51单片机外部存储器的使用

1、纠结了这么久，现在总算有点儿头绪了，先把它整理到这里先，有几点还是j经常被弄糊涂：地址和数据，地址/数据复用，地址的计算，总线的概念，执行指令跟脉冲的关系，哎呀呀,看来计算机组成和原理不看不行啊，得找个时间瞧瞧，过把瘾了解了解。使用ALE信号作为低8位地址的锁存控制信号。以PSEN信号作为扩展程序存储器的读选通信号，在读外部ROM是PSEN是低电平有效，以实现对ROM的读操作。由RD和WR信号作为扩展数据存储器和I/O口的读选通、写选通信号ALE/PROG:当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频

2、率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。当访问外部存储器时，ALE作为锁存扩展地址的低8位字节的控制信号。当访问外部数据存储器时，ALE以十二分之一振荡频率输出正脉冲，同时这个引脚也是EPROM编程时的编程脉冲输入端。当非访问外部数据存储器时，ALE以六分之一振荡频率固定输出正脉冲，8051一个机器

3、周期=6个状态周期=12个振荡周期，若采用6MHz的晶体振荡器，则ALE会发出1MHz的固定的正脉冲。因此它可以用来做外部时钟或定时。如果我们把这个功能应用与实际，可能给我们的设计带来简化，降低生产成本。ALE脚是在使用MOVX、MOVC指令时才会变成有效(这些指令都使用到外部RAM或ROM的地址。这些指令都有一个特点：地址和数据分时出现在P0口)。使用C写程序时，要使用它有效，可用访问内部RAM地址的方法。如：uVariable=*(char*)0x12C),把0x12C地址的内容给uVariable变量。这个过程有效的脚为ALE、RD。这个信号线的信号生成是MCU硬件电路实现的，不可以人工

4、控制。在某些内置TOM的MCU里，可以关闭ALE信号输出，以降低EMI。ALE/PROG（30脚）：以系统时钟fosc的1/6的频率，周期性输出方波脉冲。1系统扩展时，作为外部存储器低八位地址的锁存信号2可为系统提供一个频率为fosc/6的方波信号；EPROM型单片机编程时编程输入脉冲（第二功能）PSEN（29脚）：外部程序程序存储器的选通输出信号。当单片机使用外部程序存储器时，此脚在一个机器周期内产生两次负脉冲，作为外部程序存储器ROM的选通信号；访问外部数据存储器RAM时，此信号无效。外接程序存储器的总线结构图A15三态输出的数据口由/0E控制完整的地址信号关于出栈和进栈RAM151单片机

5、的设计中，片内RAM区低128单元为堆栈的可用空间。单片机复位时，SP=07H,既栈底被确定在RAM的07H单元,堆栈操作过程：进栈：PUSHACC指令（设SP=07H）SP+1送SP,gjSP=SP+1=08H:ACC送RAM的08H单元：出栈：POPACC（设SP=08H）1,将RAM中08H单元内容送A；2,SP-1送SP,此时SP=07H.堆栈操作示意图关于外部数据存储器:WR:外部数据存储器写信号RD:外部数据存储器读信号当单片机需要外加RAM存储器时（扩展系统），必须使用专用的MOVX指令，此时单片机的端口功能就要发生相应的改变：PO、P2作为外部RAM的地址和数据总线;使用MOV

6、X指令进行读写操作。MOVX指令在执行时，会自动地产生/RD或/WR信号对外部RAM实现控制oMCS-51与8KRAM的连接/CE=P2,5(A12)6264SKRAM三态输出的数据口由/QE控制怎么来扩展存储器呢？首先必须知道的是总线结构扩展系统: 当系统采用外部RAM、ROM或：ADC.DAC器件时，采用总线结构是一种减少引线、控制方便的扩展方法； 特点：1 硬件，P0口作“数据/低8位地址”复用总线；P2口作”高8位地址”总线；P37作/RD、P3.6作/VUR“控制”线；2 .软件，使用专用的MOVX（或MOVC）指令实现数据交换，利用该指令自动产生的/RD、/WRf/pSMl）等信号

7、对外围器件进行读写控制。先看看怎么扩展外部程序存储器的扩展:采用“总线方式”的系统扩展1 单片机的PO、P2作为外电路的数据、地址总线：P0口做为低8位地址和数据复用总线；P2做为高8位地址总线。2 .单片机的上融作为数据选通信号与外ROM的数据输出三态控制/OE端连接（参照访问外存储器的时序）；3 ,使用一个8位的数据锁存器来锁定P0口的低八位地址信号,住用单片机的ALE信号作锁存器的锁存控制。将单片机的引脚/EA接低电平（选择外部ROM）口锁存地址芯片741s273（低8位地址不能保持一个机器周期，所以要用到锁存器，而高8为能保持一个机器周期）：74LS373数据输入端数据输出端 /L：三

8、态控制口低电平：允许数据输出，三态门通;高电平：三态门关闭，输出高阻。 G：数据锁存控制。高电平时，输出随输入变化；低电平时，Q端将被所存（低电平锁存瞧瞧简单的扩展外部ROM的电路图（PSEN在一个机器周期内产生两次负脉冲，作为外部程序存储器ROM的选通信号，访问外部数据存储器RAM时，此信号无效）：访问外部ROM的时序图（P0口呢在一个机器周期内时，首先在第一次ALE下降沿送P0的地址（有741s373锁存能保持一个机器周期），在第二次ALE下降沿锁存数据，而高8位地址在P2口，能保持一个机器周期，所以不用锁存器）S1S2S3S4S5S6AA7-A0>一A15A8(PC)IKA15-A

9、DPTRAjj!访问外部程序存储器ROM的时序:MOVCA,A+DPTR74LS373的锁存信号ALEROM输出控制/Psen地址总线（高八位）P2口地址/数据（低8位）P0想想PSEN就是在B时间段拉低的，故就能把数据给送出去了（o（n_n）o哈哈哈，真NB,谁设计的啊，赞一个，嗯，了解硬件内部结构很重要，所以不要仅仅局限于软件的编程，更需要在有硬件思维的基础上编程）片外存储器访问时序说明 PO、P2口作地址和数据总线口其中P0口作为地址和数据复用总线，前半部（A段）作地址总线，后半部（B段）作为数据总线0 外部程序存储器ROM的操作步骤如下：1,必须为ROM其提供完整的（15位）地址信息；

10、2,ROM芯片的/CE端=0,选中该芯片；3,五满足上述条件的基础上，当ROM的/QE=0时时间段），存储睾愉出数据的二态门打开，并将与输入地址相对应的存储单元中的指令（数据）向外输出，单片机通过P0口将指令送至CPU内部.74LS373锁存器:将A时间段P0口输出的低位地址进行保存,使ROM在B时间段仍然可以得到完整的地址信号。一外部ROM的状态与地址线A15的关系表ROM引脚/CEA14-A8A7-A0地址范围RQM工作状态单片机引脚Fais'P2tA14-8P0匚A7-0000000000111111100000000111111110000H-7FFFH选中1100000001

11、1111110000000011111111,8000H1FFFFH未选中注意：1,ROM地址线与存储器的容量之间的关系；2, ROM的QE与单片机的/psen连接：3, ROM的/CE信号是存储器的片逐4,由于采用地址线全译码，所以每一个地址对应唯一的存储单元两片构成64KROM的方法:MCS-51与2片32KROM的连接（地址线全译码）>1由两片32K的ROM构成64K存储阵列与A15的关系表A15/CEA14-A8P2口A7A0P0D地址范围ROM1工作状态RQM2工作状态00000000011111110000000011111111OOOCH二7FFFH选中/CE=A15未选中0000000111111100000000111111118000HFFFFH金,1*JFTJr-LXJJLu?!选中/CE=/A15多片扩展跟多的ROM呢，没错就是用到了译码器:由两片32K的ROM构成64K存储阵列与A15的关系表A15/CEA14A8P2CA7-A0P0D地址范围ROM1工作状态ROM2工作状态000000000111111100000000111111110000H7FFF