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微机研究性教学二学生：学号：指导教师：日期：2014年12月4日专题设计：存储器扩展题目设计MCS-51存储器扩展题目设计一、设计题目MCS-51存储器的设计二、设计原理1、MCS-51基本组成单元MCS－51是指由美国INTEL公司（对了，就是大名鼎鼎的INTEL）生产的一系列单片机的总称，这一系列单片机包括了好些品种，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的，所以人们习惯于用8051来称呼MCS－51系列单片机，而8031是前些年在我国最流行的单片机，所以很多场合会看到8031的名称。INTEL公司将MCS－51的核心技术授权给了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051为核心的单片机，当然，功能或多或少有些改变，以满足不同的需求，其中89C51就是这几年在我国非常流行的单片机，它是由美国ATMEL公司开发生产的。其基本单元见（图1）。图1MCS-51单片机在一片芯片上继承了一个微型计算机的主要部分，它包括以下几部分：（1）、1个8位微处理器（CPU）。（2）、1个时钟电路。（3）、4KB程序存储器。（4）、256B数据存储器。（5）、2个16位定时/计数器。（6）、64KB扩展总线控制电路。（7）、4个8位并行I/接口P0~P3（8）、1个全双工串行I/O接口。（9）、五个中断源，其中包括两个优级嵌套中断。其内部结构见（图2）图２2、MCS-51单片机的引脚功能说明MCS-51单片机的封装形式有两种，一种是双列直插式封装，另一种是方形封装。其引脚可分为：(1)、电源引脚2根（2）、时钟引脚两根（3）、控制引脚4根（4）、I/O引脚32根由于MCS-51单片机是高性能单片机，同时受到引脚数目的限制，采用引脚复用技术，部分引脚具有第二功能。其引脚图见（图3图3３、MCS-51存储器结构MCS-51单片机采用的是哈佛结构（程序存储器和数据存储器分开）。结构图如下：特点：MCS-51的存储器结构与常见的微型计算机的配置方式不同，他把程序存储器和数据存储器分开，有各自的寻址系统、控制信号和功能。配置：MCS-51的存储器在结构上分为片内数据存储器、片内程序存储器、片外数据存储器和片外程序存储器4个储空间。但从用户使用的角度看，MCS-51的存储器分为3个间。分布图如下所示：三个逻辑空间：片内外统一寻址的64KB程序空间，地址范围为0000H~FFFH.64KB的片内数据存储空间，地址范围为0000H~FFFH。256B的片内数据存储器空间，地址范围为00H~FHMCS-51系列单片机程序存储器分为系统使用区和用户使用区。其中0000H~002AH为系统使用区，其余为用户使用区。系统使用区固定6个地址为特定程序的入口地址，如下：ROM地址　　　　　　　　　　功能分配0000H 　系统复位后的入口，PC指向此处 0003H 　　　　外部中断0服务入口 000BH 　定时器/计数器T0中断服务程序入口 0013H 　　　　　外部中断1服务程序入口 001BH 　定时器/计数器T1中断服务程序入口 0023H 　　　　　串口中断服务程序入口 002BH T2中断服务程序入口4、系统扩展的内容与方法（1）系统的扩展一般有以下几个方面的内容“程序存储器的扩展。数据存储器的扩展输入／输出接口的扩展。（2）系统扩展的基本方法通常，芯片的外部引脚线都可以归属为三总线结构。分别是地址总线、数据总线、控制总线。下面分别介绍这三线：1）数据总线（DB）：用于外围芯片和单片机之间进行数据传递，比如将外部存储器中的数据送到单片机的内部，或者将单片机中的数据送到外部的D/A转换器。在51单片机中，数据的传递是用8根线同时进行的，也就是51单片机的数据总线的宽度是8位，这8根线就被称之为数据总线。数据总线是双向的，既可以由单片机传到外部芯片，也可以由外部芯片传入单片机。 2）地址总线（AB）：如果单片机扩展外部的存储器芯片，在一个存储器芯片中有许多的存储单元，要依靠地址进行区分，在单片机和存储器芯片之间要用一些地址线相连。除存储器之外，其它扩展芯片也有地址问题，也需要和单片机之间用地址线连接，各个外围芯片共同使用的地址线构成了地址总线。地址总线也是公用总线中的一种，用于单片机向外部输出地址信号，它是一种单向的总线。地址总线的根数决定了单片机可以访问的存储单元