单片机原理及应用 教学课件 作者 张国锋 主编 第6章 MCS 51单片机系统的扩展.pptVIP

第6章 MCS-51单片机系统的扩展 本章主要介绍MCS-51单片机系统扩展的基本原理和方法，常用器件的选择和应用，常用总线标准和典型接口电路。要求学生掌握单片机系统扩展的原理、方法，并能根据工程要求进行系统扩展。重点在于常用器件的选择和应用，常用总线标准和典型接口电路，单片机系统扩展的基本原理和方法。难点在于存储器地址重叠，灵活运用所学知识根据实际需要进行系统扩展。 本章总体要求： 熟练掌握单片机系统扩展的方法 掌握单片机并行扩展总线 熟悉单片机存储器的扩展 能够独立完成本章作业 本章重点： 存储器设计要点 程序存储器的扩展方法 数据存储器的扩展方法 本章难点： 并行口的扩展 6.1 存储器扩展基础 6.1.1 存储器概述 6.1.2 MCS-51存储器扩展系统的构成 6.1.3 片选方式和地址分配 6.1.4 存储器系统设计要点 6.1.1 存储器概述 单片机存储器包括片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器和片外数据存储器，其中片内的程序存储器和片内数据存储器属于单片机内部结构，当外接程序存储器芯片和数据存储器芯片时，就构成了对单片机存储器的扩展。因此，单片机存储器的扩展实际包括程序存储器的扩展和数据存储器的扩展两个方面。 6.1.2 MCS-51存储器扩展系统的构成 （1）地址总线（AB） （2）数据总线（DB） （3）控制总线（CB） 6.1.3 片选方式和地址分配 产生外围芯片片选信号的方法有三种：线选法、全地址译码法和部分译码法。 系统地址分配：通过适当的地址线产生各外部扩展器件的片选/使能等信号就是系统地址分配。 编址就是利用系统提供的地址总线，通过适当的连接，实现一个编址唯一地对应系统中的一个外围芯片的过程。编址就是研究即系统地址空间的分配问题。 若某芯片内部还有多个可寻址单元，对这部分单元的寻址，则称为片内寻址。 编址的方法：芯片的选择是由系统的高位地址线通过译码实现的，片内寻址直接由系统低位地址信息确定。 6.1.4 存储器系统设计要点 （1）选择合适类型的存储器芯片 （2）工作速度匹配 （3）选择合适的存储容量 （4）合理分配存储器地址空间的分配 （5）合理选择地址译码方式 6.2 程序存储器扩展 6.2.1 常用的程序存储器 6.2.2 程序存储器的扩展 6.2.1 常用的程序存储器 常用的EPROM芯片有2716、2732、2764、27128、27256、27512等，它们的区别是容量大小不同和芯片引脚不同，其存储容量分别是2KB、4KB、8KB、16KB、32KB、64KB。 6.2.2 程序存储器的扩展 1．EPROM扩展电路 2．E2PROM扩展电路 常用的E2PROM芯片有2816/2816A、2817/2817A、2864A等，表6-2为几种型号的E2PROM芯片的性能比较。 6.3 数据存储器的扩展 6.3.1 常用的数据存储器 常用的数据存储器包括SRAM和DRAM，这里仅讨论SRAM与MCS-51的连接。静态RAM，简称SRAM（Static RAM），用于存储现场采集的数据、运算结果等。目前常用的静态RAM芯片有6116（2K×8），6264（8K×8），62256（32K×8）等。 6.3.2 数据存储器的扩展 数据存储器与单片机的扩展连接，除芯片的输出允许信号应与单片机的读写控制信号连接、写允许信号与单片机的信号相连接外，其他信号线的连接与程序存储器基本相同。 6.4 并行口扩展 MCS-51单片机具有四个并行8位I/O口（即P0，P1，P2，P3），原理上这四个I/O口均可用做双向并行I/O接口，但在实际应用中，可提供给用户使用的I/O口只有P1口和部分P3口线及作为数据总线用的P0口。在单片机的I/O口线不够用的情况下，可以借助外部器件对I/O口进行扩展。可资选用的器件很多，方案也有多种。 6.4.1 采用8255扩展I/O口 1．可编程并行口8255A芯片 Intel 8255A芯片是通用可编程并行接口电路，广泛应用于单片机扩展并行I/O口。它具有3个8位并行口PA、PB和PC，一个8位的数据口D0～D7 ，PC口分高4位和低4位。高4位可与PA口合为一组(A组)，低4位可与PB口合为一组(B组) ，PC口可按位置位/复位。40条引脚，DIP封装。引脚图如图6-10所示。 6.4.2 采用8155扩展I/O口 8155A芯片具有256个字节的RAM，两个8位、一个6位的可编程I/O口和一个14位的计数器，与MCS-51接口简单，是单片机应用系统中常用的芯片。 1．8155的引脚功能 8155共有40个引脚，采用双列直插式封装，其引脚图如图6-11所示。 2．8155的寄存器 （1）命令寄存器 （2）状态寄存器