第9章单片机外部存储器扩展

程序存储器ROM的扩展数据存储器RAM的扩展存储器扩展编址技术第

章

外部存储器扩展本章内容SingleChipMicrocomputer9存储器及其扩展概述9.1存储器及其扩展概述9.1.1存储器基本概念存储器的一个重要指标：容量存储器的容量是指每个存储器芯片所能存储的二进制数的位数。存储器容量表示方法：单元数X单元中的位数8kX8地址线：？

数据线：？

单元数：？

单元中的位数：？1388k89.1存储器及其扩展概述9.1.1存储器基本概念随机读写存储器（RAM）典型芯片6116容量：？2kX86264容量：？8kX89.1.1存储器基本概念EPROM和EEPROM典型芯片2716、2816：2kX89.1.1存储器基本概念系统总线地址总线数据总线控制总线由P2口提供高8位地址线,由P0口经地址锁存器提供低8位地址线。由P0口提供8位数据总线。ALE:地址锁存信号,用以实现对低8位地址的锁存。

:片外程序存储器取指信号。

:片外数据存储器读信号。

:片外数据存储器写信号。9.1.2MCS-51存储器扩展三总线VCCVSSXTAL2

XTAL1RSTP0.0

P0.1

P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P1.0

P1.1

P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0ALEP3.0

P3.1

P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7EAPSENRXD/

TXD/

INT0/INT1/

T0/

T1/

WR/

RD/1

2

3

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10111213141516171819

2040

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313029282726252424222180318051875189C5189S51单片机的三总线结构形式

51单片机P0口是数据线和低8位地址线复用口，为了将它们分离出来，需要外加地址锁存器，构成片外三总线，见下图。9.1.2MCS-51存储器扩展三总线1

2

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9

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15EPROM27641

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15EPROM27641

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31302928272625242422211

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15RAM62641

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15RAM6264

80318751805189C5189S51片内RAM片内ROM256B（字节）4K64K64K9.1.3MCS-51单片机的存储器结构9.2存储器扩展编址技术存储器扩展的核心问题是存储器的编址问题。所谓编址就是给存储单元分配地址。也就是将地址线进行适当连接，使得存储器中每一个存储单元都对应一个地址。存储器芯片的选择有两种方法:线选法和译码法。

1.线选法直接以系统的地址线作为存储器芯片的片选信号。

线选法接线：用低位地址线直接连至各芯片的地址线，用余下的高位地址线分别接至芯片的片选端。例1:在8051单片机上扩展1片6264..A12A11A10A9A8A7A06264D7D0RDWRCEP2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.78051P0.0ALERDWRP2.59.2存储器扩展编址技术D7Q7373D0GQ013根地址线8根数据线控制线硬件电路接线后，如何确定扩展芯片的地址范围？地址译码关系图-------------0XXA15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0①“-”表示片内地址；②“X”表示地址线未用，取值为0或1；

当A15A14为00时，所占用地址为0000000000000000～0001111111111111，即0000H～1FFFH。

例2:扩展三片6116（2K）存储芯片，试用线选法给出接线图和地址。低位地址线：P0.7~P0.0--A7~A0，P2.2~P2.0--A10~A8， 连接芯片片内11根地址线；高位地址线：P2.5、P2.4、P2.3--A13、A12、A11，作3片的片选线，余下：P2.7、P2.6不用 扩展接线结构图P2.7、P2.6不用，取00则三片的地址范围是：1号片 3000H~37FFH 2号片 2800H~2FFFH 3号片 1800H~1FFFH -----------011XXA15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0-----------101XX-----------110XX片1片2片32.译码法所谓译码法就是使用地址译码器对系统的片外地址进行译码，以其译码输出作为存储器芯片的片选信号。译码法接线：将低位地址线直接连至各芯片的地址线,将高位地址线经地址译码器译码后作为各芯片的片选信号。常用的译码器芯片：74LS138（3-8译码器）74LS139（双2-4译码器）74LS154（4-16译码器）。可根据设计的要求，选择译码器芯片。3-8地址译码器：74LS138例3：扩展三片6116（2K）存储芯片，试用3/8译码法给出接线图和地址。低位地址线：同前P0口A7~A0，P2口A10~A8，连接片内11根地址线高位地址线：P2口A13、A12、A11，作为3/8译码器C、B、A三端输入，利用3/8译码器输出端Y0、Y1、Y2三个信号作为3片芯片的片选。 扩展接线图（部分译码）P2.5P2.3P2.4P2.7、P2.6不用，取00则三片的地址范围是：1号片 0000H~07FFH 2号片 0800H~0FFFH 3号片 1000H~17FFH -----------000XXA15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0-----------100XX-----------010XX片1片2片3C

BA

线选法芯片地址1号片3000H~37FFH2号片2800H~2FFFH3号片1800H~1FFFHP2.7、P2.6不用，取01则三片的地址范围是：1号片 4000H~47FFH

2号片 4800H~4FFFH

3号片 5000H~57FFH

P2.7、P2.6不用，取10则三片的地址范围是：1号片 8000H~87FFH

2号片 8800H~8FFFH

3号片 9000H~97FFH

P2.7、P2.6不用，取11则三片的地址范围是：1号片 A000H~A7FFH

2号片 A800H~AFFFH

3号片 B000H~B7FFH

P2.7、P2.6不用，取00则三片的地址范围是：1号片 0000H~07FFH

2号片 0800H~0FFFH

3号片 1000H~17FFH

共占用了4组地址，相当于每个存储单元有4个地址。-----------000XXA15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0-----------100XX-----------010XX片1片2片3C

BA 扩展接线图（全地址译码）P2.5P2.3P2.4P2.6P2.7则三片的地址范围是：1号片 8000H~87FFH 2号片 8800H~8FFFH 3号片 9000H~97FFH -----------00001A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0-----------10001-----------01001片1片2片3C

BA每个存储单元只有1个地址。9.3程序存储器的扩展1.程序存储器扩展用典型芯片2764A12~A0:13位地址线。

D7~D0:8位数据线。

:片选信号，低电平有效。

:输出允许信号，当它为“0”时，输出缓冲器打开，被寻址单元的内容被读出。

2764引脚图2.程序存储器扩展举例9.3程序存储器的扩展两片程序存储器扩展连接图

地址范围为片1：0000H~1FFFH；片2：8000H~9FFFH。是部分译码，有2根地址线未接，1个单元要占用4个地址号。9.3程序存储器的扩展XXXXXXXXXXXXX..0A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0XXXXXXXXXXXXX..1片1片2P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0用2764芯片扩展

8031的片外程序存储器空间,分配的地址范围为

0000H~3FFFH。要求：采用完全译码的方法,即所有地址线全部连接,每个单元只占用唯一的1个地址。求（1）需要几片2764；（2）给出每片的地址范围；（3）画出接线图

片数=

(末地址-首地址)+1芯片单元数

=(3FFFH-0000H)+12000H

=

4000H2000H

=2(片)

2.程序存储器扩展举例9.3程序存储器的扩展①确定片数(位相同)②分配地址范围:第1片所占用的地址范围为:

0000000000000000=0000H……

0001111111111111=1FFFH第2片所占用的地址范围为:

0010000000000000=2000H……

0011111111111111=3FFFH2.程序存储器扩展举例9.3程序存储器的扩展③画出地址译码关系图:2.程序存储器扩展举例9.3程序存储器的扩展XXXXXXXXXXXXX000A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0XXXXXXXXXXXXX100片1片2P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0④设计外译码电路:

本例只介绍采用译码器芯片的设计方法，现采用3-8译码器74LS138。片外译码只有3根线(P2.7,P2.6,P2.5)，分别接至译码器的C、B、A输入端。控制端G1，，

不参与译码。采用地址译码器扩展程序存储器的连接图8858⑤画出存储器扩展连接图:1.数据存储器扩展用典型芯片62646264是8K×8位的静态数据存储器芯片，为28引脚双列直插式封装。9.4数据存储器扩展所占用的地址为：第1组

4000H～5FFFH(A13=0)第2组

6000H～7FFFH(A13=1)2.数据存储器扩展举例9.4数据存储器扩展XXXXXXXXXXXXX.10A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0用6264芯片扩展

8051的片外数据存储器空间,分配的地址范围为

4000H~7FFFH。要求：采用完全译码的方法,即所有地址线全部连接,每个单元只占用唯一的1个地址。求（1）需要几片6264；（2）给出每片的地址范围；（3）画出接线图。

片数=

(末地址-首地址)+1芯片单元数

=(7FFFH-4000H)+12000H

=

4000H2000H

=2(片)

2.数据存储器扩展举例9.4数据存储器的扩展①确定片数(位相同):

②分配地址范围:第1片所占用的地址范围为:

0100000000000000=4000H……

0101111111111111=5FFFH第2片所占用的地址范围为:

0110000000000000