第八章 单片机系统的扩展

1、第八章，单片机系统的扩展，本章主要介绍51系列单片机系统的扩展问题，介绍以下具体内容：系统扩展的含义，单片机系统的地址总线和数据总线，常见的系统扩展电路示例，8 单片机与对应芯片的接口电路连接(即地址总线、数据总线、控制总线)、系统扩展的含义、单片机的三总线结构、地址总线：从P2端口提供上位8位地址线，输出闩锁因为P0端口时多路复用需要施加地址锁存，保持低位8位的地址信息。 数据总线：由P0端口提供，双向、输入三状态控制的通道端口。 控制总线：扩展时常用的控制信号ALE、片上程序存储器地址信号PSEN及数据存储器RAM和外围接口共用的读取控制信号RD和WR、扩展内容： 1、外部程序存储器的RO

2、M/EPROM的扩展2、外部数据存储器RAM的扩展输入输出接口的扩展允许单片机与外围设备交换信息4、受管设备(定时器/计数器、中断优先编码器等功能)的扩展路径： 1、使用TTL小规模集成电路的扩展方法2、英特尔MCS-80/使用85微处理器外围芯片进行扩展3、为MCS-48系列机设定的程序内存的作用-存储程序代码和常数表进行扩展时使用的芯片-一般只读型内存芯片(EPROM、E2PROM、ff 扩展电路连接- -通过eprom 2732扩展程序内存。 内存地址分析-单片机输出什么样的地址值，可以指向内存中的某个单元。 扩展的8-2程序内存、2732-4K EPROM、2732引导功能、或在扩展时

3、使用的芯片，扩展电路连接数据总线的连接： P0.0-P0.7(数据总线)- -。 a8- A11控制总线的连接： PSEN (程序内存许可，即读取命令)- OEA lled扩展时只要去除a 11和P23之间的连接线即可，锁存器373、内存地址分析-单片机8031 p2.3p2.0p0.7p0.0(2732 a 11 a 10 a9a6a4a1a0)单元0000000 (0000 h ) 00000000001 (0001 h ) 00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

4、00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 4 .如从111111 (0f ffh )4k-1可以看出的那样，当单片机输出地址0000H0FFFH时，根据2732个第04K-1单元，即根据上述电路选择扩展后的4k存储器的地址程序内存的作用、扩展电路连接、内存地址分析、程序内存的扩展、数据内存的作用-存储数据、可改写扩展时使用的芯片的内存地址分析-单片机输出什么样的地址值扩展的8-3数据内存，6116-2K SRAM，、aam 6116端子功能， 扩展电路连接，数据总线连接： P0.0P0.7(数

5、据总线)-d0d 7地址总线控制总线连接： RD (读取外部数据) - 使能端子g、锁存器373、锁存器373、锁存器373、锁存器373、锁存器373、锁存器373、锁存器373、锁存器373、锁存器373、锁存器373、锁存器373、锁存器373、锁存器373 单片机正在输出什么样的地址值：、内存地址分析-单片机正在输出什么样的地址值。 指向存储器中的某个单元，包括8031 P2.7 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.0选择单元(6116 ce a 10 a8a7a5a1a0)0x xx 000000000 (0000 h )0x 00000 x 0000001 (0001 h

6、 )1x 000000 2 xx 0000000000000000000001(0003 h )3xx 000000000000 (0004 h )4.0xx 1111 (07 ffh )2k-1可见，单片机输出地址0000H07FFH时在扩展电路连接、内存地址分析、数据内存扩展、方面，请注意，与扩展程序内存相比，在内存芯片可写入的静态RAM芯片中，存在读写控制管脚OE和WE。 2 )单片机输出的对数据存储器的读写控制信号分别为RD (不是读取程序存储器时的PSEN )和WR。 对于、8-4残奥级I/O端口的扩展，只需选择74LS系列的TTL电路或MOS电路，即可根据“输入三状态，输出锁存器”

7、连接到总线的原则，构成简单的扩展I/O端口。 例如用8比特的三状态缓存器74LS244构成输入端口，用8D锁存器74LS244、74ls 373、74ls 377等构成输出端口。 图(1)显示了简单的输入输出端口扩展电路。 扩展多个输入输出端口时，可以采用图(2)所示的连接方法。图(1)简单I/O扩展接口、图(2)简单I/O扩展接口、MCS-51单片机串行端口以方式0动作时，使用移位寄存器芯片扩展一个或多个8位残奥电平I/O端口该方法可以节省单片机硬件开销，而无需占用芯片外的RAM地址。 缺点是操作速度慢，扩展芯片越多，速度越慢。 图3 (3)和图4 (4)分别示出通过串行端口增加2个(使用7

8、4LS165位残奥电平输入端口和2个(使用74LS164位残奥电平输入端口的接口电路。 8-5用串行I/O端口扩展，图(3)用串行端口扩展残奥电平输入端口，图(4)用串行端口扩展残奥电平输出端口，8-6 A/D，D/A的扩展，1 )根据A/D转换原理，4种：计数方式逐次近似式A/D转换器是高速且高精度的转换器，其转换时间处于几微秒到几百微秒之间。 这种常用的芯片是： (1) ADC0801ADC0805型8位MOS型A/D转换器。 (2) ADC0808/0809型8位MOS型A/D转换器(3) ADC0816/0817型8位MOS型A/D转换器，量化间隔和量化误差是A/D转换器的主要技术指标

9、之一。 量化间隔根据下面的公式校正：或A/D转换器的比特数)。 量化误差有两种表示方法：一种是绝对量化误差，另一种是相对量化误差。绝对量化误差，2，典型A/D转换器芯片ADC0809概述，ADC0809内部结构，ADC0809管脚图，地址码和输入通道的对应关系，ADC0809时序图，3，ADC0809和8031接口电路，1 设定数据区域的开头地址MOV DPTR、7FF8H； P2.7=0、点通道0 movr 7，08h； 设定通道数LP1: MOVX DPTR，a； 启动A/D变换movr 6，0 ah； 软延迟DALY: NOP NOP NOP、NOP NOP DJNZ R6、DALY M

10、OVX A、DPTR 读取变换结果MOV R1，a。 保存数据INC DPTR； 下一信道INC R1； 修改数据区域指针DJNZ R7，LP1； 8个频道都取样完毕了吗？ 2 .中断方法，ADC0809中断方法把ADC0809作为外部扩展的残奥电平I/O端口，并且直接用8031的P2.0和WR脉冲启动。 其端口地址为0FEFFH。 用中断方式读取转换结果的数字量，模拟输入通道选择端子ADD A、ADD B、ADD C分别与8031的P0.0、P0.1、P0.2直接连接，CLK由8031的ALE供给。 该读出通道0变换后的数字容量块包括以下的：ORG 1000H INADC: SETB IT1

11、； 以INT1为边缘触发的SETB EA； 打开中断INT1 SETB EX1，MOV DPTR，0FEFFH； 端口地址DPTR MOV A，00H； 0声道输入MOVX DPTR，a； 启动输入org 0013 hajmppint1pint 1: mov dptr，0FEFFH； 端口地址DPTR MOVX A、DPTR； 读出IN0的变换结果MOV 50H，a。 50H单元MOV A、00H MOVX DPTR、a； 启动A/D，IN0频道输入和转换RETI； 2 )关于D/A转换器接口、1、D/A转换器的性能指标(1)分辨率。 分辨率涉及输入数字量的位数，这是对D/A转换器对输入量的变化的敏感程度的描述。 当数字量的位数由n表示时，D/A转换器的分辨率变为2-n。 (2)制作时间。 设置时间是描述D/A转换速度的关残奥仪表，具体而言，是从输入数字量变化到输出达到最终值误差的1/2LSB (最低位比特)所需的时间。 转换速度通常以创建时间表示。 (3)接口形式。 D/A转换器有两种类型： 一种不带闩锁，另一种带闩锁。 在无锁