单片机的系统扩展ppt课件

1、微机原理及运用微机原理及运用第第7章章 单片机的系统扩展单片机的系统扩展 单片机内部集成了计算机的根本功能部件，因此一块单片机如8051/8751往往就是一个最小微机系统。MCS-51系列单片机具有很强的系统扩展才干，可以扩展64KB的程序存储器和64KB的数据存储器或输入输出口。 7.1 MCS-51单片机最小系统单片机最小系统 单片机是集单片机是集CPU、RAM、ROM、定时器、定时器/计数器和计数器和I/O接口电路于一片集成电路的微型接口电路于一片集成电路的微型计算机。对于简单的运用场所，可以在计算机。对于简单的运用场所，可以在MCS-51系列单片机中选择一个适宜的产品构成一个系列单片机

2、中选择一个适宜的产品构成一个具有最简单配置的系统，即最小系统。具有最简单配置的系统，即最小系统。MCS-51系列中含有片内程序存储器的单片机如系列中含有片内程序存储器的单片机如8051/8751仅一块芯片就可构成最小系统，而无仅一块芯片就可构成最小系统，而无片内存储器的单片机如片内存储器的单片机如8031必需外部扩展程序必需外部扩展程序存储器才干构成最小系统。存储器才干构成最小系统。 .1 8051/8751单片机最小系统单片机最小系统 用用8051/8751单片机构成最小运用系单片机构成最小运用系统时，只需将单片机接上时钟电路和复统时，只需将单片机接上时钟电路和复位电路即可，如下图。位电路即

3、可，如下图。 7.2 扩展总线的产生扩展总线的产生 当单片机最小运用系统不能满足实践当单片机最小运用系统不能满足实践运用系统要求时，需求在单片机外部衔接运用系统要求时，需求在单片机外部衔接相应的外围芯片以满足运用系统要求。相应的外围芯片以满足运用系统要求。MCS-51系列单片机有很强的外部扩展功系列单片机有很强的外部扩展功能，大部分常规芯片可用于其外围扩展电能，大部分常规芯片可用于其外围扩展电路中。扩展的内容主要有总线、程序存储路中。扩展的内容主要有总线、程序存储器、数据存储器、器、数据存储器、I/O口扩展等。口扩展等。 普通微机的CPU外部都有单独的地址总线、数据总线和控制总线，而MCS-5

4、1系列单片机由于受管脚数量的限制，数据总线和地址总线是复用P0口，为了将它们别分开，以便同外围芯片正确地衔接，需求在单片机外部添加地址锁存器如74LS373、8282等，从而构成与普通CPU类似的片外三总线，如以下图所示。 MCS-51系列单片机扩展三总线 1. 地址总线地址总线AB 地址总线的位数决议了地址总线的位数决议了CPU可以直可以直接寻址的内存范围。如：微型机的接寻址的内存范围。如：微型机的AB为为20位，决议它的最大内存容量为位，决议它的最大内存容量为220=1M字节。地址总线是单向的。字节。地址总线是单向的。 MCS-51系列单片机地址总线宽为系列单片机地址总线宽为16位，所以可

5、寻址范围为位，所以可寻址范围为216=64KB。 16位地址总线由位地址总线由P0口提供低口提供低8位位A0-A7，P2口提供高口提供高8位位A8-A15。由于。由于P0口口还要作数据总线，只能分时用作低还要作数据总线，只能分时用作低8位地位地址线，所以址线，所以P0输出的低输出的低8位地址必需用锁位地址必需用锁存器锁存。锁存器的锁存控制信号为存器锁存。锁存器的锁存控制信号为ALE输出信号。输出信号。P2口不需外加锁存器。口不需外加锁存器。 2. 数据总线数据总线DB 数据总线的位数也称为宽度与微数据总线的位数也称为宽度与微处置器的位数相对应。数据总线是双向的。处置器的位数相对应。数据总线是双

6、向的。 数据总线由数据总线由P0口提供，其宽度为口提供，其宽度为8位，位，用于单片机与外部存储器和用于单片机与外部存储器和I/O设备之间设备之间传送数据。传送数据。P0口为双向口，可以进展两个口为双向口，可以进展两个方向的数据传送。方向的数据传送。 3 .控制总线CB) 由P3口提供。控制总线用来传输控制信号，是双向的。 ALE:地址锁存器的选通讯号，用于锁存P0口的低8位地址。 PSEN:扩展程序存储器的读选通讯号。 EA:片内或片外程序存储器的选通讯号。 RD、WR:片外数据存储器和I/O口的读写选通讯号。7.3程序存储器的扩展7.3.1常用的程序存储器 半导体存储器EPROM、EEPRO

7、M常作为单片机的外部存储器。1、EPROM 紫外线擦除可编程只读存储器，常用的有2716、2732、2764、27128、27256等。2、EEPROM 电擦除可编程只读存储器，常用的有2816、2817、2864等。A0Ai:地址输地址输入线。入线。D0D7:数据输数据输入线。入线。CE:片片选信号选信号输入线。输入线。OE:读读选通讯选通讯号输入号输入线。线。7.3.2程序存储器的扩展外部程序存储器的普通扩展逻辑外部程序存储器的普通扩展逻辑扩展举例扩展举例: 2732(4KB)扩展扩展4KB EPROM的的8031系统系统外部存储器的扩展可经过线选方式或译码方式实现片选。图7-8是采用线选

8、方式对8031扩展一片2732 EPROM的连线图。图中选用P2.7作为2732的片选信号线，那么2732 EPROM的地址范围为：0000H0FFFH。 27648KB扩展扩展16KB EPROM的的8031系统系统EPROM的地址范围为：0000H1FFFH和2000H 3FFFH 。7.4数据存储器的扩展7.4.1常用的数据存储器 半导体存储器SRAM(静态随机存储器Static RAM)、EEPROM常作为单片机的外部数据存储器。 MCS-51对外部RAM的访问有4条指令： MOVX A,Ri MOVX Ri, A MOVX A, DPTR MOVX DPTR, AA0Ai:地址输入线。地址输入线。 RD:读选通讯号输入线。读选通讯号输入线。D0D7:双向数据输入线。双向数据输入线。 WR:写选通讯号输入线。写选通讯号输入线。CE:片选信号输入线。片选信号输入线。7.4.2数据存储器的扩展外部数据存储器的普通扩展逻辑外部数据存储器的普通扩展逻辑 外接数据存储器与程序存储器地址的地址空间允许重叠0000HFFFFH，不会发生冲突，这是由于它们分别运用不同的控制信号ROM用PSEN信号，RAM用RD信号和不同的指令MOVC与MOVX。扩展举例扩展举例:用用2片片