031。图6-6 扩展4k字节EPROM的8051/8751三、8031的程序存储器扩展图6-7为使用一片EPROM27256和锁存器74LS373构成的8031程序存储器扩展电路。图中8031的无关电路部分均未画出。图6-7 一