单片机6第六章系统扩展分解.ppt

单片机原理及应用 北京化工大学 信息科学与技术学院 主讲教师：郭青 E-mail: guoqing@mail.buct.edu.cn 第六章单片机系统的扩展 对于简单的应用场合，80C51的最小系统就能满足要求；对于复杂的应用场合，就需要利用单片机的扩展功能，构成功能强，规模较大的系统。 系统扩展是指单片机内部各功能部件不能满足应用系统要求时，在片外连接相应的外围芯片以满足应用系统要求。 外部程序存储器ROM / EPROM的扩展 外部数据存储器RAM的扩展 I/O接口的扩展 中断系统扩展 其它特殊功能扩展 扩展内容 第六章 单片机系统的扩展 一、80C51的总线结构 当单片机进行外部并行扩展时，其外部连线就成为一般微型机的三总线结构形式 6.1 概述 扩展方法 利用三总线结构 利用SPI三线总线和I2C双总线 80C51总线结构 ALE：当访问外部存储器时，ALE信号的负跳变将P0口上的低8位地址送入地址锁存器 二、外部串行扩展性能（略） 控制总线作用简述 一、外部程序存储器的扩展 单片微机的内外程序存储器最大可扩展至64KB 扩展芯片可采用EPROM 1、扩展的基本方法 地址线、数据线对应相连 单片机的PSEN线与扩展芯片的MEMR（OE）线相连 扩展芯片的片选线可接地或与线性选择线或译码输出线相连 ALE与地址锁存器选通相连 EA接地或接+5V 6.2 单片机的外部并行扩展 程序存储器扩展框图 EA接地，外部程序存储器地址从0000H开始 2、锁存器 74HC373：锁存缓冲器 74HC373真值表 74HC373逻辑图 单片机外部程序存储器取指 操作时序 P2口连续输出PC高8位地址，剩余位线不能再作为I/O口使用 80C51扩展2732为程序存储器 2732 4K×8位EPROM 12位地址线 8位数据线 片选线CE 输出允许端OE EA上拉到+5 V PC小于0FFFH时， 访问片内程序存储器； PC大于0FFFH时， 访问片外程序存储器2732。 80C31扩展两片8 K×8位片外程序存储器 2764地址范围 P2.5=0, 选中片1：0000H～1FFFH P2.5=1, 选中片2：2000H～3FFFH 1、扩展概述 最大可扩展64K字节，连接方法与程序存储器连接方法大致相同 地址线、数据线对应相连 存储器读输入RD与单片机读输出RD（P3·7）相连 存储器写输入WR与单片机写输出WR（P3·6）相连 ALE连接方法同程序存储器 二、外部数据存储器扩展 MOVX A, @DPTR 和 MOVX @DPTR,A 操作时序 s1 s2 s3 s4 s5 s6 s1 s2 s3 s4 s5 s6 PCH DPH PCL 指令 DPL 数据输入 数据输出 机器周期1 机器周期2 XTAL1 ALE PSEN P2 P0 RD P0 WR PCL 指令 DPL MOVX A, @Ri 和 MOVX @Ri, A 操作时序 2、扩展片外数据存储器的硬件电路 在80C51的扩展系统中，片外数据存储器一般由随机存取存储器组成，最大可扩展64 KB 由于面向控制，实际上扩展的容量都不会太大，一般采用静态RAM，如6116（2 K×8位）和6264（8 K×8位） 地址锁存器与扩展程序存储器时一样，采用8D锁存器74HC273或锁存缓冲器74HC373 扩展片外数据存储器的硬件电路 静态数据存储器（6116） 常用的静态数据存储器： 6116（2K＊8）； 6264（8K＊8） 静态数据存储器的特点： 1）无需考虑保持数据而设置的刷新电路，扩展电路简单 2）通过有源电路来保持存储器中的数据，消耗较多功率 3）价格高 6116，采用CMOS工艺制作，单一＋5V电源，额定功耗160mw，典型存取时间为200ns，24线双列直插式封装。 操作方式 操作方式 CE OE WE IO0－－IO7 写 L H L Din 读 L L H Dout 未选中 H 任意 任意 高阻 写 L L L Din 6116引脚及逻辑符号 1 24 12 13 扩展2K＊8位