第4章___MCS-51系列单片机的扩展a

2020 4 6 1 第4章MCS 51系列单片机的扩展 1最小系统与程序存储器的扩展 2数据存储器扩展 3I O扩展 2020 4 6 2 1最小系统与程序存储器的扩展 lMCS 51系列单片机虽本身是一个微型计算机 包含了CPU 存储器 I O接口 定时器 中断 串行口 但由于其功能有限 所以在工作时 还需要进行必要的功能扩展 功能扩展中 最常见的就是存储器扩展 扩展时 外部信号的连接可分三总线形式 见图由于 是地址 数据复用口 因而对低 位地址需用要锁存 等 由于多口带总载能力有限 P08个LSTTL P1 P3为4个LSTTL 故常加总线驱动器 注意 无锁存功能 常用的有74LS244 74LS245见图 2020 4 6 3 1最小系统与程序存储器的扩展 1 1最小系统8031片内无程序存储器 下面对8031扩展2k程序存储器 组成一个最小系统 见图在系统扩展时 通常用到地址锁存器 常用的有74LS373和74LS374等芯片 见图 2020 4 6 4 1最小系统与程序存储器的扩展 1 2用多片EPROM扩展程序存储器在设计系统时有时会用到多片EPROM 例如需要8k程序存储器 当只提供2732 4k 时 要用2片2732 再例如 需要超过64k的程序存储器时 一般也用多片实现 扩展多片EPROM的连线方式 a 二片情况 如图用邻近各芯片所用的最高位的一根地址线作片选 其余一样 这种方法最常用在0000H 1FFFH时为低8K 此时P2 5为0 访问第1片 在2000H 3FFFH时为高8K 此时P2 5为1 访问第2片 2020 4 6 5 1最小系统与程序存储器的扩展 1 2用多片EPROM扩展程序存储器b 线选法 在连接多片时 有时用线选法 即用I O线或控制线作片选 这种方法用线多 不常用 如扩展4片2732 2732有4K 用了12根地址线 故P2口用了P2 0 P2 3 见图由于片选线不是地址译码产生 在选通时要人为控制 即在1片结束访问第2片时 要用软件复位相应端口 否则将出错 2020 4 6 6 1最小系统与程序存储器的扩展 1 2用多片EPROM扩展程序存储器c 译码法 用得多如上面的P2 4 P1 5 P1 6 P1 7片选可用P2 4 P2 5地址线 用2 4译码器得到 此时就不必考虑其它问题 可当成1片16KEPROM使用 d 超过64K时 要用控制线作片选 而且应注意在第1片用完后要发出第2片的片选信号 2020 4 6 7 1最小系统与程序存储器的扩展 1 3E2PROM和FLASH的扩展 2020 4 6 8 2数据存储器扩展 2 1用静态RAM扩展 常用静态存贮器21141K 461162K 8271662648K 827646225632K 827256IS61LV5128512K 8IS61LV12816128K 16 扩展数据存储器与程序存储器相比 最主要区别是 程序存储器用PSEN控制程序存储器的读写 而数据存储器则用RD WR信号控制读写 从实现方面 访问程序存储器 1是自动执行程序 2是用MOVC指令 而访问数据存储器则是用MOVX指令 2020 4 6 9 2数据存储器扩展 2 1用静态RAM扩展 引脚 一般有CS WE OE等CS为片选 读写时均必须有效WE写信号 写入指数据进入存储器 低电平时写入 一般连CPU的WR OE读出 读出指数据从存储器中浮现到总线上 一般连CPU的RD 地址线ALE同程序存储器一样数据线 2020 4 6 10 2数据存储器扩展 2 1用静态RAM扩展 扩展例子例子中6264 1 和2764 1 容量为8k 地址范围为 P2 5P2 4P2 3 p2 0p0 7p0 6 p0 1p0 00000000001111111即0000H 1FFFH6264 2 和2764 2 容量为8k 地址范围为 P2 5P2 4P2 3 p2 0p0 7p0 6 p0 1p0 01000000011111111即2000H 3FFFH 2020 4 6 11 3I O扩展 3 1多功能芯片的扩展扩展时要用MOVX访问外部RAM的指令 因而会损失外部存储器的扩展空间 8255A芯片A B C三个可编程的8位I O口 结构如图 40引脚 引脚简介D0 D78位双向数据线 CPU与8255交换数据A0 A1地址线 A1A000读写A口01读写B口10读写C口11写控制字 写入控制存储器 RD WR 配合A0 A1 完成读写功能CS片选线 在读写端口及写控制字时 必须有效 为0 RESET复位清除内部存储器 置A B C口为输入 2020 4 6 12 3I O扩展 3 1多功能芯片的扩展 8255A芯片引脚简介PA0 PA7A口 I O 可为输入 输出或双向PB0 PB7B口 I O 可为输入 输出 不可双向 即不能同时作输入 输出口 PC7 PC0C口 I O 可分为两个4位 用于输入 输出 由于C口高4位归A组控制 低4位归B组控制 它们分别可作为A B口的状态控制信号 工作方式选择要对A B C口进行工作方式选择 要先写入方式控制字 A0 A1为1 2020 4 6 13 3I O扩展 3 1多功能芯片的扩展 8255A芯片方式控制字 2020 4 6 14 3I O扩展 3 1多功能芯片的扩展 8255A芯片方式0 基本输入 输出方式可根据相应位控制为输入或输出 不用联路信号 输入数据不会锁存 输出被锁存 此时C口的高4位 低4位也可定义为输入 输出 A B口工作为方式0时 共有16种组合方式D4D3D1D0方式1 选通输入 输出方式当A口 或B口 工作于方式1时 可指定为输入 输出 但同时要用到3根C口的线作连络信号 A口 B口中有一个为方式1时 余下13根可为方式0 入 出 A口 B口同为方式1时 余下2根C口线可为输入 出联线定义固定 不可更改 见图方式1工作时序 分为输入与输出 2020 4 6 15 3I O扩展 3 1多功能芯片的扩展 8255A芯片例 2020 4 6 16 3I O扩展 3 1多功能芯片的扩展 8255A芯片访问时A2应为0CS 0R7内容向B口输出A口内容输入至R3MOVR0 03H 控制字地址MOVA 91H 控制字MOVX R0 A 送控制字MOVR0 01H 送端口B的地址MOVA R7MOVX R0 A 数据从B口输出DECR0 R0高为0 选中A口MOVXA R0 从A口读数MOVR3 A 数放入R3 2020 4 6 17 3I O扩展 3 2用TTL芯片扩展如果只需I O扩展 还常常用TTL芯片 它们价格低 使用也方便 用TTL芯片扩展的基本原理是 利用其具有锁存或三态功能 用部分地址线及控制线作片选或方向选通 扩展多个I O口 2020 4 6 18 3I O扩展 3 2用TTL芯片扩展 74LS377功能 2020 4 6 19 3I O扩展 3 2用TTL芯片扩展 用74LS377和74LS244功能扩展I O口 2020 4 6 20 3I O扩展 3 2用TTL芯片扩展 用74LS377和74LS244功能扩展I O口输出 377 1 8Q接G端 地址为7FH377 2 7Q接G端 地址为BFH输入 244 1 1Y接G端 地址为FEH244 2 2Y接G端 地址为FDH 2020 4 6 21 MCS 51扩展总线 返回 2020 4 6 22 244和245图 返回 2020 4 6 23 最小系统 返回 2