第8章扩展新教材

1、第8章 单片机系统扩展与接口技术 第八章第八章 MCS51I/O口及应用和扩展口及应用和扩展8.1 并行口并行口 8.2 外部存储器的扩展外部存储器的扩展第8章 单片机系统扩展与接口技术 8.1 并行口并行口 MCS51有四个双向8位I/O口（P0P3）。P1、P2、P3口内部均有上拉电阻，P0口内部没有上拉电阻。 每个I/O口均有两种读法：读锁存器和读引脚。 1. 读锁存器：如ANL P1, #0FFH。指令中，目标操作数为I/O口或其中的某位。 2. 读引脚一般以I/O为源操作数指令。如MOV A, P1。第8章 单片机系统扩展与接口技术 一. P1口 P1口的每一位可以分别定义为输入线或

2、输出线。可以采用字节操作，也可以采用位操作。二. P3口为多功能口，第一功能与P1口相似，第二功能为特殊输入/输出线，可以采用字节操作，也可以采用位操作。第8章 单片机系统扩展与接口技术 三. P2口为双功能口。对内部有程序存储器的单片机，P2口可作输入/输出口，也可作地址高8位。对内部没有程序存储器的单片机，P2口只能作地址高8位总线口。1. 对没有扩展ROM和RAM的单片机系统，对P2口操作和P1口一样。如CPL P2.02. 对扩展外部RAM地址范围在255B以内，只能使用R0或R1作地址指针，不能用DPTR作地址指针。例：将33H写入外部RAM的50H单元。 MOV R0, #50H

3、MOV A, #33H MOVX R0, A第8章 单片机系统扩展与接口技术 3. 对即扩展ROM，又扩展RAM的系统，可以用DPTR、P2R1、P2R0三个16位地址指针。例：将常数33H写入外部RAM的8200H。MOV P2, #82H MOV P2, #82H MOV DPTR, #8200HMOV R0, #0 MOV R1, #0 MOV A, #33HMOV A, #33H MOV A, #33H MOVX DPTR, AMOVX R0, A MOVX R1, A四. P0口 P0口内有没有上拉电阻，使用是要外接上拉电阻。P0口可以作数据口，也作为16位地址的低8位使用。第8章

4、单片机系统扩展与接口技术 五. 使用说明1. P0口一般用作数据/低8位地址复用口；P1口一般作I/O扩扩展口；P2口作高8位地址和I/O口扩展的地址译码；P3口作中断输入、串行通讯用。2. I/O扩展很难准确计算I/O的负载能力，但MCS-51可直接与集成芯片或大规模集成芯片接口。3. 对于一些线性元器件，特别是键盘、码盘、LED显示等输入/输出设备，应尽量加驱动部分。第8章 单片机系统扩展与接口技术 8.2 外部程序存储器的扩展外部程序存储器的扩展8.2.1 单片机总线扩展结构单片机总线扩展结构1. 地址线与存储容量的关系A7A0 有28256个单元A9A0 有2101KBA10A0 有2

5、112KB个单元例：某芯片的存储容量是32KB，该芯片有（）根地址线2. 三总线：地址总线，数据总线，控制总线3.典型RAM和ROM芯片（1）半导体存储器的分类：RAM和ROM RAM分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）两种。目前计算机内的主存储器都是DRAMMCS-51数据存储器和程序存储器的最大扩展空间各为数据存储器和程序存储器的最大扩展空间各为64KB。第8章 单片机系统扩展与接口技术 1. 地址线：地址线：P2（A15-A8）、）、P0(A7-A0)2. 数据线：数据线： P0(D7-D0)3. 控制线：控制线：ALE：P0口的地址锁存选通信号，与锁存器口的地址锁存选通信

6、号，与锁存器（如（如74LS373）的使能端）的使能端G直接相连；直接相连； PSEN：外部程序存储器读选通信号；：外部程序存储器读选通信号； EA：片内：片内/外外ROM选通控制；选通控制； WR/RD：外部：外部RAM写写/读选通信号。读选通信号。4. 三总线的扩展三总线的扩展（2）RAM芯片：芯片：6116（2KB），），6264（8KB） EPROM：2716（2KB），），2732（4KB），），2764（8KB） 27128（16KB）第8章 单片机系统扩展与接口技术 5.地址锁存器地址锁存器74LS373引脚功能：引脚功能：D7D0：8位并行数据输入端位并行数据输入端 Q7Q0：

7、8位并行数据输出端位并行数据输出端 G：为：为1时时D端数据端数据 = Q端数据，为端数据，为0时时Q端数据保持。端数据保持。 OE：片选端，低电平有效：片选端，低电平有效74LS373的引脚和示意图：的引脚和示意图：图图 8. 1 第8章 单片机系统扩展与接口技术 图 8.2 MCS - 51 单片机程序存储器的扩展原理 7.1.2.2 外部程序存储器的扩展外部程序存储器的扩展 1. 外部程序存储器的扩展原理外部程序存储器的扩展原理第8章 单片机系统扩展与接口技术 2. EPROM扩展电路扩展电路 图 8. 3 2716的引脚图 第8章 单片机系统扩展与接口技术 图 8. 4 2716与80

8、31的连接图 第8章 单片机系统扩展与接口技术 由图由图 8. 3可确定可确定2716芯片的地址范围。方法是芯片的地址范围。方法是A10A0从从全全0开始开始, 然后从最低位开始依次加然后从最低位开始依次加 1, 最后变为全最后变为全1, 相当于相当于211=2 048个单元地址依次选通。即个单元地址依次选通。即 第8章 单片机系统扩展与接口技术 7.1.2.3 外部数据存储器的扩展外部数据存储器的扩展 1. 外部数据存储器的扩展方法外部数据存储器的扩展方法图 8. 5 MCS - 51 数据存储器的扩展示意图 第8章 单片机系统扩展与接口技术 图 8.6 扩展6264 静态RAM2. 静态静

9、态RAM扩展扩展 第8章 单片机系统扩展与接口技术 8.2.4 存储器扩展的基本方法存储器扩展的基本方法 1、存储器扩展的基本问题。、存储器扩展的基本问题。1）扩展容量扩展容量：16根地址线最大可扩展到根地址线最大可扩展到64K2）扩展要解决的问题扩展要解决的问题：地址线、扩展芯片在：地址线、扩展芯片在64K范围内所占范围内所占的地址范围的地址范围3）存储器扩展的编址存储器扩展的编址：存储芯片片的选择、片内单元的编址：存储芯片片的选择、片内单元的编址4）选择芯片的方法选择芯片的方法：片选技术：片选技术2、存储器扩展的片选技术、存储器扩展的片选技术一般产生片选有两种方法一般产生片选有两种方法:

10、线选法和译码法线选法和译码法。3 、线选法、线选法线选法用线选法用低位地址线对片内的存储单元进行寻址低位地址线对片内的存储单元进行寻址，所需的地，所需的地址线由片内地址线决定，用余下的址线由片内地址线决定，用余下的高位地址线分别接至芯片高位地址线分别接至芯片的片选端的片选端，以区分各芯片的地址范围。，以区分各芯片的地址范围。第8章 单片机系统扩展与接口技术 例1、要扩展8K容量的外RAM，地址线和片选如下：地址线：地址线：log2(8 K)log2（213）13条条(A12A0)片选线：片选线：余下的余下的A15A13分别接至芯片的片选端。分别接至芯片的片选端。A15A13轮流出轮流出现低电平

11、，可保证出现低电平，可保证一次只选一片。现低电平，可保证出现低电平，可保证一次只选一片。用线选法扩展存储器的缺点用线选法扩展存储器的缺点: 各芯片间地址不连续。而习惯上使用连续地址各芯片间地址不连续。而习惯上使用连续地址,如如24 K范范围地址从围地址从0000H到到5FFFH。 有相当数量的地址不能使用有相当数量的地址不能使用,否则造成片选混乱。否则造成片选混乱。 第8章 单片机系统扩展与接口技术 图 8. 7 用线选法实现片选 第8章 单片机系统扩展与接口技术 各芯片的地址范围如下各芯片的地址范围如下: 第8章 单片机系统扩展与接口技术 4 、译码法、译码法译码法将低位地址总线直接连至各芯

12、片的地址线译码法将低位地址总线直接连至各芯片的地址线,将高位地将高位地址总线经地址译码器译码后作为各芯片的片选信号。址总线经地址译码器译码后作为各芯片的片选信号。 一般使用一般使用2/4译码器、译码器、3/8译码器，对译码器，对P2口高位地址线口高位地址线进行译码，适用于大规模扩展。进行译码，适用于大规模扩展。ABCG2AG2BGY7GNDVccY0Y1Y2Y3Y4Y5Y61 162 153 144 135 126 117 108 9 图 8. 8 3/8译码器的引脚图 第8章 单片机系统扩展与接口技术 例例2 要求用要求用 2764 芯片扩展芯片扩展 8051 的片外程序存储器空间的片外程序

13、存储器空间, 分配的地址范围为分配的地址范围为 0000H3FFFH。 本例采用完全译码方法。本例采用完全译码方法。 (1） 确定片数。确定片数。 因因0000H 3FFFH的存储空间为的存储空间为16 KB, 则则 所需芯片数所需芯片数=实际要求的存储容量实际要求的存储容量/单个芯片的存储容量单个芯片的存储容量 = 16 KB/ 8 KB = 2（片）（片） 第8章 单片机系统扩展与接口技术 (2) 分配地址范围。分配地址范围。 第8章 单片机系统扩展与接口技术 (3) 存储器扩展连接如图存储器扩展连接如图 8. 7 所示。所示。 图 8. 9 采用地址译码器扩展存储器的连接图 第8章 单片

14、机系统扩展与接口技术 例例3: 分析下图分析下图,完成下列各问完成下列各问. 1、下图中外部扩展的数据存储器容量是多少？、下图中外部扩展的数据存储器容量是多少？ 2、下图中三片、下图中三片6264的地址范围分别是多少？的地址范围分别是多少？(地址线未用地址线未用到的位填到的位填1) 3、请编写程序，要求：将、请编写程序，要求：将8051内部内部RAM的的30H3FH中中的内容送入的内容送入6264 1# 的前的前16个单元中。个单元中。第8章 单片机系统扩展与接口技术 第8章 单片机系统扩展与接口技术 1、外部扩展的数据存储器为、外部扩展的数据存储器为3片片8K的的RAM共外扩容量为共外扩容量

15、为24KB。2、) A15 A!4 A13 地址范围地址范围 1# 0 1 1 6000H7FFFH 2# 1 0 1 0A000H0BFFFH 3# 1 1 0 0C000H0DFFFH3、 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0100H MAIN： MOV DPL，#00H MOV DPH，#60H MOV R0，#30H. LOOP： MOV A，R0 MOVX DPTR, A INC R0 INC DPTR CJNE R0，#40H，LOOP RET第8章 单片机系统扩展与接口技术 例4.扩展一片2KB的RAM6116，画出连接图并分析地址范围第8章 单片机系统扩展与接口技

16、术 P2.7P2.7P2.6P2.6P2.5P2.5P2.4P2.4P2.3P2.3P2.2P2.2P2.1P2.1P2.0P2.0P0.P0.7 7P0.6P0.6P0.5P0.5P0.4P0.4P0.3P0.3P0.2P0.2P0.1P0.1P0.0P0.00 01 11 11 11 10 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 17800H7800H7FFFH7FFFH第8章 单片机系统扩展与接口技术 例例5、采用、采用2764（EPROM）和）和6264（RAM）芯片扩展

17、）芯片扩展16KB RAM和和8KB EPROM存储器，分别采用线选法和译码法画出存储器，分别采用线选法和译码法画出连接图并分析每个芯片的地址范围。连接图并分析每个芯片的地址范围。分析：线选法的连接方法；译码法的连接方法！分析：线选法的连接方法；译码法的连接方法！第8章 单片机系统扩展与接口技术 1、线选法、线选法第8章 单片机系统扩展与接口技术 线选法地址分配表线选法地址分配表A15A15A14A14A13A13A12A12A0A0地址范围地址范围276427641 11 10 00 00 0C000HC000HDFFFHDFFFH1 11 10 01 11 1626462641 10 01 10 00 0A000HA000HBFFFHBFFFH1 10 01 11 11 1626462640 01 11 10 00 06000H6000H7FFFH7FFFH0 01 11 11 11 1第8章 单片机系统扩展与接口技术 2、译码法、译码法第8章 单片机系统扩展与接口技术 译码法地址分配表译码法地址分配表A15A15A14A14A13A13A12A12A0A0地址范围地址范围276427640 00 00 00 00 00000H