单片机存储器扩展

1、单片机存储器扩展第1页，共27页，2022年，5月20日，2点44分，星期二 单片机内资源少，存储器容量小，在进行较复杂过程的控制时，它自身的功能远远不能满足需要。为此，应扩展其功能。 MCS-51单片机的扩展性能较强，根据需要， 可扩展： ROM、RAM； 定时 / 计数器； 并行I / O口、 串行口； 中断系统扩展等。第2页，共27页，2022年，5月20日，2点44分，星期二5.1 MCS-51单片机系统扩展及结构一、8051/8751硬件最小系统对于片内有ROM型单片机，其自身可以构成最小系统 第3页，共27页，2022年，5月20日，2点44分，星期二该系统的资源如下： 4KB R

2、OM，256B RAM； 五源中断系统； 两个十六位加一定时 / 计数器； 一个全双工串行UART； 四个并行I / O口。二、8031硬件最小系统 8031单片机片内无ROM，若要正常工作，必需外配ROM。外接ROM后，P3口、P2口、P0口均被占用，只剩下P1口作I / O口用，其它功能不变。 第4页，共27页，2022年，5月20日，2点44分，星期二图中：/OE 三态门控制端 G 低电平锁存 74LS373或74LS273第5页，共27页，2022年，5月20日，2点44分，星期二三、总线的概念地址总线 AB，P0口提供（A7 A0）； P2口提供（A15 A8），共16位。数据总线

3、DB，P0口提供（D7 D0），共8位。控制总线 CB，ALE 、 、 、 、 等。第6页，共27页，2022年，5月20日，2点44分，星期二5.2 存储器扩展与编址技术一、三总线的连接 1、数据线的连接 P0口的八位线承担此任，此时不用外接上拉电阻。2、地址线的连接 P0口承担地址低八位线，A0 A7； P2口承担地址高八位线，A8 A15。注意：P0口线地址 / 数据分时复用，需用地址锁存器 74LS373或74LS273锁存地址。 第7页，共27页，2022年，5月20日，2点44分，星期二A10 A8A7 A0D7 D0 CB第8页，共27页，2022年，5月20日，2点44分，星期

4、二3、控制线的连接 对存储器来讲控制线无非是：芯片的选通控制、读写控制。 单片机与外部器件数据交换要遵循两个重要原则：地址唯一性，一个单元一个地址。同一时刻，CPU只能访问一个地址，即只能与一 个单元交换数据。 不交换时，外部器件处于锁闭状态，对总线呈浮空状态。第9页，共27页，2022年，5月20日，2点44分，星期二读 / 写：CPU向外部设备发出的读/写控制命令。 EPROM：/OE /PSEN SRAM： /WE /WR /OE /RD 选通：CPU与器件交换数据或信息，需先发出选通信号 /CE或/CS，以便选中芯片。第10页，共27页，2022年，5月20日，2点44分，星期二二、存

5、储器地址编码SRAM6116：“16” 2K8b = 2KB 21210 = 211即6116有11根地址线。地址空间： A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0最低地址： 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0000H 最高地址： 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 07FFH MCS-51单片机寻址范围：64KB 26210 = 216即16位地址线地址空间： A15A14A13A12A11A10A9A8A7A0 单片机 A10A9A8A7A0 6116 25 = 322KB第11页，共27页，2022年，5月20日，2点44分，星期二上式中：“”表示0

6、或1。即单片机地址空间中包含有32个2KB。某片6116占据的是哪2KB不能确定地址浮动。 只有限定A15A11的取值才能确定6116在系统中的地址范围。如，P2.5 = 1 ，选中6116的/CS线。设P2.7 P2.5 P2.4 P2.3假定全为1 则: 6116地址范围是B800H BFFFH。 同理， P27 P25 P24 P23假定全为0 则: 6116地址范围是 0000H 07FFH； 再设P27选中6116 （设P26 P25 P24 P23全为1） 则：地址范围是7800H 7FFFH 第12页，共27页，2022年，5月20日，2点44分，星期二可见：存储器芯片在系统中地

7、址分布由两个因素决定： 一是，芯片本身的地址线（与容量有关） 二是，芯片选通信号的获得方式。扩展存储器时，总是让单片机低位地址与存储器芯片地址线相接；而让单片机剩余的高位地址线（在P2口）常作为片选信号线。这种方法对SRAM、EPROM、扩展I / O芯片、外设同样适用。 P25 = 0时，选中2764；“64” 8K8b = 23210 = 213 A15 A14 A13 A12 A11 A0 23 = 88KB第13页，共27页，2022年，5月20日，2点44分，星期二若取P27 P26均为1；则2764在本系统内地址范围：C000H DFFFH可以。此时6116：D800H DFFFH

8、 2764：C000H DB00H 若6116与2764都用A13 （P25）选中可否第14页，共27页，2022年，5月20日，2点44分，星期二6116与2764在D800H DB00H范围内地址重叠，这是不是违反交换原则呢？不会！因为，6116是SRAM，2764是EPROM。除地址和选通信号外，还有读/写控制信号起作用。RAM /WE /WR /OE /RD ROM /OE /PSEN可用来区分二器件第15页，共27页，2022年，5月20日，2点44分，星期二5.3 程序存储器扩展不用片外译码器的单片程序存储器的扩展（线选法） 例1 试用EPROM2764构成8031的最小系统。 2

9、764是8K8位程序存储器，芯片的地址引脚线有13条，顺次和单片机的地址线A0A12相接。由于不采用地址译码器，所以高3位地址线A13、A14、A15不接，故有23=8个重叠的8 KB地址空间。因只用一片2764，其片选信号CE可直接接地(常有效)。其连接电路如图所示。第16页，共27页，2022年，5月20日，2点44分，星期二第17页，共27页，2022年，5月20日，2点44分，星期二图示连接电路的8个重叠的地址范围为第18页，共27页，2022年，5月20日，2点44分，星期二采用线选法的多片程序存储器的扩展 例2 使用两片2764扩展16 KB的程序存储器，采用线选法选中芯片。扩展连

10、接图如图所示。以P2.7作为片选，当P2.7=0时，选中2764(1)；当P2.7=1时，选中2764(2)。因两根线(A13、A14)未用，故两个芯片各有22=4个重叠的地址空间。它们分别为第19页，共27页，2022年，5月20日，2点44分，星期二用两片2764 EPROM的扩展连接图 第20页，共27页，2022年，5月20日，2点44分，星期二。第21页，共27页，2022年，5月20日，2点44分，星期二采用地址译码器的多片程序存储器的扩展（译码法） 例3 要求用2764芯片扩展8031的片外程序存储器，分配的地址范围为0000H3FFFH。 本例要求的地址空间是唯一确定的，所以要

11、采用全译码方法。由分配的地址范围知：扩展的容量为3FFFH-0000H+1=4000H=16KB，2764为8 K8位，故需要两片。第1片的地址范围应为0000H1FFFH；第2片的地址范围应为2000H3FFFH。 由地址范围确定译码器的连接。为此画出译码关系图如下：第22页，共27页，2022年，5月20日，2点44分，星期二第23页，共27页，2022年，5月20日，2点44分，星期二5.4 数据存储器的扩展例4 采用2114芯片在8031片外扩展1 KB数据存储器。 1K4的静态RAM存储器芯片 第24页，共27页，2022年，5月20日，2点44分，星期二5.5 存储器综合扩展 例5 采用2764和6264芯片在8031片外分别扩展24 KB程序存储器和数据存储器。 扩展连接电路如图所示。从图中可以看出，各有一片2764和一片6264的片选端并接在一根译码输出线上。即有2764和6264芯片相同的地址单元将会同时选通，这不会发生地址冲突，因为两种芯片的控制信号