三、系统扩展

MCS 51单片机的系统扩展 系统扩展的含义单片机中虽然已经集成了CPU I O口 定时器 中断系统 存储器等计算机的基本部件 即系统资源 但是对一些较复杂应用系统来说有时感到以上资源中的一种或几种不够用 这就需要在单片机芯片外加相应的芯片 电路 使得有关功能得以扩充 我们称为系统扩展 即系统资源的扩充 程序存储器的作用 存放程序代码或常数表格 扩展时所用芯片 一般用只读型存储器芯片 可以是EPROM E2PROM FLASH芯片等 扩展电路连接 用EPROM2764扩展程序存储器 存储器地址分析 究竟单片机输出什么地址值时 可以指向存储器中的某一单元 存储器的扩展 1 1程序存储器的扩展 2764 8KEPROM 2764引脚功能 VPPA12A7A6A5A4A3A2A1A0D0D1D2GND VccPGMN CA8A9A11OEA10CED7D6D5D4D3 2764 扩展时所用芯片1 D7D6D5D4D3D2D1D0G 74LS373 GND 5V E Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0 扩展时所用芯片2 373引脚功能 使能端 当E 0 G 1时 输出Q 输入D 透明 当E 0 G 0时 输出Q端不变 锁存 当E 1 输出高阻态 扩展电路连接 图1扩展电路 单片机8031 P2 0 A8 ALE PSEN 74LS373 G 2764 A7 A0 O0 O7 P0 0 P0 7 OE CE Q0 Q7 D0 D7 80312764数据总线的连接 P0 0 P0 7 数据总线 D0 D7地址总线的连接 P0 0 P0 7 地址总线低8位 A0 A7P2 0 P2 4 地址总线高8位中的5位 A8 A12控制总线的连接 PSEN 程序存储器允许 即读指令 OEALE 地址锁存允许 接373的使能端G 经过锁存器373 A12 P2 4 一个机器周期 ALE PSEN P2 P0 地址A8 A15 地址A8 A15 A0 A7 A0 A7 指令码 指令码 图2从外存取指令时序图 一个机器周期 ALE PSEN P2 P0 地址A8 A15 地址A8 A15 A0 A7 A0 A7 指令码 指令码 单片机8031 P2 0 A8 ALE PSEN 74LS373 G 2764 A7 A0 O0 O7 P0 0 P0 7 OE CE Q0 Q7 D0 D7 A12 P2 4 存储器地址分析 究竟单片机输出什么地址值时 可以指向存储器中的某一单元 8031P2 4 P2 0P0 7 P0 0选中单元 2732A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 0000000000000 0000H 00000000000001 0001H 10000000000010 0002H 20000000000011 0003H 30000000000100 0004H 4 1111111111111 1FFFH 8K 1可见 当单片机输出地址0000H 1FFFH时 选中2764的0 8K 1号单元 即按照上面电路扩展的8K存储器的地址范围是0000H 1FFFH 共8K字节 请思考 请同学们结合图2来分析图1中373的作用 并说明没有它行不行 为什么 扩展时所用芯片 程序存储器的作用 扩展电路连接 存储器地址分析 程序存储器的扩展 1 2数据存储器的扩展 数据存储器的作用 存放数据 可改写 扩展时所用芯片 一般用静态读写型存储器芯片SRAM 也可以用E2PROM FLASH芯片等 扩展电路连接 用SRAM6264扩展程序存储器 存储器地址分析 究竟单片机输出什么地址值时 可以指向存储器中的某一单元 扩展时所用芯片 6264 8KSRAM 6264引脚功能 N CA12A7A6A5A4A3A2A1A0D0D1D2GND VccWECSA8A9A11OEA10CED7D6D5D4D3 6264 数据总线的连接 P0 0 P0 7 数据总线 D0 D7地址总线的连接 P0 0 P0 7 地址总线低8位 A0 A7P2 0 P2 4 地址总线高8位中的5位 A8 A12控制总线的连接 RD 读外部数据 OEWR 写外部数据 WEALE 地址锁存允许 接373的使能端G 扩展电路连接 图3扩展电路 经过373 A8 6264 WE 单片机8031 P2 0 A8 ALE RD 74LS373 G A7 A0 P0 0 P0 7 OE CE Q0 Q7 D0 D7 A12 P2 4 WR 8031 6264 一个机器周期 ALE PSEN P2 P0 地址A8 A15 A0 A7 三态 数据D0 D7入 图4读外部数据RAM时序图 RD 一个机器周期 ALE PSEN P2 P0 地址A8 A15 A0 A7 数据D0 D7出 图5写外部数据RAM时序图 WR 一个机器周期 ALE PSEN P2 P0 地址A8 A15 A0 A7 三态 数据D0 D7入 RD 图4读外部数据RAM时序图 存储器地址分析 究竟单片机输出什么地址值时 可以 指向存储器中的某一单元 8031P2 7 P2 4 P2 0P0 7 P0 0选中单元 6264CEA12A11 A8A7A6A5A4A3A2A1A0 0XX0000000000000 0000H 00XX0000000000001 0001H 10XX0000000000010 0002H 20XX0000000000011 0003H 30XX0000000000100 0004H 4 0XX1111111111111 1FFFH 8K 1可见 当单片机输出地址0000H 1FFFH时 选中6264的0 8K 1号单元 即按照上面电路扩展的8K存储器的地址范围是0000H 1FFFH 共8K字节 请注意 与扩展程序存储器相比