存储器系统设计PPT课件

.,1,第5章存储器系统设计,5.1MCS-51存储器系统配置,程序存储器(ROM),数据存储器(RAM),.,2,5.2程序存储器扩展设计,外部程序存储器操作时序,.,3,P2口输出程序存储器的高8位地址PCH(A15A8)，具有锁存功能。P0口地址/数据复用线，在ALE上升为高电平时，P0口输出程序存储器的低8位地址(A7A0)，在ALE的下降沿，把A7A0锁存到外部地址锁存器中，得到地址信号，接着，P0口由输出变为输入，高8位地址不变(低8位已锁存)，故已选定外部ROM的某一个地址，随即低电平有效，外部ROM通，对应地址单元中的指令字节出现在数据总线上供CPU读取。,.,4,下面就涉及到的程序存储器芯片，就如何来进行电路设计进行分析。,5.2.2常用程序存储器芯片,EPROM电路,可擦除可编程只读存储器,EraseProgrammableReadOnlyMemory,.,5,功能图：,.,6,操作方式：编程方式：把程序代码固化到EPROM中编程校验方式：读出EPROM中的内容，校对编程操作的正确性读出方式：CPU从EPROM中读出指令和常数维持方式：数据端是高阻。,地址锁存器(74LS373)从P0口地址/数据复用线中分离出地址来。,.,7,地址译码器,为什么要用地址译码器：CPU给出一个地址，对应的存储器中有一个存储器单元与其唯一的对应。通常存储器有多片组成，因此，要对存储器芯片地址进行编址。分两个层次：(1)某个存储芯片的选择片选(8K/片8片64K)(2)被选中的存储芯片内部存储单元的选择字选。地址不能重叠，一般就要用译码器的功能。,74LS138的真值表,输出有效时，只有一个为低电平，其余为高电平，故用其来接被选的芯片时，只有一个被选中。保持芯片之间地址的不重叠。（74LS139的介绍见书P158）,.,8,5.2.3程序存储器扩展设计,(1)扩展16KBEPROM(线选法用单片机地址总线高位地址作为选择某一存贮器的片选信号)。,27128128/8=16K2102414根地址线A0A13，片内地址由P2.5P2.0，P0.7P0.0决定。该片由P2.7选中，存在重叠区域40007FFFH(但芯片内地址不存在，但无关紧要)，而且存在地址禁区!(00003FFFH)不可能扩展2块。,.,9,2扩展24KBEPROM(部分地址译码)用译码对单片机的高位地址线进行译码，以译码器的输出作为某一存储器的片选信号。,P2.6P2.5/Y0/Y1/Y2000110000-1FFFH(8000H-9FFFH)括号内011012000-3FFFH(A000H-BFFFH)为重叠101104000-5FFFFH(C000H-DFFFH)区！,.,10,3.扩展64KBEPROM(全地址译码),64KB/8=8KB/根译码线。译码器的输出是互异的，每次只能选中一个存储器芯片，不会出现地址竞争(地址竞争是几片同类型存储器占用同一段地址，当CPU从该空间取数时，它们将同时向数据总线提供数据，导致读取出错)。,.,11,5.3数据存储器扩展设计,执行：MOVXA,DPTR(或MOVXDPTR,A)MOVXA,Ri(或MOVXRi,A),CPU访问外部数据存储器时，ALE信号少出现一次，地址数据输出后经过悬浮(高阻)状态后，才能进入数据输入或输出状态!,第一周期：P2口输出地址的高8位，P2口输出地址的低8位。ALE下降沿将低8位地址锁存到外部地址锁存器。随即低电平有效。P0口由输出变为输入，对应选中的存储单元中的指令出现在P0口，由CPU读取。经CPU译码后，知道是对外部数据存储器的操作。随后，P2口输出外部数据存储器地址的高8位，P0口输出外部数据存储器的低8位。由ALE锁存，由于是与外部数据存储器打交道。一直为高电平无效(信号线接EPROM的端，选通的是程序存储器!),.,12,.,13,第二周期：第一个ALE信号丢失，若执行的是读指令(MOVXA,DPTR)，P0口由输出变为输入，随即为低电平有效。外部数据存储器被选通。相应存储单元内容出现在P0口上供CPU读入累加器中，若执行的是写指令(MOVXDPTR,A)，此时为低电平有效。被写的数据出现在P0口，并在结束之前一直保持不变，写入相应的外部数据存储器单元。第二个ALE锁存的地址，有效，读的内容丢弃。,.,14,5.3.2常用数据存储器芯片介绍,1静态RAM(SRAM)芯片,.,15,操作控制/CE/OE/WED0D7（/CE=0，CS1=1）读001D0D7（OUT）写010D0D7（IN）维持1XX高阻掉电后数据丢失！（同计算机内存）,2电可擦可编程只读存储器E2PROM读写的操作同SRAM，掉电后，数据保存，不会丢失。注意它不是做程序存储器用!,.,16,5.3.3数据存储器扩展设计,1.8051扩展2KB静态RAM，8051内部有ROM，用地址线扩展2KBRAM。,.,17,2.8031扩展32KBEPROM和32KBRAM,程序存储器接地，常选00007FFFH，有效，数据存储器00007FFFH，有效，地址重叠，但不会冲突。,.,18,3.程序存储器空间和数据存储器空间的合并(哈佛结构：两个存储器在逻辑上完全独立，是由于执行不同的指令时，由硬件产生不同的选信号，从而选通两个不同的逻辑空间)。单片机仿真系统就是采用这种合并后的一维线性空间，因为程序存放在EPROM中，就无法对EPROM中的程序进行在线修改，如果把程序存放在RAM中，一面调试一面修改，方便。,.,19,系统的EPROM(27256)00007FFFH(管理仿真系统的程序)，系统的仿真ROM和数据存储器为8000FFFFH。当执行系统的管理程序时，27256有效（尽管有效，但地址不对），62256无效，当执行自己编的仿真程序时，系统转向62256中执行你输入的程序，当遇到MOVX之类的指令时，有效。,.,20,4.8051扩展8KBE2PROM（ROM和RAM合并）,.,21,内部ROM：00000FFFH（4KB）外部ROM，RAM：80009FFFH（8KB）重叠区：1080009FFFH1010A000BFFFH1100C000DFFFH1110E000FFFFH写入16字节数据的子程序，入口参数：DPTR：指向RAM数据区首址；R7：写入字节数（10H）R0：E2PROM地址低8位P2：E2PROM地址高8位,.,22,WR16：MOVXA,DPTRMO