第二节 外部存储器的扩展(1).pptVIP

第2节外部存储器的扩展(1)，数据、地址、存储容量、数据总线和地址总线的概念。要掌握单片机存储器的扩展，首先必须了解数据、地址、存储容量、数据总线和地址总线的概念。在单片机应用系统中，单片机芯片的存储容量往往不够，例如8031芯片没有程序存储器，而单片机系统需要根据程序运行，所以程序存储器芯片必须外接。如何在外部存储芯片和单片机之间进行数据通信？当两个芯片通过地址总线、数据总线和控制总线连接时，数据和地址的概念是什么？左边的数据和地址概念是一个外部存储器的示意图，它包含数百个存储单元，每个单元只包含一个字节，而一个字节包含八位二进制数。存储器中的每个存储单元都有一个唯一的地址号，地址号所在的单元的内容是8位二进制数据。图中地址号为A0H的存储单元中的数据为91H。存储器的地址号是从00H到FFH，所以存储器有256个存储单元，一个存储单元包含8位二进制数，所以存储器的存储容量是2568。地址号和地址总线之间的关系，存储单元中的数据和数据总线之间的关系，数字电路中每一行传输的数据是一位二进制数，那么要传输的地址号是05H，它是一个八位二进制数，所以地址总线由八条地址线组成。如图所示。根据单片机芯片传输的八位二进制地址号，可以找到由地址号标识的外部存储器的存储单元。如果单元中的数据是13H，那么需要多少条数据线将数据13H并行读入单片机，因此数据总线的数量是8。该图显示了由数据总线的每条数据线传输的二进制数，将它们转换成十六进制到13H。2x=M，地址总线中的地址线的数量和存储器容量之间的关系，地址总线中的地址线的数量和存储器容量之间的关系可以由公式2x=M来表示，x是地址线的数量，M是存储器芯片中的存储器单元的数量。右边显示的内存芯片的存储容量为2568，因此扩展芯片所需的地址线数量为8。如果存储芯片具有1024个存储单元的存储容量，其地址数量范围从000到3FFH，并且所需的地址线数量是10。我们通常将1024个存储单元近似为1K，因此，如果SCM查询的地址范围是0000 h FFFFH，并且可访问的存储容量是64K8，则地址总线中的地址线数量是16。然而，MCS-51系列微控制器的片外存储器的最大寻址范围是64KB，B(字节)代表字节。单片机P0地址/数据的分时复用功能依靠控制线ALE来协调如何使P0实现低8位地址和8位二进制数据的分时复用。当ALE信号为高电平时，从端口P0发送的低电平8位地址通过地址锁存器到达存储器的地址线引脚A7-A0，而端口P2提供高电平8位地址。使用地址号，可以查询地址所在的外部存储器的存储位置。当单元中的八位二进制数据被读入单片机时，ALE信号下降到低电平，低八位地址被锁定在输出端口，地址锁存器的输入端口和输出端口被隔离。这样，搜索到的存储单元中的数据将通过数据总线读入P0端口，进入单片机芯片，在读取数据的过程中，存储器的低八位地址A7-A0的信息不会受到影响。因此，ALE信号线称为数据锁存信号线，可以控制P0端口实现低八位地址和数据时分复用。读栅线/RD、写栅线/WR和程序存储器读栅线/PSEN与外部数据存储器读或写数据的关系，向外部数据存储器读或写数据，不仅通过对存储单元的地址查询，而且同时读栅线/RD或写栅线/WR是低电平，它们都是低电平有效。同样，要将程序机器代码读入外部程序存储器，程序存储器输出使能线/PESN低电平应同时使能。由于单片机8031没有片上程序存储器只读存储器/可编程只读存储器，只有外部程序存储器，当程序存储器选择线/EA处于低电平时，MCS-51系列单片机执行外部存储器的指令，所以当8031向外扩展程序存储器时，/EA需要接地。外部数据存储芯片6264的基本结构是8K8数据存储芯片和28线高集成度双列直插式器件。A0至A12是13位地址线，输入地址对应于内部字节的单位。O0 O7是8位数据线，/CE是芯片选择信号线，/OE，/WE是读/写栅极线，它们都在低电平有效。外部数据存储器的扩展，外部数据存储器芯片6116的基本结构，6116是一个2K8数据存储器芯片，一个24线双列直插式器件，A0到a10是11位地址线，o0到o7是8位数据线，/CE是芯片选择信号线，/OE和/WE是读/写选通线。如何确定数据所在的存储单元的地址，数据存储器RAM6264，这个存储芯片的存储容量是8K8，也就是说这个芯片中有8K个存储单元。根据公式2x=M，因为M是8K，所以存储器芯片的地址线的数量x应该是13，这与6264个地址线A0到a12完全一致。低八位地址线6264的引脚A7至A0通过地址锁存器连接到单芯片，而高五位地址线A12至A8直接连接到单芯片。单片机的引脚P2.4P2.0和引脚P0.7P0.0的13条地址线用于提供RAM6264芯片存储单元的地址。如何确定芯片组(1)中数据所在的存储单元的地址。我们知道，识别一块外部随机存取存储器芯片6264的存储单元的地址需要单片机的低13位地址线来提供13位二进制地址号。如果8031单片机需要扩展三块6264芯片，即识别三块6264芯片建筑的38K存储单元，单片机需要提供多少条地址线？它不仅可以识别6264芯片中存储单元的位置，还可以识别该单元在三个芯片中的哪个芯片中，这需要三个P2.7、P2.6和P2.5来识别三个6264芯片。如何确定芯片组(2)中数据所在的存储单元的地址，以及如何用单片机芯片的高位地址线识别芯片组中芯片的地址，这依赖于每个存储芯片的芯片选择信号线/ce。/CE是芯片选择信号线。当该线为低电平时，选择该线所在的6264芯片，以允许在该芯片的存储单元中读取或写入数据。当它很高时，禁止阅读和写作。如果P2端口的高三位P2.5、P2.6和P2.7分别连接到三个存储器芯片6264(1)、6264(2)和6264(3)的芯片选择信号线/CE，则芯片6264(1)的地址是110，芯片6264(2)的地址是101，芯片6264(3)的地址是011。如何确定数据位于芯片组(3)中的存储单元的地址，因此为了找到由三个存储芯片组成的芯片组中的哪个芯片以及从芯片的哪个存储单元读取和写入8位二进制数据，不仅需要提供数据位于的芯片地址，还需要提供数据在芯片中的位置地址。两者之和应为16位，需要16条地址线。由前三个P2.7、P2.6和P2.5提供的三位二进制地址可以辨别数据在哪个芯片中，而由低十三位地址线P2.4P2.0和P0.7P0.0提供的十三位二进制地址可以辨别数据在哪个存储单元中。如何确定芯片组(3)中数据所在的存储单元的地址。现在，如果由单芯片8031通过地址总线提供的要读取的数据的16位二进制地址是10100000000001，那么考虑一下该数据位于哪个芯片建筑中，以及该房间所在建筑的地址是什么？这栋楼的房间号是多少？三层楼社区的地址是多少？如何确定内存芯片的地址范围？外部随机存取存储器芯片6264的存储容量是8K存储单元。如何确定芯片簇中8K存储单元的地址范围？下表显示了芯片6264(2)的地址范围：要找到的存储单元位于芯片组中的芯片地址、要在芯片中找到的存储单元的最小地址、要在芯片中找到的存储单元的最大地址，以及外部数据存储器的扩展摘要。在上面的例子中，8031单片机的高三位地址线P2.7、P2.6、P2.5用于选择读或写哪个外部数据存储芯片6264，而低十三位地址线用于选择6264芯片的存储单元。仅仅通过存储单元的栅极和芯片的栅极是不够的。在读取或写入某个芯片中的数据之前，读取栅极线/RD或写入栅极线/WR此时必须处于低电平。图例，如果您想扩展容量为2K8的RAM6116，您需要几个低阶地址线来选择芯片存储单元。如果您使用线选择方法8031，您可以扩展到几个6116。如果您想扩展容量为2K8的RAM6116，您需要一些低阶地址线来选择芯片存储单元。如果您使用线选择8031，您可以扩展到几个6116。如上图所示，要读取或写入芯片6264(1)中的数据，高位地址线P2.7应为，P2.6应为，P