单片机原理及应用第六章

1、单片机原理及应用第六章 单片机原理及应用课件,肯定精品 湘 潭 大 学 单 片 机 原 理 及 应 用 编 著 组 单片机原理及应用第六章 mcs 51系列单片机的基本扩展技术6.1 mcs 51并行扩展总线 6.2 mcs 51存贮器的扩展 6.3 mcs 51输入输出并行接口的扩展6.4 d/a转换器接口的扩展 6.5 a/d转换器接口的扩展 6.6 显示、键盘及接口 6.7 专用键盘、显示接口芯片8279的扩展 6.8 微型打印机接口 单片机原理及应用课件,肯定精品 第六章 mcs 51系列单片机的基本扩展技术湘 潭 大 学 单 片 机 原 理 及 应 用 编 著 组 mcs 51系统单

2、片机(8031、8032除外)尽管是一 功能完全的单片机，但因其内部资源(ram、rom、 i/o、a/d、d/a等)不足，在实际应用中不加以扩展 直接用其基本系统的状况较少，一般状况下需扩展。 6.1 mcs 51并行扩展总线 一、mcs 51并行扩展 总线方法mcs 51可以扩展64 kb的程序存贮器和64kb 的数据存贮器或输入/输 出口。 p2ale a8a15地址 a0a7 锁存器 8031 p0 8051 8751psen wr rd 地 址 总 线数 据 总 线 控 制 总 线 d0d7 单片机原理及应用课件,肯定精品 第六章 mcs 51系列单片机的基本扩展技术湘 潭 大 学

3、单 片 机 原 理 及 应 用 编 著 组 p0、p2口可以直接 p2 作为输入输出访用，其 ale 更重要的用途是用来扩 8031 p0 展总线口使用。 8051 p0口作为地址(地 8751 址低8位)/数据(d0d7) psen 总线口。 wr p2口作为地址总线 rd 口(地址高8位)。 a8a15地址 a0a7 锁存器 地 址 总 线数 据 总 线 控 制 总 线 d0d7 单片机原理及应用课件,肯定精品 第六章 mcs 51系列单片机的基本扩展技术湘 潭 大 学 单 片 机 原 理 及 应 用 编 著 组 psen mcs51 p2,p0 rd wr扩展 ram 外部程序 存 贮

4、器 外部程序存贮器用psen作为读选通信号扩展总线 外部数据存贮器用rd和wr作为读/写选通信号 并行i/o 串行i/o 接口 接口 a/d 转换 d/a 转换 定时器 计数器 外部数据存贮器扩展 并行i/o 串行i/o 模拟量 设 备 设 备 输 入 模拟量 输 出 单片机原理及应用课件,肯定精品 第六章 mcs 51系列单片机的基本扩展技术湘 潭 大 学 单 片 机 原 理 及 应 用 编 著 组 单片机原理及应用课件,肯定精品 第六章 mcs 51系列单片机的基本扩展技术湘 潭 大 学 单 片 机 原 理 及 应 用 编 著 组 单片机原理及应用课件,肯定精品 第六章 mcs 51系列单

5、片机的基本扩展技术mcs 51访问外部存贮器时序波形可以看出，输出 湘 潭的地址当ale上升以后有效，当ale下降以后消逝， 大因此可以用ale的负跳变将地址打入地址锁存器，即 学 单当ale由高变低时，将消失在p0口的地址信号低8位锁 片存到外部地址锁存器中(如图6 1所示),直到下一次 机 ale变高时，地址才发生变化。 原理 及 应 用 编 著 组锁存器三态门 4 3 1d e(a) 74ls373规律符号 en gnd 1 10 用74ls373作地址锁存器 (b) mcs 51地址扩展电路 74ls373 in d0 . . . d7 g q0 . . . q7 out d0.1 3

6、4 8031 d0.2 35 8051 d0.3 36 8751 d0.4 37 d0 .5 d0.6 38 d0.7 39 32 d0.0 33 ale 30 18 17 14 13 8 7 +5v 11 20 g 19 a7 8d vcc 8q 7q 16 a6 7d 15 a5 6q 6d 12 a4 5q 5d 4q 9 a3 4d 3q 6 a2 3d 2q 5 a1 2d 1q 2 a0 单片机原理及应用课件,肯定精品 第六章 mcs 51系列单片机的基本扩展技术湘 二、地址译码方法 潭 大 (一)线选法 学 一般片选端(cs、ce等)低电平有效，只要连接片 单 片 选信号端的引线

7、状态为低电平，就表示选中该芯片。在 机 确定地址时，该芯片未用到的地址线为1,用到的地址 原 线由所访问的芯片和单 理 及 元确定。 应 线选法有可能产生地址 用 编 重叠：若片选线中除和存贮 著 芯片cs相连的以外还存在 组 悬空的片选线，则存贮单元 的地址就有重叠现象；否则， 存贮单元的地址就是唯一的。 单片机原理及应用课件,肯定精品 第六章 mcs 51系列单片机的基本扩展技术湘 (二)全地址译码法 潭 全地址译码就是将系统中未用到的全部高位地址作 大 为译码信号的输入端，由此产生的译码输出信号作为选 学 单 片信号的一种译码方式。 片 在全地址 机 原译码法中，存 理 及贮器每个存贮

8、应单元只有唯一 用 的一个cpu地 编 著址和它一一对 组应，只要单片 机发出这个 地址就可选中该存贮单元工作，故不存在 地址重叠现象。 单片机原理及应用课件,肯定精品 第六章 mcs 51系列单片机的基本扩展技术湘 潭 大 学 单 片 机 原 理 及 应 用 编 著 组 (三)部分地址译码法 部分地址译码法是指单片机片选线中只有一部分参 加了译码，其余部分是悬空的，在实际应用中这种使用 方式不太多。当使用部分地址译码法时，无论cpu使 悬空片选地址线上电平如何变化，都不会影响它对存贮 单元的选址，故存贮器每个存贮单元的地址不是唯一的， 必定会有一个以上的cpu地址和它对应(既地址有重 叠)。

9、 采纳部分地址译码法时必需把程序和数据放在基本 地址范围内(即悬空片选地址线全为低电平常存贮芯片 的地址范围),以避开因地址重叠引起程序运行的错误。 单片机原理及应用课件,肯定精品 第六章 mcs 51系列单片机的基本扩展技术湘 潭 大 学 单 片 机 原 理 及 应 用 编 著 组 三、总线驱动力量及扩展方法mcs 51系列单片机，作为数据总线和低8位 地址总线的p0口可驱动8个ttl电路，而如p2口等 其它口只能驱动4个ttl电路。当应用系统规模 过大，可能造成负载过重，致使驱动力量不够， 系统不能牢靠地工作时，需另增设总线驱动。 单片机原理及应用课件,肯定精品 第六章 mcs 51系列单

10、片机的基本扩展技术湘 潭 大 学 单 片 机 原 理 及 应 用 编 著 组 (一)总线的驱动扩展缓冲器 a8a15 (p2口) 8031 8051 d0d7 8751 (p0口) psen wr rd 8 地址总线 g 8 数据总线 dbeo 3 dbei 缓冲器 g ab db cb 掌握总线 单向驱动 74ls244 双向驱动 74ls245 单片机原理及应用课件,肯定精品 第六章 mcs 51系列单片机的基本扩展技术湘 (二)、 地址和掌握总线的驱动扩展 潭 地址总线和掌握总线的驱动器为单向驱动器，并具 大 学有三态输出功能。驱动器有一个掌握端g,以掌握驱动 单器开通或处于高阻状态。

11、片 常用的地址总线和掌握总线的驱动器有74ls240 机 原(带反向输出)、74ls241和74ls244。 +5v 理 18 a8 2 20 vcc 20 p2.0 及 1g 1 16 a9 4 19 1a1 2g p2.1 2 应 14 a10 18 6 2y4 2y1 p2.2 3 用 17 12 a11 1a2 8 2a4 p2.3 4 74ls 16 74ls244 2y3 1y2 9 a12 编 5 p2.4 11 244 15 1a3 2a3 7 a13 6 p2.5 13 著 14 2y2 1y3 5 a14 7 p2.6 15 13 组 1a4 2a2 3 a15 17 82

12、y1 gnd 9 10 12 11 1y4 2a1 p2.7 1 19 10 图6 7(a) 单向驱动器74ls244 图6 7(b) p2口的单向驱动扩展 单片机原理及应用课件,肯定精品 第六章 mcs 51系列单片机的基本扩展技术湘 (三)数据总线的驱动扩展 潭 数据总线为双向驱动器。常用的双向总线驱动 大 学 器为74ls245,74ls245。 +5v 单 20 18 片 p0.0 2 vcc 机 dir 20 1 17 d0 3 p0.1 g a0 19 2 a0a7 原 16 d1 4 b0 a1 p0.2 18 3 15 d2 b0b7 理 b1 a2 p0.3 5 4 74ls

13、17 d3 及 6 74ls245 14 d4 b2 a3 16 5 p0.4 13 245 15 b3 a4 应 6 p0.5 7 74ls245 12 d5 b4 a5 14 7 用 p0.6 8 当g=0时： 11 d6 b5 a6 13 8 p0.7 9 编 d7 b6 dir=1时， a b a7 12 9 1 著 gnd b7 dir=0时， b a psen 1 dir g 11 10 9 10 rd 组 图6 8(a) 双向驱动器74ls245 图6 8(b) p0口的双向驱动扩展 单片机原理及应用课件,肯定精品 第六章 mcs 51系列单片机的基本扩展技术 湘 潭 对于用内部

14、无rom的芯片8031,8032来建立系统， 大 学 则必需外部扩展程序存贮器。 单 对于仅靠内部rom,其rom容量不能满意要求的 片 状况，则可外部扩展程序存贮器。 机 原 程序存贮器的作用：用于存贮程序代码或程序常数。 理 及 一、程序存贮器的扩展 应 用(一)常用的eprom芯片介绍 编 eprom和e2prom都可作单片机的外部程序存贮器， 著 组 由于eprom价格低廉，性能牢靠，故应用最广泛，目 6.2 mcs 51存贮器的扩展 前因e2prom的价格在不断下降，加上可用电擦除及掉 电后信息不会丢失，编程也便利等特点，故应用也越来 越多。 单片机原理及应用课件,肯定精品 第六章

15、mcs 51系列单片机的基本扩展技术湘 1、eprom电路 潭 eprom是紫外线可擦除电可编程的半导体只读存贮 大 学 器，掉电后信息不会丢失。 eprom中的程序一般由专 单 门的编程器写入，由特地的擦除器擦除(擦除后 片 eprom阵列全为1状态),擦除时紫外线强度为 机 原 12000mw/cm2,波长为l=2537 ,时间为1020min。 理 常用的eprom有：2716,2732,2764,.。 及 应 用 编 著 组 单片机原理及应用课件,肯定精品 第六章 mcs 51系列单片机的基本扩展技术湘 潭 大 学 单 片 机 原 理 及 应 用 编 著 组 a0 ai:地址输入线。2

16、716:i=10; 27512:i=15; (2k64k) o0o7:三态数据总线。接cpu的p0.0p0.7 读或编程校验时为数据输出线 编程时为数据输入线 维持或编程禁止时呈高阻态 ce: 片选信 号输入线(接cpu地址线) pgm: 编程脉冲输入线 oe: 读选通信号输入线(输出访能)(接cpu 的psen线) vpp: 编程电源输入线 vcc: 主电源输入线 gnd: 线路地 有 的 芯 片 合 用 引 脚 单片机原理及应用课件,肯定精品 第六章 mcs 51系列单片机的基本扩展技术湘 潭 大 学 单 片 机 原 理 及 应 用 编 著 组 2、e2prom电路 e2prom是电可擦除

17、电可编程的半导体存贮器，掉 电后信息不会丢失。编程时简洁，不需要特地的编程器 和擦除器。故e2prom实际上是一种特别的可读写存贮 器。 e2prom兼有程序存贮器和数据存贮器的特点，故 在单片机应用系统中既可作为程序存贮器，又可作为数 据存贮器。 常用的并行e2prom有：2817,2864。 a0 ai:地址输入线。2817:i=10; 2864:i=12;(2k, 8k) i/o0i/o7:双向三态数据线。(p0.0p0.7) 单片机原理及应用课件,肯定精品 第六章 mcs 51系列单片机的基本扩展技术湘 潭 大 学 单 片 机 原 理 及 应 用 编 著 组 ce: 片选信号输入线(接

18、cpu地址线) oe: 读选通信号输入线 (接cpu rd psen) we: 写选通信号输入线 (接cpu wr) rdy/busy:2817的状态输出线，为“0”表示正在 进行写操作，写入完毕呈高阻态 vcc: 主电源+5v gnd: 线路地 e2prom有读、写、维持三种操作方式。 2817的写操作： 当2817收到cpu发来的地址、数据和写掌握信号后， 便启动内部电路对该地址单元进行写操作，此时rdy/ busy输出低电平，大约16ms以后，写操作完成，完成 后rdy/busy呈高电平(外接上拉电阻)或高阻。2817 单片机原理及应用课件,肯定精品 第六章 mcs 51系列单片机的基本扩展技术湘 潭 大 学 单 片 机 原 理 及 应 用 编 著 组 的rdy/busy状态线可供cpu采纳中断或查询方式来 掌握对2817的字节写操作。 2864的写操作： inter公司的2864采纳页面写操作方式。 inter公司 的2864a内设有16b的页缓冲器，其整个存贮空间分为 512页(每页16b),页面操作分“页加载”和“页存 贮”两步进行。 “页加载”指在软件掌握下，将一页(116b)的数据写 入2864内的“页缓冲器”。 “页存贮