单片机原理与应用 教学课件 作者 梁炳东 第7章 单片机的IO接口与存储器扩展.pptVIP

第7章 单片机的I/O接口 与存储器扩展 第7章 单片机的I/O接口 与存储器扩展 7.1 I/O接口概述 7.2 存储器扩展 练习题 7.1 I/O接口概述 7.1.1 I/O接口的作用 I/O接口的作用 图7-1 单片机与I/O接口、I/O设备的连接 I/O接口的主要作用 1．锁存数据 2．隔离总线 3．信号转换 4．时序协调 7.1.2 I/O端口的编址 1．对I/O端口单独编址 2．I/O端口和存储器统一编址 I/O端口和存储器统一编址的优点: 7.1.3 I/O接口的数据传送方式 1．无条件传送 2．条件传送 3．中断传送 4．DMA（直接存储器存取）传送 【项目应用】 7.2 存储器扩展 7.2.1 ROM的扩展 1．常用的ROM芯片 （1）UVEPROM存储器 表7-1 常见UVEPROM芯片的主要技术特性 图7-2 几种UVEPROM芯片的引脚分布图 各引脚的功能 : 各引脚的功能 : 各引脚的功能 : （2）E2PROM存储器 表7-2 常见E2PROM芯片的主要技术特性 图7-3 2864A的引脚分布 各引脚的定义: 2．ROM芯片与单片机的连接 图7-4 8031与2764通过全译码方式连接 图7-5 8031与2764通过线选译码方式连接 （1）数据总线的连接 （2）地址总线的连接 （3）控制总线的连接 3．ROM芯片的地址译码方式 （1）全译码方式 全译码方式说明： （2）部分译码方式 （3）线选译码方式 线选译码方式说明 4．片外ROM的操作时序 片外ROM的操作步骤说明 7.2.2 RAM的扩展 1．常用的RAM芯片 表7-3 常用RAM芯片的主要技术指标 表7-4 常用RAM芯片的工作方式 图7-7 常用RAM芯片的引脚定义 引脚的说明: 2．RAM芯片与单片机的连接 连接说明： 3．片外RAM的操作时序 图7-9 读片外RAM的时序 图7-10 写片外RAM的时序 时序说明 ： 7.2.3 存储器扩展的注意问题 1．存储器芯片种类的选择 2．工作速度的匹配 3．存储容量的确定 4．存储器地址的分配 【项目应用】 练习题 练习题 MCS-51单片机对扩展的片外RAM进行读、写操作的时序如图7-9和图7-10所示。 MCS-51系列单片机访问片外RAM时，使用的是MOVX类指令，该类指令属于单字节双周期指令。由图7-9和图7-10可以看出其操作步骤如下： （1）在ALE信号第一次有效至第二次有效前，所进行的操作与片外ROM的操作类似。 CPU将在 信号有效期间，从被选通的片外ROM单元中读出指令操作码，并从P0口输入到CPU中的指令寄存器。当然，若程序不是存放在片外ROM，则指令操作码将从片内ROM中读取。 （2）在ALE第二次有效后，P0口输出片外RAM的低8位地址，并在ALE负跳时，被锁存在地址锁存器中；P2口输出片外RAM的高8位地址并保持不变。 （3）CPU根据指令译码结果识别是“读片外RAM”还是“写片外RAM”，从而进行读/写操作。 ? 如果是读片外RAM指令，CPU控制读信号有效，将选中的片外RAM单元中的数据从P0口读入累加器A中。 ? 如果是写片外RAM指令，则写信号有效，将累加器A中的数据从P0口写入选中的片外RAM单元中。 1．存储器芯片种类的选择 2．工作速度的匹配 3．存储容量的确定 4．存储器地址的分配 只读存储器ROM有掩模ROM、PROM和EPROM等3种。由于掩模ROM是依靠芯片生产厂家使用掩膜工艺写入信息，PROM是通过用户烧断芯片中的熔丝写入信息，所以两者均是一次性写入的ROM，一旦写错无法更改。 前面介绍的UVEPROM和E2PROM都属于EPROM类型，用户可以多次擦/写，因此，对于研发中小批量生产的单片机系统，应采用EPROM。 随机存取存储器RAM分为静态RAM和动态RAM两类。若所需扩展的RAM容量较小，可采用静态RAM，因为静态RAM不需刷新电路，可简化硬件电路设计；若所需扩展的RAM容量很大，则可采用动态RAM，以降低生产成本。 为了使单片机和外部存储器同步、可靠工作，单片机的访存时间必须大于所扩展的外部存储器的最大存取时间。 其中，单片机的访存时间是指单片机向外部存储器发出地址码和读写信号到从P0口选通读出数据或保持写入数据所需的时间，与单片机使用的晶振频率有关。 根据单片机实际应用系统的实时数据和应用程序的大小决定所需扩展的存储器容量，所需的存