第八章MCS单片机存储器扩展

1、第八章第八章 MCS-51MCS-51单片机单片机存储器的扩展存储器的扩展8.1 MCS-518.1 MCS-51单片机存储器扩展的概述单片机存储器扩展的概述8.2 8.2 程序存储器的扩展程序存储器的扩展8.3 8.3 数据存储器的扩展数据存储器的扩展8.4 8.4 扩展外部存储器的综合设计举例扩展外部存储器的综合设计举例 8.1 MCS-518.1 MCS-51单片机扩展的概述单片机扩展的概述系统扩展的含义 单片机中虽然已经集成了CPU、I/O口、定时器、中断系统、存储器等计算机的基本部件（即系统资源），但是对一些较复杂应用系统来说,有时感到以上资源中的一种或几种不够用，这就需要在单片机芯

2、片外加相应的芯片、电路，使得有关功能得以扩充，称为系统扩展（即系统资源的扩充） 接口的含义：接口的含义： 接口是连接单片机与外围电路、芯片、设接口是连接单片机与外围电路、芯片、设备（如备（如I/OI/O设备、设备、A/DA/D、D/AD/A设备）的中间环节。设备）的中间环节。接口牵涉到包括外围电路、设备、芯片的结构、接口牵涉到包括外围电路、设备、芯片的结构、使用方法、时序要求；单片机本身的硬件、软使用方法、时序要求；单片机本身的硬件、软件资源等很多问题。件资源等很多问题。 接口技术要解决系统扩展时单片机与相应接口技术要解决系统扩展时单片机与相应芯片的接口（如地址总线、数据总线、控制总芯片的接口

3、（如地址总线、数据总线、控制总线的连接）与编程问题。线的连接）与编程问题。系统扩展和接口技术一般有以下几方面内容：系统扩展和接口技术一般有以下几方面内容：1.1.外部总线的扩展外部总线的扩展2.2.外部存储器的扩展外部存储器的扩展3.3.输入、输出接口的扩展输入、输出接口的扩展4.4.管理功能部件（如定时管理功能部件（如定时/ /计数器、键盘计数器、键盘/ /显示器显示器等）的扩展等）的扩展5.A/D5.A/D和和D/AD/A的接口技术的接口技术 外部总线的扩展外部总线的扩展 一、一、 外部总线的扩展外部总线的扩展 图图 8.1 MCS - 518.1 MCS - 51外部三总线示意图外部三总

4、线示意图 图图 8.2 地址锁存器的引脚和接口地址锁存器的引脚和接口 常用的地址锁存器常用的地址锁存器3.3.地址锁存器的原理地址锁存器的原理74LS373是是51系列单片机最常用的低八位地址锁存器系列单片机最常用的低八位地址锁存器74LS373、8282功能锁存 输出允许输出G(STB)OEQi10Di0不变1Z扩展使用的三总线扩展使用的三总线地址总线： P0低8位 P2高8位数据总线： P0控制总线： RD(读)、 WR(写 )、 ALE(地址锁存允许)、 PSEN(外部程序存储器读选通) 程序存储器的扩展要解决的几个问题：程序存储器的扩展要解决的几个问题： 程序存储器的作用程序存储器的作

5、用 存放程序代码或常数表格存放程序代码或常数表格 扩展时所用芯片扩展时所用芯片 一般用只读型存储器芯片（可以是一般用只读型存储器芯片（可以是 EPROMEPROM、E E2 2PROMPROM、 FLASHFLASH芯片等）芯片等） 扩展电路连接扩展电路连接用用EPROM 2716EPROM 2716、27322732等扩展程序存储器等扩展程序存储器 存储器地址分析存储器地址分析单片机输出什么地址值时，可以指向单片机输出什么地址值时，可以指向 存储器中的某一单元存储器中的某一单元8.2 8.2 外部程序存储器的扩展外部程序存储器的扩展图图 8.3 MCS - 51 8.3 MCS - 51 单

6、片机程序存储器的扩展单片机程序存储器的扩展 1. 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 2. EPROM2. EPROM扩展芯片扩展芯片图图 8.4 2716的引脚图的引脚图 2716容量：容量： 2K*8位位2716 2716 有五种工作方式有五种工作方式, , 见下表见下表 2716工作方式选择 图 8.5 2716与8031的连接图 由图8.5可确定2716芯片的地址范围。方法是A10A0从全0开始, 然后从最低位开始依次加1, 最后变为全1, 相当于211=2048个单元地址依次选通, 称为字选。即 地址与单元是多对一的关系 2764(8K)/27128(16K) /

7、27256(32K)2764(8K)/27128(16K) /27256(32K)Vpp VccVpp VccA12 PGMA12 PGMA7 NCA7 NCA6 A8A6 A8A5 A9A5 A9A4 A11A4 A11 A3 OEA3 OEA2 A10A2 A10A1 CEA1 CEA0 D7A0 D7D0 D6D0 D6D1 D5D1 D5D2 D4D2 D4GND D3GND D32764Vpp VccVpp VccA12 PGMA12 PGMA7 A13A7 A13A6 A8A6 A8A5 A9A5 A9A4 A11A4 A11 A3 OEA3 OEA2 A10A2 A10A1 CE

8、A1 CEA0 D7A0 D7D0 D6D0 D6D1 D5D1 D5D2 D4D2 D4GND D3GND D327128Vpp VccVpp VccA12 A14A12 A14A7 A13A7 A13A6 A8A6 A8A5 A9A5 A9A4 A11A4 A11 A3 OEA3 OEA2 A10A2 A10A1 CEA1 CEA0 D7A0 D7D0 D6D0 D6D1 D5D1 D5D2 D4D2 D4GND D3GND D3272563. 27643. 2764与与MCS51MCS51的连接的连接1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate

9、:8-Apr-2004 Sheet of File:F:我 的 工 作 教 学 新 建 文 件 夹 电 子 设 计 大 赛 .DdbDrawn By:EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10VCC40GND20U?89C51+5+5VCRYSTAL20P20P200KRE

10、S21N4148DIODE22uCAP12U?A7406+5V4.7KRES2复 位SW-PBD03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11U?74ALS373A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A1021A1123A122CE20OE22PGM27VPP1D011D112D213D315D416D517D618D719U?27648.3 8.3 数据存储器的扩展数据存储器的扩展一一. .随机读写存储器随机读写存储器RAMRAM的扩展的扩展 数据存储器一般采用RAM芯片，这种存储器在电

11、源关断后，存储的数据将全部丢失。 RAM器件有两大类： 动态RAM（DRAM），一般容量较大，易受干扰 静态RAM（SRAM），在工业现场常使用SRAMSRAMSRAM的引脚的引脚 6264 6264 逻辑图逻辑图 6264 6264 引脚图引脚图型号：6264 前两位数62, 表示SRAM 后两位648=8k字节容量 62256 2568=32k 字节容量6264 管脚图 I/O 07：数据线A0A12：地址线CE1、CE2：片选线OE：输出使能WE：写入使能VCC、GND：电源NC：未使用6264的工作方式 6264扩展 6264的8KB地址范围不唯一（因为A14A13可为任意值）, 60

12、00H7FFFH是一种地址范围。当向该片6000H单元写一个数据DATA时, 可用如下指令: MOV A, DATA MOV DPTA, 6000H MOVX DPTR, A从FFFH单元读一个数据时, 可用如下指令: MOV DPTR, 7FFFH MOVX , DPTR 1.1.线选法线选法 微型机剩余高位地址线直接连接各存储器片选线2.2.译码片选法译码片选法 微型机剩余高位地址线通过地址译码器输出片选信号 多片存储器芯片组成大容量存储器连接常用片选方法三、地址译码的方法三、地址译码的方法 多片存储器芯片的扩展多片存储器芯片的扩展1. 1. 线选法寻址线选法寻址 线选法使用P2、P0 口

13、的低位地址线对每个芯片内的统一存储单元进行寻址，称为字选。所需地址线数由每片的存储单元数决定，对于8K8容量的芯片需要13根地址线A0A12。 将余下的高位地址线分别接到个存储芯片的片选端CS，称为线选。图 8.13 用线选法实现片选 利用线选法，用3片2764A 扩展24K8位EPROM的电路图：各芯片的地址范围如下各芯片的地址范围如下: : 2 2译码片选法译码片选法 3-8 地址译码器：74LS138C C、B B、A A分别接分别接A15A15、A14A14、A13A13Y Y0 0、Y Y1 1、Y Y2 2分别连接三片存储器的片选端分别连接三片存储器的片选端CECE0 0、CECE

14、1 1、CECE2 2各片存储器芯片分配地址：A13A14A15 +5V A Y0 B Y1 C Y2 G1 G2A.B Y774LS138CE0CE1CE2CE7：0000H1FFFH：2000H3FFFH：4000H5FFFH芯片 片选 地址范围 C(A15) B(A14) A(A13) A12A0 0# 0 0 0 0 0 0000H 1 1 1FFFH 1# 0 0 1 0 0 2000H 1 1 3FFFH 2# 0 1 0 0 0 4000H 1 1 5FFFH 7# 1 1 1 0 0 0E000H 1 1 1 1 1 0FFFFH 1234ABCD4321DCBAEA/VP31

15、X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10U?8031A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A1021A1123A122CE20OE22PGM27VPP1D011D112D213D315D416D517D618D719U?2764A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A1021A1123A122CS120CS226WE27OE22D011D112D213D315D416D51