人工神经网络ArtificialNeuralNetworks

1、人工神经网络ArtificialNeuralNetworks人工神经网络ArtificialNeuralNetworks21 1 最小系统与程序存储器的扩展最小系统与程序存储器的扩展lMCS-51MCS-51系列单片机虽本身是一个微型计算机，包含系列单片机虽本身是一个微型计算机，包含了了CPUCPU，存储器，存储器，I/OI/O接口，定时器，中断，串行口，接口，定时器，中断，串行口，但由于其功能有限，所以在工作时，还需要进行必要但由于其功能有限，所以在工作时，还需要进行必要的功能扩展。的功能扩展。l功能扩展中，最常见的就是存储器扩展，扩展时，功能扩展中，最常见的就是存储器扩展，扩展时，外部信号

2、的连接可分三总线形式，外部信号的连接可分三总线形式，见图见图l由于由于是地址、数据复用口，因而对低位地址需是地址、数据复用口，因而对低位地址需要锁存（、等）要锁存（、等）l由于端口带负载能力有限（由于端口带负载能力有限（P P0 08 8个个LSTTLLSTTL，P P1 1P P3 3 为为4 4个个LSTTLLSTTL），故常加总线驱动器（注意：无锁存功能），故常加总线驱动器（注意：无锁存功能）74LS24474LS244，74LS24574LS245见图见图人工神经网络ArtificialNeuralNetworks31 1 最小系统与程序存储器的扩展最小系统与程序存储器的扩展1-11-

3、1最小系统最小系统 80318031片内无程序存储器，下面对片内无程序存储器，下面对80318031扩展扩展2k2k程序存储器，程序存储器，组成一个最小系统组成一个最小系统 ，见图见图 在系统扩展时，通常用到地址锁存器，常用的有在系统扩展时，通常用到地址锁存器，常用的有74LS37374LS373和和74LS37474LS374等芯片，等芯片，见图见图人工神经网络ArtificialNeuralNetworks41 1 最小系统与程序存储器的扩展最小系统与程序存储器的扩展1-21-2用多片用多片EPROMEPROM扩展程序存储器扩展程序存储器在设计系统时有时会用到多片在设计系统时有时会用到多片

4、EPROM,EPROM,例如需要例如需要8k8k程序存储器程序存储器, ,当只提供当只提供2732(4k)2732(4k)时，要用时，要用2 2片片27322732。再例如，需要超过再例如，需要超过64k64k的程序存储器时，一般也用多片实现。的程序存储器时，一般也用多片实现。扩展多片扩展多片EPROMEPROM的连线方式。的连线方式。a.a.二片情况，二片情况，如图如图用邻近各芯片所用的最高位的一根地址线作片选，其余一样，用邻近各芯片所用的最高位的一根地址线作片选，其余一样，这种方法最常用这种方法最常用在在0000H0000H1FFFH1FFFH时为低时为低8K8K，此时，此时P P2 2。

5、5 5为为0 0，访问第，访问第1 1片。片。在在2000H2000H3FFFH3FFFH时为高时为高8K8K，此时，此时P P2 2。5 5为为1 1，访问第，访问第2 2片。片。人工神经网络ArtificialNeuralNetworks51 1 最小系统与程序存储器的扩展最小系统与程序存储器的扩展1-21-2用多片用多片EPROMEPROM扩展程序存储器扩展程序存储器b. b. 线选法：在连接多片时，有时用线选法，即用线选法：在连接多片时，有时用线选法，即用I/OI/O线或控线或控制线作片选（这种方法用线多，不常用）制线作片选（这种方法用线多，不常用）如扩展如扩展4 4片片2732273

6、2，27322732有有4K4K，用了，用了1212根地址线，故根地址线，故P P2 2口用了口用了P P2 2。0 0P P2 2。3 3，见图，见图由于片选线不是地址译码产生，在选通时要人为控制：即在由于片选线不是地址译码产生，在选通时要人为控制：即在1 1片结束访问第片结束访问第2 2片时，要用软件复位相应端口，否则将出错片时，要用软件复位相应端口，否则将出错人工神经网络ArtificialNeuralNetworks61 1 最小系统与程序存储器的扩展最小系统与程序存储器的扩展1-21-2用多片用多片EPROMEPROM扩展程序存储器扩展程序存储器c. c. 译码法，用得多译码法，用得

7、多如上面的如上面的P P2 2。4 4，P P1 1。5 5，P P1 1。6 6，P P1 1。7 7片选可用片选可用P P2 2。4 4，P P2 2。5 5地址线，地址线，用用2-42-4译码器得到，此时就不必考虑其它问题，可当成译码器得到，此时就不必考虑其它问题，可当成1 1片片16KEPROM16KEPROM使用。使用。d. d. 超过超过64K64K时，要用控制线作片选，而且应注意在第时，要用控制线作片选，而且应注意在第1 1片用完片用完后要发出第后要发出第2 2片的片选信号片的片选信号人工神经网络ArtificialNeuralNetworks71 1 最小系统与程序存储器的扩展

8、最小系统与程序存储器的扩展1-3 E2PROM 和和FLASH的扩展的扩展人工神经网络ArtificialNeuralNetworks82 MCS-512 MCS-51单片机数据存储器扩展单片机数据存储器扩展 l 背景知识背景知识常用静态存贮器常用静态存贮器 2114 1K2114 1K* *4 4 6116 2K 6116 2K* *8 27168 2716 6264 8K 6264 8K* *8 27648 2764 62256 32K 62256 32K* *8 272568 27256 IS61LV5128 512K IS61LV5128 512K* *8 8 IS61LV12816

9、128K IS61LV12816 128K* *16 16 扩展数据存储器与程序存储器相比，最主要区别是，程扩展数据存储器与程序存储器相比，最主要区别是，程序存储器用序存储器用PSENPSEN控制程序存储器的读写，而数据存储器控制程序存储器的读写，而数据存储器则用则用RDRD、 WRWR信号控制读写。信号控制读写。从实现方面，访问程序存储器，从实现方面，访问程序存储器，1 1是自动执行程序，是自动执行程序，2 2是是用用MOVCMOVC指令，而访问数据存储器则是用指令，而访问数据存储器则是用MOVXMOVX指令。指令。人工神经网络ArtificialNeuralNetworks92 MCS-5

10、12 MCS-51单片机数据存储器扩展单片机数据存储器扩展 l 背景知识背景知识 MCS-51MCS-51单片机的内部单片机的内部RAMRAM位寻址位寻址20H2FH30H7FH特特殊殊功功能能寄寄存存器器SFR80HFFH80字节字节R0R700H1FH人工神经网络ArtificialNeuralNetworks102 MCS-512 MCS-51单片机数据存储器扩展单片机数据存储器扩展 l 背景知识背景知识 MCS-51MCS-51单片机的最小系统与引脚回顾单片机的最小系统与引脚回顾人工神经网络ArtificialNeuralNetworks112 MCS-512 MCS-51单片机数据存

11、储器扩展单片机数据存储器扩展 2-1 2-1 概述概述 数据存储器芯片数据存储器芯片(RAM)(RAM)的引脚特征的引脚特征CERD地址线地址线数据线数据线WR 需要在单片机引脚基础上需要在单片机引脚基础上, ,得到地址线、数据得到地址线、数据线和控制线（线和控制线（CECE、RDRD、WRWR）。）。人工神经网络ArtificialNeuralNetworks122 MCS-512 MCS-51单片机数据存储器扩展单片机数据存储器扩展 2-1 2-1 概述概述 地址总线生成地址总线生成 地址锁存时序地址锁存时序P0口低口低8位位地址锁存地址锁存用用ALEALE下降沿锁存下降沿锁存P0P0口上

12、的低口上的低8 8位地址信号，连位地址信号，连同同P2P2口的高口的高8 8位地址位地址, ,可得到最多可得到最多1616位地址线。位地址线。人工神经网络ArtificialNeuralNetworks132 MCS-512 MCS-51单片机数据存储器扩展单片机数据存储器扩展 2-1 2-1 概述概述 地址总线生成地址总线生成 对地址锁存器的要求对地址锁存器的要求用用ALEALE下降沿锁存下降沿锁存P0P0口的低口的低8 8位地址信号位地址信号, ,意味着意味着锁存器与锁存器与ALEALE连接的控制端需满足下面要求连接的控制端需满足下面要求: :高电平时输出口随输入变化高电平时输出口随输入变

13、化低电平时输出保持不变低电平时输出保持不变人工神经网络ArtificialNeuralNetworks142 MCS-512 MCS-51单片机数据存储器扩展单片机数据存储器扩展 2-1 2-1 概述概述 地址总线生成地址总线生成 地址锁存器选择地址锁存器选择74LS37374LS373芯片可满足此要求芯片可满足此要求人工神经网络ArtificialNeuralNetworks152 MCS-512 MCS-51单片机数据存储器扩展单片机数据存储器扩展 2-1 2-1 概述概述 单片机引脚的三总线形式单片机引脚的三总线形式扩扩展展数数据据存存储储器器人工神经网络ArtificialNeural

14、Networks162 MCS-512 MCS-51单片机数据存储器扩展单片机数据存储器扩展 2-2 2-2 单片机数据存储器扩展单片机数据存储器扩展 准备工作准备工作 确定扩展存储器需求确定扩展存储器需求: :多大容量多大容量, ,地址范围有无特殊要求地址范围有无特殊要求, ,数据位数多少数据位数多少? ? 有哪些存储器芯片可供选择有哪些存储器芯片可供选择, ,每片的容量如何每片的容量如何? ? 用单片还是多片实现用单片还是多片实现? ?人工神经网络ArtificialNeuralNetworks172 MCS-512 MCS-51单片机数据存储器扩展单片机数据存储器扩展 2-2 2-2 单

15、片机数据存储器扩展单片机数据存储器扩展 硬件连接框图硬件连接框图( (单片情况单片情况) )人工神经网络ArtificialNeuralNetworks182 MCS-512 MCS-51单片机数据存储器扩展单片机数据存储器扩展 2-2 2-2 单片机数据存储器扩展单片机数据存储器扩展 实例实例: :为为MCS-51MCS-51扩展扩展32k32k* *8 8的外部数据存储器的外部数据存储器 由容量知道由容量知道, ,需用需用1515根地址线根地址线:A0:A0A14A14数据为数据为8 8位位, ,可选数据宽度为可选数据宽度为8bit8bit的存储器。的存储器。 地址范围可设计为：地址范围可

16、设计为：0000H-7FFFH0000H-7FFFH。 选用一片静态选用一片静态RAMRAM芯片芯片6225662256可满足要求可满足要求人工神经网络ArtificialNeuralNetworks192 MCS-512 MCS-51单片机数据存储器扩展单片机数据存储器扩展 2-2 2-2 单片机数据存储器扩展单片机数据存储器扩展 实例实例: :为为MCS-51MCS-51扩展扩展32k32k* *8 8的外部数据存储器的外部数据存储器人工神经网络ArtificialNeuralNetworks202 2 数据存储器扩展数据存储器扩展 扩展扩展例子例子例子中例子中6264(1)6264(1)

17、和和2764(1)2764(1)容量为容量为8k8k，地址范围为：，地址范围为：P2.5 P2.4 P2.3 P2.5 P2.4 P2.3 p2.0 p0.7 p0.6 p2.0 p0.7 p0.6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1即即0000H0000H1FFFH1FFFH6264(2)6264(2)和和2764(2)2764(2)容量为容量为8k8k，地址范围为：，地址范围为：P2.5 P2.4 P2.3 P2.5 P2.4 P2.3 p2.0 p0.7 p0.6 p2.0 p0.7 p0.6 1

18、 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1即即2000H2000H3FFFH3FFFH人工神经网络ArtificialNeuralNetworks212 MCS-512 MCS-51单片机数据存储器扩展单片机数据存储器扩展 本节小结本节小结: : 背景知识背景知识 概述概述 数据存储器芯片数据存储器芯片(RAM)(RAM)的引脚特征的引脚特征 如何选择地址锁存器如何选择地址锁存器 单片机引脚的三总线形式单片机引脚的三总线形式 单片机数据存储器扩展单片机数据存储器扩展 准备工作准备工作 硬件连接框图硬件连接框图 实

19、例实例人工神经网络ArtificialNeuralNetworks223 I/O3 I/O扩展扩展 3-1多功能芯片的扩展多功能芯片的扩展扩展时要用扩展时要用MOVX访问外部访问外部RAM的指令，因而会损失外部存的指令，因而会损失外部存储器的扩展空间。储器的扩展空间。* 8255A芯片芯片A、B、C三个可编程的三个可编程的8位位I/O口，结构口，结构如图如图（40引脚）引脚）引脚简介引脚简介D0D7 8位双向数据线，位双向数据线，CPU与与8255交换数据交换数据A0、A1地址线地址线 ： A1 A0 0 0 读写读写 A口口 0 1 读写读写 B口口 1 0 读写读写 C口口 1 1 写控制

20、字（写入控制寄存器）写控制字（写入控制寄存器） RD、WR，配合，配合A0、A1，完成读写功能，完成读写功能CS片选线，在读写端口及写控制字时，必须有效（为片选线，在读写端口及写控制字时，必须有效（为0）RESET 复位复位 清除内部存储器，置清除内部存储器，置A、B、C口为输入口为输入人工神经网络ArtificialNeuralNetworks233 I/O3 I/O扩展扩展 3-1多功能芯片的扩展多功能芯片的扩展* 8255A芯片芯片引脚简介引脚简介PA0PA7 A口（口（I/O），可为输入，输出或双向），可为输入，输出或双向PB0PB7 B口（口（I/O）,可为输入，输出，不可双向，（即

21、不可为输入，输出，不可双向，（即不能同时作输入、输出口）能同时作输入、输出口）PC7PC0 C口（口（I/O） 可分为两个可分为两个4位，用于输入、输出，位，用于输入、输出， 由于由于C口高口高4位归位归A组控制，低组控制，低4位归位归B组控制：它们分别可作为组控制：它们分别可作为A、B口的状态控制信号。口的状态控制信号。工作方式选择工作方式选择要对要对A、B、C口进行工作方式选择，要先写入方式控制字，口进行工作方式选择，要先写入方式控制字，（A0，A1为为1） 人工神经网络ArtificialNeuralNetworks243 I/O3 I/O扩展扩展 3-1多功能芯片的扩展多功能芯片的扩展

22、* 8255A芯片芯片方式控制字方式控制字人工神经网络ArtificialNeuralNetworks253 I/O3 I/O扩展扩展 3-1多功能芯片的扩展多功能芯片的扩展* 8255A芯片芯片方式方式0，基本输入，基本输入/输出方式输出方式可根据相应位控制为输入或输出，不用联路信号，输入数据可根据相应位控制为输入或输出，不用联路信号，输入数据不会锁存，输出被锁存，此时不会锁存，输出被锁存，此时C口的高口的高4位（低位（低4位也可定义为位也可定义为输入输入/输出）输出）A、B口工作为方式口工作为方式0时，共有时，共有16种组合方式种组合方式 D4D3D1D0方式方式1， 选通输入选通输入/输

23、出方式输出方式当当A口（或口（或B口）工作于方式口）工作于方式1时，可指定为输入时，可指定为输入/输出，但同输出，但同时要用到时要用到3根根C口的线作连络信号。口的线作连络信号。A口、口、B口中有一个为方式口中有一个为方式1时，余下时，余下13根可为方式根可为方式0（入（入/出）出）A口、口、B口同为方式口同为方式1时，余下时，余下2根根C口线可为输入口线可为输入/出出联线定义固定，不可更改，联线定义固定，不可更改，见图见图方式方式1工作时序，分为工作时序，分为输入输入与与输出输出人工神经网络ArtificialNeuralNetworks263 I/O3 I/O扩展扩展 3-1多功能芯片的扩

24、展多功能芯片的扩展* 8255A芯片芯片方式方式2，双向传送方式，此时不需再定义其为输入，双向传送方式，此时不需再定义其为输入/出出,只有只有A口有方式口有方式2，它用到，它用到PC3PC75根线。根线。此时，此时，PC0PC2及及PB可工作于方式可工作于方式0或方式或方式1（PC0PC2为其控制联络线）为其控制联络线）方式方式2用到的连络线与方式用到的连络线与方式1类似，只不过它是双向类似，只不过它是双向方式，会同时用到方式，会同时用到5根。根。人工神经网络ArtificialNeuralNetworks273 I/O3 I/O扩展扩展 3-1多功能芯片的扩展多功能芯片的扩展* 8255A芯

25、片芯片方式方式2对对INTE的控制：即对上面所述的控制：即对上面所述INTR的开闭，它由的开闭，它由C口的相口的相应位控制，是应位控制，是1为允许中断，为允许中断， 入入 PC4 入入 PC2 A口（方式口（方式1 B口口 （方式（方式1） 方式方式2） 出出 PC6 出出 PC2 控制位写入控制位写入C口，是通过写入控制寄存器（口，是通过写入控制寄存器（A0、A1为为1 1） 置位复位控制字置位复位控制字 人工神经网络ArtificialNeuralNetworks288255A8255A总结总结 与单片机的连接与访问方式与单片机的连接与访问方式(MOVX)(MOVX) PAPBPCPAPB

26、PC三个口及其工作方式三个口及其工作方式 PCPC口的联络线情况口的联络线情况 PAPBPAPB的中断使能情况的中断使能情况 方式控制字方式控制字 置位置位 复位控制字复位控制字 例子例子人工神经网络ArtificialNeuralNetworks293 I/O3 I/O扩展扩展 3-1多功能芯片的扩展多功能芯片的扩展* 8255A芯片芯片例：例： A口方式口方式2， B口方式口方式1，输入，输入D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 1 X X X 1 1 X A口口 PC2PC4 B口口 B口口 PC0PC3方式方式2 无意义无意义 被被A口用口用 方式方式1 入入 被被B口用

27、口用 上例中上例中A允许中断，允许中断，B禁止中断禁止中断PC4、PC6为为1 PC2为为0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0任意任意 PC4 任意任意 PC6 任意任意 PC2 人工神经网络ArtificialNeuralNetworks303 I/O3 I/O扩展扩展 3-1多功能芯片的扩展多功能芯片的扩展* 8255A芯片芯片例：例：人工神经网络ArtificialNeuralNetworks313 I/O3 I/O扩展扩展 3-1多功能芯片的扩展多功能芯片的扩展* 8255A芯片芯片访问时访问时A2应为应为0 CS=0R7内

28、容向内容向B口输出口输出A口内容输入至口内容输入至R3 MOV R0，#03H； 控制字地址控制字地址MOV A，#91H ； 控制字控制字MOVX R0，A ； 送控制字送控制字MOV R0，#01H； 送端口送端口B的地址的地址MOV A，R7MOVX R0，A； 数据从数据从B口输出口输出DEC R0 ； R0高为高为0，选中，选中A口口MOVX A，R0 ；从；从A口读数口读数MOV R3，A ； 数放入数放入R3 人工神经网络ArtificialNeuralNetworks323 I/O3 I/O扩展扩展 3-2用用TTL芯片扩展芯片扩展如果只需如果只需I/O扩展，还常常用扩展，还常常用TTL芯片，它们价格低，使用也芯片，它们价格低，使用也方便。方便。用用TTL芯片扩展的基本原理是，利用其具