第8章单片机的存储器的扩展PPT课件

1、第8章 单片机的存储器的扩展 n单片机系统的三总线的构造 n半导体存储器 n程序存储器和数据存储器的扩展方法nE2PROM的使用 n程序存储器和数据存储器的同时扩展主要内容2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用2单片机系统的扩展是建立3总线基础上的：地址总线（Address Bus，AB）数据总线（Data Bus， DB）控制总线（Control Bus， CB）三总线是并行的，可理想地匹配CPU的处理速度。单片机之外的任何芯片和硬件资源必须通过总线与单片机相连，才能被单片机有效地管理，成为系统的有机组成部分。MCS-51 单片机对外没有专用的地址总线，首先需要扩首先需要扩

2、展系统的三总线展系统的三总线。 第8章 单片机的存储器的扩展2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用3锁存器MCS-51P2P0ALEGA8A15A0A7D0D7地址总线PSENRDWREA数据总线控制总线MCS-51 单片机三总线构造原理图2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用4当MCS-51单片机需要扩展外部ROM或外部RAM时，由P0口和P2口构造（外部的）地址/数据总线：P0口可以提供低八位地址总线和数据总线P2口提供高八位地址总线，这种情况下，P0和P2就不能再作为I/O使用了。由于P0口的分时复用，MCS-51单片机的地址和数据总线不是分立的。20

3、21-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用5在时序上，P0口在ALE为有效高电平期间，输出低8位地址A7A0，同时，P2口上输出高8位地址A15A8。在ALE为有效低电平时，CPU对A15A0状态指定的单元进行操作，此时，P0口作为数据总线。 2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用6 在单片机片外加地址锁存器，以ALE作为锁存控制信号， 当ALE为高电平时，P0口输出地址信息，在ALE出现下跳沿时，把P0 口的地址信息锁存。 ALE为低电平期间P0用作数据总线口。D0D1D2D3D4D5D6D7Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7ALEEGP0.0P0.1P0.2P0.

4、3P0.4P0.5P0.6P0.7A0A1A2A3A4A5A6A7 74LS373作为地址锁存器的电路 使能端 门控输入输出0111EGDiQiEGDiQi010000Q01高阻2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用7 采用地址寄存器使P0口分时提供的地址和数据信息，形成了分立的并行总线： （1）地址总线（Address Bus，AB） 由P0口输出的低8位地址经地址锁存器（74LS373）锁存，与P2口构成了地址总线A15A0. MCS-51单片机的地址总线为16位，它的存储器最大的扩展容量为216，即64K个单元。A15 A14 A13 A12 A11 A10A9A8A7

5、A6A5A4A3A2A1A0P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0地址总线AB与P0、P2口引脚对应关系2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用8 （2）数据总线（Data Bus，DB） DB是双向的，传送的是数据信息。DB用于在单片机与存储器之间、单片机与I/O口之间的数据传送。 单片机的数据总线为8位，由P0口提供，数位与P0口之间的对应关系为:D7D6D5D4D3D2D1D0P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0

6、数据总线DB与P0的对应关系2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用9 （3） 控制总线（Control Bus，CB） CB传送控制信号，协调单片机系统中各个部件的工作。 MCS-51单片机与扩展相关的控制总线如下： 1）ALE用来实现低8位地址的锁存。 2） EA 外部程序存储器选择控制信号。 3）PSEN扩展外部程序存储器读控制信号。 4）WR 扩展的外部数据存储器和外部I/O口的写控制信号，是P3.6的第2功能，单片机输出的信号； 5）RD 扩展的外部数据存储器和外部I/O的读控制信号，是P3.7的第2功能，单片机输出的信号。2021-11-14单片机原理及其应用单片机

7、原理及其应用10 单片机的存储器、并行I/O扩展以及其他部件的扩展都是以地址总线、数据总线和控制总线为基础进行的。2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用11 存储器是计算机的记忆部件。 CPU 要执行的程序、要处理的数据及中间结果等都存放在存储器中。 存储容量和存取时间是存储器的两项重要指标，它们反映了存储记忆信息的多少与工作速度的快慢。 根据读的方式，可分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两大类。2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用12 （一） 随机存取存储器 随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）可以多次写入和

8、读出，每次写入后，原来的内容自动消失，被新写入的内容代替；对RAM进行读操作，不会改变RAM存储单元的内容；当电源掉电时，RAM里的内容随即消失。 RAM可分为为静态RAM和动态RAM。2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用13 静态RAM存取速度快，只要不掉电就可持续地保持存储内容不变。在单片机应用系统被广泛使用。 动态RAM采用MOS晶体管栅电容动态地存储电荷，以实现信息的记忆和存储。存储信息的电容有足够大的存储电荷时表示“1”，无存储电荷时表示“0”。由于电容的电荷会因电路泄漏而逐渐消失，即使电源不掉电，经过一段时间，它所存储的信息也会丢失。 RAM是由若干个单元构成的

9、，它的存取是以字节为单位的，每个存储单元赋予一个编号，即存储单元的地址。 存储单元是存储信息的最基本单位。在进行读写操作时，是按照地址访问某个单元的。2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用14 （二）只读存储器 只读存储器（Read Only Memory，ROM），ROM一般用来存储程序和常数。 ROM是采用特殊方式写入的，一旦写入，在使用过程中不能随机地修改，只能从其中读出信息。与RAM不同，当电源掉电时，ROM 仍能保持内容不变。 在读取该存储单元内容方面，ROM和RAM相似。 只读存储器有掩膜ROM、PROM、EPROM、E2PROM（也称EEPROM）、Flash

10、ROM等。它们的区别在于写入信息和擦除存储信息的方式不同。2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用158.3.1 27系列芯片2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用16 8.3.1 27系列芯片 单片机的程序存储器通常采用只读存储器，使用较多的是EPROM和E2PROM。本节主要介绍EPROM的扩展方法。 典型EPROM为27系列芯片，其中27为产品代号，表示芯片存储位的容量（单位：K）。 常用的芯片有： 2716（2 K8位，2 K个单元，每个单元8位） 2732（4 K8位）、2764（8 K8位）、27128（16 K8位）、27256（32 K8位）和

11、27512（64 K8位）等。2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用17 常用典型EPROM芯片系列：27XX 常用芯片：2716、2732、 2764、 27128 、27256 、2751227型号XX容量(位)XX/8 = 芯片上的单元个数ABDB27XXOECEVpp地址线数据线输出控制片选编程电压2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用18A7A6A5A4A3A2A1A0I/O0I/O1I/O2GNDVccA8A9VppOEA10CEI/O7I/O6I/O5I/O4I/O3123456789101112242322212019181716151413

12、2716A10A0 地址线I/O7I/O0数据线Vpp编程电源Vcc主电源CE片选使能OE数据输出选通线2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用19A12A0 地址线I/O7I/O0数据线Vpp编程电源Vcc主电源CE片选使能OE数据输出选通线VppA12A7A6A5A4A3A2A1A0I/O0I/O1I/O2GNDVccPGMNCA8A9A11OEA10CEI/O7I/O6I/O5I/O4I/O3123456789101112131428272625242322212019181716152764PGM编程脉冲输入2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用202

13、7各芯片管脚及其兼容性能2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用212021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用22EPROM的工作方式 为0，芯片被选中，当 为0时，把AB指定的单元中内容输出到芯片的O7O0（ DB）上CEOE读读2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用23 （2）未选中 时，2764未选中，此时，O7O0输出为高阻状态，2764处于低功耗维持状态。 （3）编程 2764的VPP接指定的编程电压(如25V或12.5V)。 时，2764处于编程方式，把程序代码写入芯片。 写入存储单元的地址由地址线A12A0确定，写入内容从O7O0输

14、入。1CE CE0,OE1,PGM0（5）编程禁止 VPP保持编程电压，只要 时，2764处于编程禁止状态，禁止写入程序。2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用24 （4）编程校验 编程校验是为了检查写入的内容是否正确。 编程校验时： VPP保持编程电压； CE0,OE0,PGM11CE 时，按读方式把写入的内容读出。2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用25 8.3.2 外部程序存储器扩展原理及时序 （一） 外部程序存储器扩展使用的控制信号 （1）EA用于片内、片外程序存储器配置，输入信号。 当EA=0时，单片机的程序存储器全部为扩展的片外程序存储器； 当

15、EA=1 时，单片机的程序存储器可由片内程序存储器和片外程序存储器构成，当访问空间超过片内程序存储器的地址范围时，CPU自动从片外程序存储器取指令。 （2）ALE用于锁存P0口输出的低8位地址。 2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用26 8.3.2 外部程序存储器扩展原理及时序 （一） 外部程序存储器扩展使用的控制信号 （3）PSEN 单片机的输出信号; 引脚低电平时，单片机从片外程序存储器取指令； 在单片机访问片内程序存储器时，该引脚输出高电平。2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用27（二）外部程序存储器扩展原理MCS-51P0P2ALEPSEN锁存器

16、GD7D0A7A0A15A8OEEPROM/E2PROMEA（1）程序存储器全部为外部的程序存储器扩展电路2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用28 MCS-51P0P2ALEPSEN锁存器GD7D0A7A0A15A8OEEPROM/E2PROMEAVccR（2）保留片内程序存储器的程序存储器扩展电路原理2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用29（三） 单片机CPU访问外部程序存储器的时序 CPU访问外部程序存储器时，PC内容的高8位（PCH）和低8位（PCL）分别从P2和P0口输出。 PC为16位寄存器，因此，不论是芯片内部的程序存储器还是扩展的外部程序存

17、储器，单元地址都是16位的。 访问外部存储器的时序2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用30 在一个机器周期内，ALE出现两个正脉冲， 两个负脉冲，说明CPU 在一个机器周期内可以两次访问外部程序存储器。 程序存储器可以选用EPROM和E2PROM。在选用芯片时，除了考虑芯片的存储容量之外，还必须使芯片的读取时间与单片机CPU的时钟匹配。PSEN2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用318.3.3 EPROM 扩展电路 （一） 单芯片EPROM的扩展 解决问题： （1） 的处理 （2）地址总线的连接 （3）数据总线的连接 （4） 的连接 （5）单个EPROM

18、芯片的片选端 的处理 （6）地址空间分析EAPSENCE2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用32 8.3.3 EPROM 扩展电路 （一） 单芯片EPROM的扩展 （1）采用2764为8031单片机扩展8K的程序存储器。 8031是不含程序存储器， 在使用8031单片机时，必须扩展程序存储器。 由于芯片中没有程序存储器，8031单片机的程序存储器全部是外部的，因此， 必须接地。EA2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用33P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0D7D6

19、D5D4D3D2D1D0Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0GED7D6D5D4D3D2D1D0A7A6A5A4A3A2A1A0VCC+5VA12A11A10A9A8PSENOEEACEVPPPGM8031276474LS373ALE8031单片机扩展8K的程序存储器2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用348031 2764数据数据总线的连接：P0.0-P0.7（数据总线）-O0-O7地址地址总线的连接：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控制控制总线的连接： PSEN（程序存储器允许，即读指令） - O

20、E ALE（地址锁存允许）-接373的使能端 G 2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用35地址译码器A4A3A2A1A000000000010001000011001000010100110001110100001001010100101101100011010111001111110101101111100111011111011111A4A3A2A1A0单元单元2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用362764地址空间分析A15 A14 A13 A12 A11 A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.

21、3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 xxx0000000000000 xxx1111111111111xx0000000000001x000000000将二进制编码写成十六进制数，则地址范围为：00001FFFH2764ALE 74LS373DBAB07CEAB812EAPSENOEP0MCS51P2.0400001FFFH2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用37（2）采用2764为80C51单片机扩展8K的程序存储器 80C51是片内含有4K程序存储器的产品。 假设某应用系统采用80C51单片机

22、，而其程序代码容量大于4K，在保留片内4K程序存储器的基础上，再扩展8K的外部程序存储器。 在这种情况下，EA必须接高电平必须接高电平，以使单片机复位后，首先从单片机内部的程序存储器执行程序，内部程序存储器占用了程序存储器地址空间的前4K，即00000FFFH。 只有当PC内容大于0FFFH时，CPU才会从外部扩展的程序存储器取指令。2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用38保留片内程序存储器的扩展方案80C51单片机扩展8K的程序存储器P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0D7D6D5

23、D4D3D2D1D0Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0GED7D6D5D4D3D2D1D0A7A6A5A4A3A2A1A0VCC+5VA12A11A10A9A8PSENOEEACEVPPPGM80C51276474LS373+5VRALE2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用39A15 A14 A13 A12 A11 A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 xx10000000000000 xx1111111111

24、1111x10000000000001x 将二进制编码写成十六进制数，地址范围为：20003FFFH2764ALE 74LS373DBAB07CEAB812EAPSENOEP0MCS51P2.04VccR 由于单片机内部含4K，已占用00000FFFH空间，因此外部ROM不能重叠。20003FFFH2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用40 实际上，A15、A14、A13并没有接到2764芯片上，它们与CPU访问2764无关，为了避免与片内的地址冲突，也可以令A15A14A13101，此时，外部程序存储器的地址范围为：A000BFFFH。 A15A14A13取不同的状态时，外

25、部程序存储器的取不同的状态时，外部程序存储器的地址范围是不同的，这种现象为地址重叠地址范围是不同的，这种现象为地址重叠。 克服地址重叠现象的方法是采用所有的地址线全译码。地址重叠现象：2764ALE 74LS373DBAB07CEAB812EAPSENOEP0MCS51P2.04VccR2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用41P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0D7D6D5D4D3D2D1D0Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0GED7D6D5D4D3D2D1D0A7A6A5A4A3A2

26、A1A0VCC+5VA12A11A10A9A8PSENOEEACEVPPPGM80C51276474LS373+5VR& ALE采用地址线全译码的扩展电路2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用42A15 A14 A13 A12 A11 A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0111000000000000011111111111111111100000000000011 将二进制编码写成十六进制数，地址范围

27、为：0E000FFFFHP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0D7D6D5D4D3D2D1D0Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0GED7D6D5D4D3D2D1D0A7A6A5A4A3A2A1A0VCC+5VA12A11A10A9A8PSENOEEACEVPPPGM80C51276474LS373+5VR& ALE2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用43P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0

28、D7D6D5D4D3D2D1D0Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0GED7D6D5D4D3D2D1D0A7A6A5A4A3A2A1A0VCC+5VA12A11A10A9A8PSENOEEACEVPPPGM80C51276474LS373+5VR& ALE0E000FFFFH2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用44OEEPROMP0ALEP2PSENMCS5174LS373DBAB07CEAB8XEA外部ROM的地址空间与EA有关2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用45 （二） 多芯片EPROM的扩展 MCS-51单片机扩展多片程序存储器芯片时，程序

29、存储器芯片地址线、数据线和输出控制（ ）连接与单个芯片的连接是一样的，如何分配存储空间，使扩展的各个存储器芯片之间在使用过程中不发生访问冲突，是多个芯片扩展的关键。 在设计时，必须保证各个芯片上的存储单元的地址在应必须保证各个芯片上的存储单元的地址在应用系统中是互不相同的用系统中是互不相同的。 多个芯片的扩展主要解决的问题是保证各个芯片不会在同一时刻被选中，即芯片片选设计。OE2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用46 片选信号的产生方法：（1）采用线选法：通常用扩展时芯片没有使用的没有使用的高位地址线直接选择芯片高位地址线直接选择芯片。（2）译码器译码法：用扩展时芯片没有使

30、用的高位地址线作为译码器的输入，译码产生片选信号。2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用47 （1）2片外部程序存储器的扩展（一）用2片2764为80C51单片机扩展16K的外部程序存储器。80C51P0P2.0P2.4ALEPSENEAD7D0A7A0A12A8OECEPGMVppVccD7D0A7A0A12A8OECEPGMVppVccP2.6GD7|D0Q7|Q0E27642764Vcc888888855574LS373RIC0IC1IC2IC380C51单片机扩展16K的外部程序存储器01102021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用48A15 A14

31、A13 A12 A11 A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 x110000000000000 x010000000000000111111111111111xIC2地址范围为：地址范围为： 20003FFFHIC3011111111111111xIC2IC3地址范围为：地址范围为： 60007FFFH80C51P0P2.0P2.4ALEPSENEAD7D0A7A0A12A8OECEPGMVppVccD7D0A7A0A12A8O

32、ECEPGMVppVccP2.6GD7|D0Q7|Q0E27642764Vcc888888855574LS373RIC0IC1IC2IC3为了使扩展的程序存储器空间与片内的4KROM不冲突（地址范围：00000FFFH），令P2.512021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用4980C51P0P2.0P2.4ALEPSENEAD7D0A7A0A12A8OECEPGMVppVccD7D0A7A0A12A8OECEPGMVppVccP2.6GD7|D0Q7|Q0E27642764Vcc888888855574LS373RIC0IC1IC2IC300000FFFH20003FFFH60

33、007FFFH2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用50（1）2片外部程序存储器的扩展（二） 用2片2764为80C51单片机扩展16K的外部程序存储器。 74LS373EAPSENP0MCS51P2.04ALEGEAB07AB812DB07CECEA07A07A812A812D07D07OEOEP2.6P2.5VccR27642764IC1IC2012021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用51（1）2片外部程序存储器的扩展（二） 用2片2764为80C51单片机扩展16K的外部程序存储器。 74LS373EAPSENP0MCS51P2.04ALEGEAB07

34、AB812DB07CECEA07A07A812A812D07D07OEOEP2.6P2.5VccR27642764IC1IC2102021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用52A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 x100000000000000 x010000000000000101111111111111xIC2地址范围为： 20003FFFHIC10111111111

35、11111xIC2IC1地址范围为： 40005FFFH地址空间分析：2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用53 74LS373EAPSENP0MCS51P2.04ALEGEAB07AB812DB07CECEA07A07A812A812D07D07OEOEP2.6P2.5VccR27642764IC1IC240005FFFH20003FFFH2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用54 （2）多片外部程序存储器的扩展 译码器译码方法是使用译码器对MCS-51单片机的高位地址进行译码，用译码器的输出作为存储器芯片片选，以实现各扩展芯片片选不会同时有效的要求，避免

36、CPU访问冲突事件的发生。 译码器译码方法是单片机扩展时常用的一种方法。常用的译码器芯片有24译码器（74LS139）、38译码器（74LS138）和416译码器（74LS154）。2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用551）24译码器74L1BGNDG18161514131211109Vcc0Y11Y12Y13Y12A2BG20Y21Y22Y23Y274LS139引脚图 74LS139真值表 2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用56 2）38译码器 74LS1381234567ABCGNDG2A8161514131211109

37、Vcc0Y7YB2GG11Y2Y3Y4Y5Y6Y2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用5774LS138的功能表禁 止 状 态74LS1381234567ABCGNDG2A8161514131211109Vcc0Y7YB2GG11Y2Y3Y4Y5Y6Y2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用58 3）采用译码器译码产生片选的程序存储器扩展（一）80C51P0P2.0P2.4ALEPSENEAP2.5GD7|D0Q7|Q0E88574LS373IC1IC074LS139P2.6D7D0A7A0A12A8OECE2764885IC4D7D0A7A0A12A8OEC

38、E2764885IC5D7D0A7A0A12A8OECE2764885IC6D7D0A7A0A12A8OECE27648885IC30Y1Y2Y3YBAGIC2采用4片2764为80C51扩展32K的外部程序存储器0002021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用59 3）采用译码器译码产生片选的程序存储器扩展（一）80C51P0P2.0P2.4ALEPSENEAP2.5GD7|D0Q7|Q0E88574LS373IC1IC074LS139P2.6D7D0A7A0A12A8OECE2764885IC4D7D0A7A0A12A8OECE2764885IC5D7D0A7A0A12A8O

39、ECE2764885IC6D7D0A7A0A12A8OECE27648885IC30Y1Y2Y3YBAGIC2采用4片2764为80C51扩展32K的外部程序存储器0102021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用60 3）采用译码器译码产生片选的程序存储器扩展（一）80C51P0P2.0P2.4ALEPSENEAP2.5GD7|D0Q7|Q0E88574LS373IC1IC074LS139P2.6D7D0A7A0A12A8OECE2764885IC4D7D0A7A0A12A8OECE2764885IC5D7D0A7A0A12A8OECE2764885IC6D7D0A7A0A12A

40、8OECE27648885IC30Y1Y2Y3YBAGIC2采用4片2764为80C51扩展32K的外部程序存储器1002021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用61 3）采用译码器译码产生片选的程序存储器扩展（一）80C51P0P2.0P2.4ALEPSENEAP2.5GD7|D0Q7|Q0E88574LS373IC1IC074LS139P2.6D7D0A7A0A12A8OECE2764885IC4D7D0A7A0A12A8OECE2764885IC5D7D0A7A0A12A8OECE2764885IC6D7D0A7A0A12A8OECE27648885IC30Y1Y2Y3YB

41、AGIC2采用4片2764为80C51扩展32K的外部程序存储器1102021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用62A15 A14 A13 A12 A11 A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0000000000000000010000000000000001111111111111IC4地址范围为： 20003FFFH地址空间分析：IC3011111111111111IC4IC3地址范围为： 00001FFFHBA

42、译码器输入80C51P0P2.0P2.4ALEPSENEAP2.5GD7|D0Q7|Q0E88574LS373IC1IC074LS139P2.6D7D0A7A0A12A8OECE2764885IC4D7D0A7A0A12A8OECE2764885IC5D7D0A7A0A12A8OECE2764885IC6D7D0A7A0A12A8OECE27648885IC30Y1Y2Y3YBAGIC22021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用63A15 A14 A13 A12 A11 A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2

43、.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0100000000000000110000000000000101111111111111IC6地址范围为： 60007FFFHIC5111111111111111IC6IC5地址范围为： 40005FFFHBA译码器输入80C51P0P2.0P2.4ALEPSENEAP2.5GD7|D0Q7|Q0E88574LS373IC1IC074LS139P2.6D7D0A7A0A12A8OECE2764885IC4D7D0A7A0A12A8OECE2764885IC5D7D0A7A0A12A8OECE2764

44、885IC6D7D0A7A0A12A8OECE27648885IC30Y1Y2Y3YBAGIC22021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用6480C51P0P2.0P2.4ALEPSENEAP2.5GD7|D0Q7|Q0E88574LS373IC1IC074LS139P2.6D7D0A7A0A12A8OECE2764885IC4D7D0A7A0A12A8OECE2764885IC5D7D0A7A0A12A8OECE2764885IC6D7D0A7A0A12A8OECE27648885IC30Y1Y2Y3YBAGIC200001FFFH20003FFFH40005FFFH60007

45、FFFH2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用65 扩展32K的外部程序存储器采用全译码方式产生片选信号的电路： 采用译码器译码的方法产生片选时，如果全部的高位地址线都参加译码，称为全译码；如果仅有部分高位地址线参与译码，称为部分译码。02021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用6600001FFFH20003FFFH40005FFFH60007FFFH全译码方式扩展电路2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用67 扩展程序存储器应注意： （1） 根据应用系统容量要求选择EPROM 芯片时，应使应用系统电路尽量简化，在满足容量要求时尽可能选择大容

46、量芯片，以减少芯片组合数量。 （2）择好EPROM容量后，要选择好能满足应用系统应用环境要求的芯片型号。如最大读取时间、电源容差、工作温度以及老化时间等。 （3）通用EPROM 芯片管脚有一定的兼容性，在电路设计时应充分考虑其兼容特点。如2764、27128、27256 ，可将第26、27 管脚的印刷电路连线设计成易于改接的形式。选用含有选用含有ROM的单片机，尽量避免扩展的单片机，尽量避免扩展2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用688.4 数据存储器扩展8.4.1常用典型SRAM芯片 常用典型SRAM芯片：6116(2K8位)、6264 (8K8位)、 62128(12K

47、8位) 、 62256(32K8位) ABDBSRAMOECE地址线数据线输出控制写入控制WE片选 为0，芯片被选中，当 为0时，把AB指定的单元中内容输出到芯片的DB上。CE读读OE2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用698.4 数据存储器扩展8.4.1常用典型SRAM芯片 常用典型SRAM芯片：6116(2K8位)、6264 (8K8位)、 62128(12K8位) 、 62256(32K8位) ABDBSRAMOECE地址线数据线输出控制写入控制WE片选 为0，芯片被选中，当 为0时，把DB上的信息写入AB指定的单元中。CE写写WE2021-11-14单片机原理及其应

48、用单片机原理及其应用708.4 数据存储器扩展常用典型SRAM芯片A10A0地址线I/O7I/O0数据线CE片选使能OE读允许线A7A6A5A4A3A2A1A0I/O0I/O1I/O2GNDVccA8A9WEOEA10CEI/O7I/O6I/O5I/O4I/O31234567891011122423222120191817161514136116WE写允许线2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用716116的工作方式8.4 数据存储器扩展常用典型SRAM芯片2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用728.4 数据存储器扩展常用典型SRAM芯片A12A0地址线I

49、/O7I/O0数据线OE读允许线CE2片选线2NCA12A7A6A5A4A3A2A1A0I/O0I/O1I/O2GNDVccWECE2A8A9A11OEA10CE1I/O7I/O6I/O5I/O4I/O3123456789101112131428272625242322212019181716156264WE写允许线CE1片选线12021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用738.4 数据存储器扩展常用典型SRAM芯片6264的工作方式2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用748.4 数据存储器扩展常用典型SRAM芯片A14A0地址线I/O7I/O0数据线OE读允

50、许线A14A12A7A6A5A4A3A2A1A0I/O0I/O1I/O2GNDVccWEA13A8A9A11OEA10CEI/O7I/O6I/O5I/O4I/O31234567891011121314282726252423222120191817161562256WE写允许线CE片选线2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用758.4 数据存储器扩展常用典型SRAM芯片62256的工作方式2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用76 8.4.2 外部数据存储器的扩展方法及时序8.4 数据存储器扩展扩展方法及时序MCS-51P0P2ALE锁存器GD7D0A7A0

51、A15A8OERDWRWERAM单片机扩展外部RAM 的原理图2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用77 程序存储器与外部数据存储器使用同一地址总线，它们的地址空间是完全重叠的，但由于单片机访问外部程序存储器时，使用PSEN控制对外部程序存储器单元的读取操作，即使程序存储器和数据存储器的单元地址完全相同，也不会造成访问冲突。8.4 数据存储器扩展扩展方法及时序WEOE）（P3.6WR）（P3.7RD （一）扩展方法 （1）芯片地址总线- MCS-51单片机总线：由P2口提供存储单元地址的高八位、P0口经过锁存器提供地址的低8位。 （2）芯片数据总线- MCS-51单片机P0口

52、 （3）芯片控制总线- MCS-51单片机的控制线2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用78 MCS-51单片机的外部数据存储器的最大寻址空间为64K，即00000FFFFH。 单片机的外部数据存储器和外部I/O口是统一编址的，它们共同占用这一地址空间。8.4 数据存储器扩展扩展方法及时序MCS-51P0P2ALE锁存器GD7D0A7A0A15A8OERDWRWERAM2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用79 读取外部数据存储器由下列指令实现： MOVX A, DPTR MOVX A, Ri。 8.4 数据存储器扩展扩展方法及时序MCS-51单片机读外部数

53、据存储器的时序RD锁存低8位地址读数据总线十六位地址2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用80 外部数据存储器写入操作由下列指令实现： MOVX DPTR, A MOVX Ri, A。MCS-51 单片机写外部数据存储器的时序8.4 数据存储器扩展扩展方法及时序锁存低8位地址把数据总线信息写入指定单元十六位地址2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用81（一） 单片静态RAM芯片的扩展 （1）采用6264为MCS-51单片机扩展8K外部数据存储器8.4 数据存储器扩展静态RAM扩展电路P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0

54、.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0D7D6D5D4D3D2D1D0Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0GED7D6D5D4D3D2D1D0A7A6A5A4A3A2A1A0VCC+5VA12A11A10A9A8EA80C51626474LS373+5VRALECE2CE1WEOEWRRD2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用82A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P

55、0.0 xxx0000000000000 xxx1111111111111xx0000000000001x二进制编码写成十六进制数，得地址范围为：00001FFFH0000000008.4 数据存储器扩展静态RAM扩展电路2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用83P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0D7D6D5D4D3D2D1D0Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0GED7D6D5D4D3D2D1D0A7A6A5A4A3A2A1A0VCC+5VA12A11A10A9A8EA80C51626

56、474LS373+5VRALECE2CE1WEOEWRRD00001FFFH8.4 数据存储器扩展静态RAM扩展电路2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用84 （2） 单片机外部RAM的使用 例1 把系统中的0250H单元的内容转存到单片机内部RAM的20H单元。 MOV DPTR,#0250HMOVX A, DPTRMOV 20H, A 8.4 数据存储器扩展静态RAM扩展电路2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用85 （2） 单片机外部RAM的使用 例2 单片机内部RAM的寄存器R3的内容转存到系统中的1000H单元。MOV DPTR,#1000HMOV

57、 A, R3 MOVX DPTR, A8.4 数据存储器扩展静态RAM扩展电路2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用86采用线选法为80C51扩展24K外部数据存储器的电路 （二） 多片静态RAM芯片的扩展（1）线选法8.4 数据存储器扩展静态RAM扩展电路0111011102021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用87A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0

58、110000000000000010100000000000001011111111111111IC4地址范围为： A000BFFFHIC30111111111111111IC4IC3地址范围为： C000DFFFH8.4 数据存储器扩展静态RAM扩展电路80C51P0P2.0P2.4ALEEAP2.5GD7|D0Q7|Q0E88574LS373IC3IC0P2.6D7D0A7A0A12A8OE6264885IC4D7D0A7A0A12A8OE6264885IC5D7D0A7A0A12A8OECE162648885IC3P2.7RDWRWEWEWERVccCE2CE1CE2CE1CE2VccV

59、ccVcc地址空间分析(1)：2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用88A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.001100000000000001111111111111110IC5IC5地址范围为： 60007FFFH8.4 数据存储器扩展静态RAM扩展电路80C51P0P2.0P2.4ALEEAP2.5GD7|D0Q7|Q0E88574LS373IC3IC0P2.6D7

60、D0A7A0A12A8OE6264885IC4D7D0A7A0A12A8OE6264885IC5D7D0A7A0A12A8OECE162648885IC3P2.7RDWRWEWEWERVccCE2CE1CE2CE1CE2VccVccVcc地址空间分析(2)：2021-11-14单片机原理及其应用单片机原理及其应用898.4 数据存储器扩展静态RAM扩展电路80C51P0P2.0P2.4ALEEAP2.5GD7|D0Q7|Q0E88574LS373IC3IC0P2.6D7D0A7A0A12A8OE6264885IC4D7D0A7A0A12A8OE6264885IC5D7D0A7A0A12A8OECE162648885