MCS-51系列单片机原理及接口技术第2版教学配套课件邹振春第七章单片机接口技术.pdf

第七章 单片机接口技术 7.1 系统扩展概述 7.2 存储器扩展 7.3 I/O 口扩展 7.4 8253及其与单片机接口扩展 7.5 键盘及其接口 7.6 显示接口电路 7.7 A/D、D/A转换及其接口电路 7.1 系统扩展概述 单片机的系统扩展是通过单片机外总线进行的。系统 外总线包括地址总线，数据总线和控制总线。图7-1为 单片机系统外总线结构图。 图7-1 单片机系统总线图 地址总线：51单片机的地址总线为16位，分为高8位地 址线和低8位地址线两部分，高8位地址线由P2 口提 供，低8位地址线由P0 口分时提供。P2 口做地址线时 具有输出锁存功能，输出地址信息能够保留，直到下 一次输出新的地址；P0 口是数据和地址分时复用的端 口，为保留其输出的地址信息，需要在外部加地址锁 存器锁存输出的地址信息。 地址锁存器的控制信号由单片机的地址锁存控制信号 ALE提供，由ALE 的下降沿控制锁存时刻。 数据总线：51单片机的数据总线为8位，由P0 口提 供。当P0 口用做数据总线时是双向且输入三态的通道 口，使用时不必外加其他芯片。 控制总线：对51单片机进行系统扩展时，用到的控制 信号主要有地址锁存信号ALE ，片外程序存储器读信 号，外部数据存储器和I/O 口读写控制信号等。 返回 7.2 存储器扩展 存储器是用来存放程序和数据的。 51单片机的存储器采用哈佛结构，程序存储器和数 据存储器的地址空间是完全独立的，各为64KB， 其控制信号也是相互独立的。 存储器的扩展包括：存储器的地址线与单片机的地址 线间的连接、相应的数据线间的连接以及控制线的连 接等。 ■程序存储器扩展 常用的程序存储器芯片有 ROM(只读存储器) EPROM(电写入、紫外线擦除型存储器) EEPROM(电写入、电擦除型存储器) RAM(静态随机型存储器)等。 程序存储器的扩展是通过外部系统总线进行的。在 扩展时程序存储器的地址线A0～An对应的连接到单 片机的地址总线A0～An上；程序存储器的数据线 D0～D7连接到单片机的P0 口上；程序存储器的输 出允许控制端连接到单片机的片外程序存储器读控 制线上。 图7-2 程序存储器扩展电路 当扩展的程序存储器芯片为一片时，程序存储器的片 选端应当接地；当扩展的程序存储器多于一片时，程 序存储器的地址线、数据线和输出允许控制线的连接 与扩展单片程序存储器时相同，片选信号线不能接地 而应分别连接到由单片机高位地址线经译码器译码产 生的片选信号上。 当单片机内部无程序存储器，单片机的端应接地；当 单片机的片内片外程序存储器同时使用时，应通过上 拉电阻接高电平。 图7-3 访问外部程序存储器的时序图 1.EPROM扩展电路 图7-4 常用EPROM引脚图 典型的EPROM程序存储器扩展电路见图7-5 。 图7-5 典型的EPROM程序存储器扩展电路图 在该图中用一片2764EPROM存储器扩展8KB的程序存 储器，2764 的片选端接地，输出允许端接单片机的上， 程序存储器的地址范围为：0000H～1FFFH共8KB。 2.EEPROM扩展电路 图7-6 EEPROM程序存储器扩展电路联接图 EEPROM是电写入电擦除存储芯片，应用该种芯片 作为程序存储器的扩展电路与用EPROM扩展电路相 同，图7-6为采用两片EEPROM2864A扩展的16KB外 部程序存储器电路联接图。2864(1) 的地址范围为 0000H至1FFFH，2864(2)的地址范围为2000H至 3FFFH，两片加起来一共16KB。 2864A的片选端接到74LS138译码器的输出端Y0 ， Y1上，138译码器的输入端连接到单片机的地址线的 高位P2.5、P2.6、P2.7上。 2864(1) 的地址范围为0000H至1FFFH，2864(2)的 地址范围为2000H至3FFFH，两片加起来一共 16KB。 ■数据存储器扩展 数据存储器是用来存放数据的。 数据存储器扩展时其地址线和数据线的联接方法与程 序存储器扩展的联接方法相同，数据存储器的控制信 号线为数据存储器的读写控制WR和RD。 多片扩展时存储器的片选控制端由单