[小学教育]第4章 单片机的扩展及应用.ppt

第4章 单片机的扩展及应用 4.1 单片机扩展的基本概念 4.2 存储器扩展 4.3 I/O接口扩展 4.4 扩展的应用举例 学习目标 了解单片机扩展的原因，掌握单片机扩展的概念 了解单片机扩展的类型，掌握总线类型及在扩展中的作用 熟练掌握存储器扩展的方法 熟练掌握I/O接口扩展的方法及编程 掌握线选法和译码法的原理以及它们在扩展中的区别 熟悉显示器及键盘接口 了解A/D及D/A转换芯片的转换原理，掌握单片机扩展A/D及D/A芯片的方法及编程 4.1单片机扩展的基本概念 用单片机组成应用系统时，首先要考虑单片机所具有的各种功能能否满足应用系统的要求。如果能够满足要求，则称这样的系统为最小应用系统。 在MCS-51进行扩展应用时，P0口和P2口作为扩展总线口使用。此时，P2口作为外部存储器或扩展I/O的高8位地址(A8~A15)输出口，P0口作为外部存储器或扩展I/O的低8位地址(A0~A7)和数据总线(D0~D7)，单片机本身可以提供给用户使用的输入输出口线只有P1口和部分P3口线。因此，在大部分MCS-51单片机应用系统设计中都不可避免地要进行I/O接口的扩展。 4.1.1特殊的端口结构 MCS-51单片机具有4个双向的并行8位I/O接口P0~P3。P0口为三态双向口，负载能力为8个TTL电路。P1~P3口用于输入时，口线被拉成高电平，故称为准双向口，负载能力为4个TTL电路。 4.1.2 产生端口控制信号的指令 1．一般的输入/输出指令 下面的指令相当于输入指令： MOV A，P1 MOV @Ri，P1 MOVX A，@Ri MOVX A，@DPTR 下面的指令相当于输出指令： MOV P1，A MOV P1，@Ri MOVX @Ri，A MOVX @DPTR，A MOV P3，P1 2．I/O接口的读、写、修改 ANL P1，A ORL P2，A DEC P1 XRL P3，A JBC P1.2，LOOP CPL P3.1 INC P2 DJNZ P3，LOOP 4.1.3 基本的输入/输出举例 【例4.1】如图采用74LS244做扩展输入，74LS273做扩展输出的简单I/O扩展电路。 ORG 0000H MAIN： MOV DPTR，#0FEFFH MOVX A，@DPTR MOVX @DPTR，A AJMP MAIN END 4.1.4 总线的产生 单片机系统的扩展一般包括以下几方面的内容： 外部程序存储器ROM/EPROM的扩展。 外部数据存储器RAM的扩展。 输入/输出接口的扩展，使单片机能与外设交换信息。 管理功能器件(定时/计数器)、中断优先编码器等功能的扩展。为了使单片机能方便地与各种扩展芯片连接，应将单片机的外部连线变为一般的微型机三总线的结构形式。 1．地址总线 由P2口提供高8位地址线，此端口具有输出锁存的功能，能保留地址信息。由P0口提供低8位地址线。 2．数据总线 数据总线由P0口提供。此端口是双向、输入三态控制的通道口。 3．控制总线 扩展系统时常用的控制信号为地址锁存信号ALE，片外程序存储器取指信号PSEN以及数据存储器和外设接口共用的读写控制信号WR、RD等。 4.2 存储器的扩展 扩展存储器时应考虑如何选择地址锁存器、需要扩展多大的存储容量、总线的连接等几个问题。 MCS-51单片机中的4个I/O接口在实际使用中，P0口一般作为系统扩展地址低8位/数据复用口，P1口一般作为I/O扩展口，P2口作为系统扩展地址高8位和I/O接口扩展用的地址译码器的输入，P3口作为中断输入、串行通信口使用。 4.2.1 程序存储器的扩展 1．扩展2KB的EPROM 扩展2KB的EPROM 可以选用2716芯片，2716是容量为2K×8的EPROM芯片，紫外线擦除，采用双列直插式封装，共24只引脚。 2．扩展4KB的EPROM 若将P2口的空闲引脚置为0，则2732的地址范围为0000H~0FFFH。 3．扩展8KB的EPROM 4．扩展16KB的EPROM 4.2.2数据存储器的扩展 1．扩展2K的RAM 2．扩展8KB RAM芯片 4.2.3程序和数据存储器同时的扩展 1．基本的扩展方法 在实际的单片机应用系统中，经常是同时扩展程序存储器和数据存储器，下面介绍同时扩展一片2KB的程序存储器和2KB的数据存储器，在此选用一片2716和一片6116。2716的端与连接，当信号有效时，就把2716种的指令送上数据总线。由于该系统只扩展一片EPROM和一片RAM，只需PSEN、WR、RD信号就可以区分开来，不必另加片选信号