单片机原理及应用设计 教学课件 作者 白林峰李国厚 主编 孔晓红 副主编 第6章 单片机的系统扩展与接口技术.pptVIP

尚辅网 尚辅网 第6章 单片机的系统扩展与接口技术 单片机（MCU）的芯片内部集成了计算机的基本功能部件，所以一个单片机芯片通常就能构成一个基本的微机系统。对于一些相对简单的应用，单片机不需扩展就能满足要求但在很多应用场合，8051单片机自身的存储器和I/O资源不满足要求，这时就需要进行系统扩展。目前，存储器和I/O口电路使用各种规模的常规或者可编程的芯片。在进行系统展时，就是实现单片机与相应芯片的电路连接和编程使用。下面介绍MCS-51系列单片机的系统扩展与接口技术，并介绍一些常用外围接口电路的组成、工作原理、接口技术和编程方法。 一、系统扩展概述 总线的扩展与驱动 （一）外部总线的扩展 由于受管脚数目的限制，8051单片机没有专用的对外地 址总线和数据总线。 P0口是8位数据总线和低8位地址总线的分时复用口。 在输出地址时，单片机的ALE端变为高电平有效，输出数据时 ALE无效。 （二）总线驱动 系统总线中的地址总线和控制总线都是单向的，数 据总线是双向的。 二、程序存储器的扩展 程序存储器就是用来存放程序代码的，也用于存放常数表。就原理而言，半导体存储器EPROM、EEPROM、PEROM、RAM等都可用作单片机的外部程序存储器。 如果要从ROM中读出程序中定义的表格，需使用下面的查表指令： MOVC A，@A+DPTR MOVC A，@A+PC （一）扩展EPROM型程序存储器 常用的EPROM芯片有2716、2732、2764、27128、27256、 27512等，前两种是24脚DIP封装，后4种是28脚DIP封装。下面 分别介绍各个引脚的意义。 A0～Ai：地址输入端，i＝10～15 O0～O7：数据线，读或编程校验时为数据输出线，编程时 为数据输入端，维持或编程禁止时呈高阻抗 ：片选信号输入端，低电平有效 PGM：编程脉冲输入端 ：读选通信号输入端，低电平有效 Vpp：编程电源输入端，具体数值因芯片型号和厂商而异 Vcc：工作电源输入端，一般接＋5V GND：线路地 （二）扩展EEPROM型程序存储器 EEPROM（Electrically Erasable Read Only Memory）也 称E2PROM，是电可擦除的可编程半导体存储器，掉电后信息不 会丢失。 A0～Ai：地址输入端，i＝10（2816，2817）或i＝12 D0～D7：双向三态数据线 ：片选信号输入端，低电平有效 ：读选通信号输入端，低电平有效 ：写选通信号输入端，低电平有效 Vcc：＋5V电源输入端 GND：线路地 在用EEPROM扩展程序存储器时，其方法同扩展EPROM一样。 8031单片机扩展一片8K的EEPROM芯片2864的连接原理图如图 6-4所示。 （三）扩展PEROM型程序存储器 AT29C256的主要功能特性如下： 存储容量：32KB 读取时间：90ns 可在单一＋5V电压下在线编程（编程前自动擦除） 以64字节为一页的页单位写入操作，片内带64字节的地址 数据锁存 单页写入时间10ms，芯片擦除时间10ms 低功耗：读写电流80mA，维持电流0.3mA 输入/输出与TTL电平及CMOS电平兼容 三、数据存储器的扩展 （一）扩展SRAM型数据存储器 目前常用的静态随机存储器芯片SRAM（Static Random Access Memory）有6116、6264、62128、62256和62512 等。 1.6116与单片机的连线如下： 地址线：A0～A10连接单片机地址总线的A0～A10，即 P0.0～P0.7、P2.0、P2.1、P2.2共11根； 数据线：I/O0～I/O7连接单片机的数据线，即P0.0～P0.7； 控制线：片选端连接单片机的P2.7，即单片机地址总线的最 高位A15;读允许线连接单片机的读数据存储器控制线;写允许 线连接单片机的写数据存储器控制线。 2.片外RAM地址范围的确定及使用 按照图6.5的连线，片选端直接与某一地址线P2.7相连，这 种扩展方法称为线选法。显然只有P2.7=0，才能够选中该 6116，故其地址范围确定如下： （二）扩展EEPROM和PEROM型数据存储器 1.存储器的综合扩展 （1）线选法寻址 线选法是用所需的低位地址线进行片内单元址,而用余下的