04单片机系统扩展技术课件.pptVIP

第4章 单片机系统扩展技术;MCS－51单片机外部总线的扩展 存储器扩展技术 并行I/O口扩展技术 串行I/O口扩展技术 A/D、D/A转换器接口 本章小结 习题; 单片机本身的I/O口可以实现简单的I/O操作，但其功能十分有限。因为在单片机本身的I/O口电路中，只有数据锁存和缓冲功能，而没有状态寄存和命令寄存功能，难以满足复杂的I/O操作要求。因此，往往需要外部存储器及接口芯片的扩展。本章主要介绍MCS－51单片机外部总线的扩展、存储器扩展、显示器及键盘扩展、A/D、D/A扩展电路的硬件设计及软件编程、打印机接口技术等。;MCS－51单片机外部总线的扩展 ;;;; 所谓译码法就是使用地址译码器对系统的片外地址进行译码，以译码输出作为存储器芯片的片选信号。常用的译码器有74LS138、74LS139、74LS154等。 译码法又分为完全译码和部分译码两种。 (1) 完全译码。地址译码器??用了全部地址线，地址与存储单元一一对应，也就是1个存储单元只占用1个唯一的地址。 (2) 部分译码。地址译码器仅使用了部分地址线，地址与存储单元不是一一对应，1个存储单元占用了几个地址。 ;二、程序存储器的扩展 ; 3) 可擦除ROM ( EPROM 或 EEPROM ) 可擦除ROM芯片的内容可以由用户编程写入，并允许反复擦除重新编程写入。 EPROM为紫外线可擦除ROM。EEPROM为电可擦除ROM。EEPROM芯片每个字节可改写万次以上，信息的保存期大于10年。这种芯片给计算机应用系统带来很大的方便，不仅可以修改参数，而且断电后能保存数据。如EPROM2764(8KB)、27128(16KB)、27256(32KB)、27512(64KB)和EEPROM2864(8KB)。 4) Flash ROM Flash ROM又称快闪存储器，或称快可擦写ROM。Flash ROM是在EPROM、EEPROM的基础上发展起来的一种只读存储器。是一种非易失性、电可擦除型存储器。其特点是可快速在线修改其存储单元中的数据，标准改写次数可达1万次，而成本却比普通EEPROM低得多，因而可替代EEPROM。与EPROM相比，EEPROM的写入的速度较慢，而 Flash ROM的读写速度都很快，存取时间可达70ns。由于其性能比EEPROM要好，所以目前大有取代EEPROM的趋势。 目前，许多公司生产的以MCS－51为内核的单片机，在芯片内部集成了数量不等的Flash ROM。例如，美国ATMEL公司生产的89C51片内有4KB的Flash ROM；89C55片内部有20KB的Flash ROM。这些类型的单片机与8051单片机完全兼容，目前已广泛的应用。; EPROM2764是一种典型的紫外线可擦除ROM。该芯片为双列直插式28引脚的标准芯片，容量为8KB×8位。在MCS－51单片机中常用于扩展程序存储器。EPROM2764的引脚如图4.3所示。其引脚功能如下： A12～A0——13位地址线，地址线的引脚数目由芯片的存储容量来定； Q7～Q0——8位数据引脚； ——片选信号，低电平有效； ——输出允许信号，当有效时，输出缓冲器打开，被寻址单元的内容才能被读出； ——编程允许信号，低电平有效； ——编程电源。当芯片编程时，该端加上编程电压(+25V或+12V)；正常使用时，该端加+5V电源。; 1) 访问程序存储器的控制信号 MCS－51单片机访问程序存储器时所用的控制信号如下所述： ALE——用于低8位地址锁存控制信号。 ——片外程序存储器选通控制信号。常直接连EPROM的引脚。 ——片内、片外程序存储器访问的控制信号。=1时，访问片内程序存储器；当 =0时，访问片外程序存储器。 如果指令是从片外EPROM中读取时，除了ALE用于低8位地址锁存信号外，需用于控制EPROM的数据输出允许信号。此外，还要用P0口分时用作低8位地址总线和数据总线。P2口作高8位地址总线。 ; 2) 操作时序 图4.4为MCS－51程序存储器操作时序图。在S1状态周期的P1状态开始，控制信号ALE上升为高电平后，P0口输出低8位地址，P2口输出高8位地址。在S2状态周期P1状态，ALE的下降沿将P0口的输出的低8位地址锁存到外部地址锁存器中。在S2状态周期的P2状态开始，P0口由输出方式变为输入方式。等待从程序存储器读出