第06章MCS-51单片机存储器扩展与并行IO接口扩展.ppt

,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第一节51单片机存储器扩展,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第一节51单片机存储器扩展,只读存储器ROM,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第一节51单片机存储器扩展,随机读写RAM,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,动态RAM：用电容上的电量来表示信息，电路简单，集成度高。但要定时刷新,静态RAM：用触发器存储信息，集成度低，容量小，但无需刷新,第一节51单片机存储器扩展,1）存储容量存储容量是指存储器所能存储的二进制信息的总量。存储器容量=单元数数据线位数例如：5128，10248=1KB，2KB，64KB,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,半导体存储器的指标,第一节51单片机存储器扩展,2）存取速度指从CPU给出有效的存储器地址到存储器给出有效数据所花费的时间。存取时间越小，存储器的存取速度就越快。通常，半导体存储器的最大存取时间从几十到几百毫微秒,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第一节51单片机存储器扩展,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,1.Intel27系列EPROM芯片,第一节51单片机存储器扩展,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,2764引脚功能,第一节51单片机存储器扩展,A0A12：地址线引脚，可寻址213=8192=8KD7D0：数据线引脚，用于传送数据CE：片选输入端，低电平允许本芯片工作OE：输出允许PGM：编程控制端VCC：工作电源VPP：编程电源GND：直流地,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,2764的工作方式,第一节51单片机存储器扩展,存储器扩展的关键问题是地址总线、数据总线和控制总线这三类总线的连接。MCS-51单片机由于受引脚数目的限制，数据线和低8位地址线复用，为了将它们分离出来，需要外加地址锁存器74LS373,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,2.单片程序存储器的扩展,第一节51单片机存储器扩展,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第一节51单片机存储器扩展,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第一节51单片机存储器扩展,根据硬件连接，该27128的地址范围,多片存储器扩展的关键问题仍然是地址总线、数据总线和控制总线这三类总线的连接。为了区分CPU是访问哪一片EPROM，可以利用译码器进行片选，这种片选方法称为译码法,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,3.多片程序存储器的扩展,第一节51单片机存储器扩展,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第一节51单片机存储器扩展,8031单片机扩展四片27128,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第一节51单片机存储器扩展,各片27128的地址范围,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第一节51单片机存储器扩展,1.Intel62系列SRAM,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,6264引脚功能,第一节51单片机存储器扩展,A0A12：地址线引脚，可寻址213=8192=8KD7D0：数据线引脚，用于传送读写数据CS和CS1：片选端，同时有效允许本芯片工作OE：输出允许WE：写允许信号，低电平写入，高电平读出VCC：工作电源GND：直流地,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,6264的工作方式,第一节51单片机存储器扩展,数据存储器扩展与程序存储器扩展的连接方法基本相同。不同的只是控制信号不一样。在程序存储器扩展中，单片机使用PSEN作为读选通信号，而在数据存储器扩展中，单片机则使用RD和WR分别作为读和写的选通信号,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,2.数据存储器的扩展,第一节51单片机存储器扩展,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第一节51单片机存储器扩展,采用线选法扩展三片6264,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第一节51单片机存储器扩展,各片6264的地址范围,8031单片机内部没有程序存储器，必须外接。而内部RAM很少，经常也需要外接数据存储器。下面给出利用74LS138译码器同时扩展二片2764和二片6264的电路,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,3.同时扩展程序存储器和数据存储器,第一节51单片机存储器扩展,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第一节51单片机存储器扩展,采用译码法同时扩展ROM和RAM,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第一节51单片机存储器扩展,各片ROM和RAM的地址范围,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第二节I/O接口技术概述,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第二节I/O接口技术概述,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第二节I/O接口技术概述,I/O数据传送方式,查询传送方式,中断传送方式,DMA传送方式,无条件传送方式,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第二节I/O接口技术概述,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,1.MCS-51单片机I/O端口的操作方式,1）输出数据方式CPU通过以端口为目的操作数的指令就可以把数据写到P0P3的端口锁存器，然后通过输出驱动电路送到端口的引脚线。因此，凡是以端口为目的操作数的指令都能达到从端口引脚上输出数据的目的,MOVP0,R2ORLP1,AANLP2,#dataXRLP3,A,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,2）读端口锁存器方式读端口锁存器方式实际上并不从外部引脚读入数据，而只是把端口锁存器中的内容读到内部总线，按指令要求进行运算和变换后，再写回到锁存器,属于这类操作的指令通常是ANL、ORL、XRL等“读修改写”指令，例如：ORLP0,#0FH,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,3）读引脚方式当端口做输入使用时，若要读取端口引脚上的信号，要先向其锁存器写入“1”，使得该输出驱动电路的场效应管截止，然后再执行输入指令，才能真正把外部引脚的状态读入,例如要读取P1口低4位引脚上信号的指令如下：MOVP1,#0FH；使P1口低4位锁存器置“1”MOVA,P1；读P1口低4位引脚信号送A,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,2.I/O口用作输出,当I/O口用作输出时，每个I/O引脚输出高电平时的拉电流应控制在1mA之内。P1、P2和P3口每个I/O引脚输出低电平时的灌电流一般应控制在3mA之内，而P0口每个I/O引脚的灌电流允许到5mA,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,【例6-1】如图所示，P1口的P1.0P1.7分别通过反相器接8个发光二极管。要求编写程序，每隔1s循环点亮1只发光二极管，一直循环下去，已知系统的晶振频率为6MHz,解：用软件延时实现每隔1s循环点亮1只发光管,设计0.1s延时子程序因为fosc6MHz，所以机器周期m12/fosc2s0.1s的延时子程序宜采用双重循环结构，如下所示:DEL1:MOVR2,#200；1mDEL2:MOVR3,#X；1mNOP；1mDEL3:DJNZR3,DEL3；2mDJNZR2,DEL2；2mRET则延时时间(X2m4)2002s100000s解得：X123,主程序连续10次调用0.1s延时子程序，则总延时时间就达到了1s主程序如下：ORG0000HSTART:MOVA,#01HLOOP:MOVP1,AMOVR1,#10DELAY:LCALLDEL1；10次调用延时子程序DJNZR1,DELAYRLALJMPLOOP,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,3.I/O口用作输入,当I/O口用作输入时，每个I/O脚的拉电流、灌电流一般应控制在1mA之内。如果I/O脚的电流太大时，在单片机与输入设备之间应该用限流电阻予以隔离。需要特别注意的是，当I/O口作为输入使用时，必须先向I/O口锁存器的相应位写“1”，然后再读，才能正确读入引脚上的输入信号,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,【例6-2】如图所示，P1口外接8个开关，要求将开关的状态输入到片内RAM30H单元,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,ORG0100HRDP1:MOVP1,#0FFH；先向P1口送1MOVA,P1；读入开关状态MOV30H,A；送指定单元NOPSJMPRDP1；反复再读END,为了能正确读入P1口引脚的输入信号，必须要先向P1口送“1”，然后再读,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,8255A是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，具有3个8位并行I/O口，3种工作方式，可通过编程改变其功能，因而使用灵活方便，通用性强，可作为单片机与多种外围设备连接时的接口电路,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,1.8255A内部结构和引脚,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,D7D0：三态双向数据线，传送数据以及控制字PA7PA0：A口输入/输出线。PB7PB0：B口输入/输出线。PC7PC0：C口输入/输出线。CS：片选信号线，低电平有效，表示本芯片被选中RD：读出信号线，低电平有效，控制从8255A读WR：写入信号线，低电平有效，控制向8255A写入A1、A0：地址线，用来选择8255A内部的4个端口RESET：复位线，高电平有效。Vcc：+5V电源。,8255A引脚功能,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,地址线A1、A0与端口的对应关系,8255A各端口地址A1A000A口地址01B口地址10C口地址11控制口地址,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,8255A各端口工作状态与控制信号的关系,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,2.8255A控制字,8255A有两个控制字：方式控制字和C口置复位字。用户通过程序可以把这两个控制字写到8255A的控制字寄存器，以设定8255A的工作方式和C口各位的状态,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,8255A方式控制字,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,C口置复位控制字,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,8255A的工作方式,方式1：选通I/O方式,方式2：双向I/O方式(仅A口),方式0：基本I/O方式,3.8255A的工作方式,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,【例6-3】要求8255A各端口工作于方式0，A口作输出，B口作输入，C口高4位作输出，C口低4位作输入，写出8255A的方式控制字,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,4.8255A应用举例,【例6-4】8255A与MCS-51单片机接口电路如图所示，8255A的B口外接8个开关，A口通过反相器接8个发光二极管，各端口均工作在方式0，要求编写程序从B口读入开关的状态，再从A口输出点亮发光二极管,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,依题意，8255A各端口工作在方式0，且A口作输出，B口作输入，根据8255A方式控制字各个位的定义，应作如下设置,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,根据硬件连接，可得8255A各端口地址如下,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,源程序,ORG1000HMAIN:MOVDPTR,#7F03H；DPTR控制口地址MOVA,#82H；方式控制字MOVXDPTR,A；8255A控制字INPB:MOVDPTR,#7F01H；指向8255的B口MOVXA,DPTR；A8255的B口MOVDPTR,#7F00H；指向8255的A口MOVXDPTR,A；8255的A口AD100MS:MOVR2,#200；延时DEL2:MOVR3,#123NOPDEL3:DJNZR3,DEL3DJNZR2,DEL2SJMPINPBEND,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,8155也是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，具有3个并行I/O口（其中两个为8位口，一个为6位口），还提供了256字节的SRAM以及一个14位定时/计数器。8155内置有地址锁存器，其地址线可直接与MCS-51单片机的P0口相连，无须外接地址锁存器,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,1.8155内部结构和引脚,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,AD7AD0：地址/数据总线ALE：地址锁存信号PA7PA0：A口I/O引脚PB7PB0：B口I/O引脚PC5PC0，C口I/O引脚TIMERIN：定时/计数器输入端。TIMEROUT：定时/计数器输出引脚RESET：复位引脚，高电平有效CE：片选输入信号，低电平有效。RD：从I/O口或内部RAM读选通信号，低电平有效WR：向I/O口、命令寄存器或内部RAM写选通信号IO/M：I/O口与存储器选择,8155引脚功能,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,8155各端口地址分配,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,2.8155的命令字和状态字,命令字存放在8155的命令寄存器中，它只能写入，不能读出，用于选择8155的I/O口的工作方式以及对中断和定时/计数器的控制。状态字存放在8155的状态寄存器中，它只能读出，不能写入，用于存放A口和B口的工作状态,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,8155命令字,第6章存储器扩展与并行I/O接口扩展,第三节并行I/O口的应用与扩展,3.8155的工作方