第七章：单片机的系统扩展

1、第七章：单片机的系统扩展 定义定义：扩充单片机的存储容量存储容量和 I/O 接口接口。 任务任务：1、把系统所需要的外设和单片机联系起来， 使单片机能够与外界进行信息交换。 2、扩大单片机的存储容量 7.1 MCS-51最小系统 7.1.1 8051/8071单片机最小系统 8051单片机最小应用系统只要将单片机时钟电路和复位 电路接上使其能够工作起来即可。 EA接高电平，使用片内程序存储器。 7.1.2 8031单片机最小系统 除了复位电路和时钟电路外，还必须扩展外部程 序存储器，EA必须接地，以使用外部程序存储器。 P0作为数据/低八位地址线；P2作为高八位地址总线， P1,P3可作为双向

2、I/O口使用。 8031 最小应用系统 7.1.3 外部扩展的三总线外部扩展的三总线 外部总线的扩展是对存储器扩展、I/O接口扩展的基础。 方法：通过P0、P2口作为；P0输出地址的低8 位，P2输出地址的高8位； 其中，P0是。在ALE高电平时，输出地 址信号。在ALE下降沿将地址信号锁存在锁存器中； 在ALE低电平时输出为数据信号。 常用的地址锁存器： 74LS273、74LS373、74LS377、 8282 74ls373 外部三总线示意图 图7.3 MCS-51单片机扩展三总线 三总线说明 1. 地址总线（AB） -Address Bus P0提供低8位地址，P2提供高8位地址 2.

3、 数据总线（DB）-Data Bus 由P0口提供8位数据 3. 控制总线（CB）-Control Bus ALE,PSEN,EA,RD,WR等 程序存储器的扩展 外部程序存储器的扩展原理及时序 注意：程序存储器在运行时是只读的 所使用的控制信 号：ALE(低8位 地址锁存器控制） 和PSEN(外部程 序存储器“读取” 控制。 7.2 常用的程序存储器扩展 紫外线擦除电可编程只读存储器EPROM,典型产品：Intel 公司的系列芯片2716,2732,2764,27128,27256,27512。 P160 图7-7 1、EPROM EPROM引脚归类： 1、地址线A0Ax 2、数据线O0O7

4、 3、片选线CE 4、输出允许OE 5、编程端PGM 6、电源Vcc,Vpp,GND 2716 工作方式选择 2716与8031主要解决的问题： 一是硬件连接问题； 二是根据实际联系确定芯片的地址。 2716地址范围： A0A10由全0 变为全1 0000H07FFH 2732与8031连接 P162 图7-9 27128与8031连接 P164 图7-11 7.2 存储器芯片的扩展（P156） 1、线选法 将多余的地址总线高位分别接每个芯片的片选端CE。 芯片1#地址范围：C000HDFFFH 芯片2#地址范围：A000HBFFFH 芯片3#地址范围：6000H7FFFH 一共多少字节？ 优

5、点 不需地址译码器，硬件简单，成本低 缺点 扩展芯片数量有限 地址不连续 P157 例71 2、译码法寻址 利用地址译码器对系统多余的地址总线进行译码， 以译码输出作为存储芯片的片选信号，将地址划分外 连续的空间块。常用74LS138,74LS139。 两种类型： 1、完全译码：完全译码：地址译码器使用了全部地址线，地 址与存储单元一一对应。 2、部分译码：、部分译码：地址译码器仅使用部分地址线，地 址与存储单元不一一对应。 74LS138 例 扩展16KB EPROM的8031系统 74LS139:2-4线译码器*2 2764(1)的地址范围：0000H1FFFH; 2764(2)的地址范围

6、：2000H3FFFH;例7-2 7.2.3 外部数据存储区的扩展 静态RAM无需考虑刷新问题 1. 静态RAM RAM引脚归类： 1、地址线A0Ax 2、数据线I/O0I/O7 3、片选线CE 4、读允许OE 5、写允许WE 6、电源Vcc,GND 静态RAM,典型产品：6116，6264,62256。 2. 数据存储器的扩展方法（p169 图7-15、7-16） 数据存储器只使用RD和WR扩展线，而不使用PSEN。 所以数据存储区和程序存储器地址可完全重叠。 例 用2片6116为8031扩展4KB的RAM系统 扩展举例 6116(1)的地址范围：1000H17FFH;(P2.3=0,P2.

7、4=1) 6116(2)的地址范围：0800H0FFFH;(P2.3=1,P2.4=0) EEPROM电可擦除可编程ROM（P164） 可读可写 掉电不丢失数据 EPROM紫外线擦除可编程ROM（ P161） 程序运行过程中只读 掉电不丢失数据 EEPROM(2817A) A0A10：地址线 I/O0I/O7：数据线 CE：片选 OE：读允许 WE：写允许 RDY/BSY：忙检测 VCC：电源 GND：地 7.3.1 I/O口扩展的原因 P0口一般作地址线的低八位和数据线使用；口一般作地址线的低八位和数据线使用； P2口作地址线的高八位使用；口作地址线的高八位使用； P3是一个双功能口，其第二

8、功能是一些很重要的控制信号，所以是一个双功能口，其第二功能是一些很重要的控制信号，所以P3一一 般使用其第二功能。般使用其第二功能。 这样供用户使用的这样供用户使用的I/O口就只剩下口就只剩下P1口了。口了。 另外，这些另外，这些I/O口没有状态寄存和命令寄存的功能，因此难以满足复杂口没有状态寄存和命令寄存的功能，因此难以满足复杂 的的I/O操作要求。操作要求。 7.3 I/O7.3 I/O口扩展概述口扩展概述 7.3.2 7.3.2 简单输入简单输入/ /输出口扩展输出口扩展 简单的简单的I/OI/O扩展芯片一般具有锁存器，扩展芯片一般具有锁存器， 三态门的功能。一般通过三态门的功能。一般通

9、过P0P0口扩展，扩展口扩展，扩展 的的I/OI/O口地址占用外部数据存储器地址空口地址占用外部数据存储器地址空 间，利用外部变量进行访问。间，利用外部变量进行访问。 1. 并行输出口的扩展74LS273 74LS24474LS244 简单输入口扩展使用的集成芯片，比较典型的如 74LS244芯片。74LS244芯片的引脚图及功能表如下。 2. 并行输入口的扩展 图图7-20(a）引脚图）引脚图 图图7-20(b）功能表）功能表 74LS244扩展输入口 该扩展口的地址为0 xEFFFH 7.3.2 扩展外部I/O 测试程序 #include #include #define DDAT XBYTE0 xfeff main() unsigned char Kv; while(1) Kv=DDAT;/ 检测按键，从244读入