第17~22讲(第四章).pptVIP

第17~22讲 MCS-51单片机系统的扩展技术 主要内容： MCS-51单片机系统扩展的基本原理和方法。 常用器件的选择和应用。 常用总线标准和典型接口电路。 学习要求： 掌握单片机系统扩展的原理、方法。 根据工程要求进行系统扩展。 学习重点： 常用器件的选择和应用。 常用总线标准和典型接口电路。 单片机系统扩展的基本原理和方法。 学习难点： 存储器地址重叠。 灵活运用所学知识根据实际需要进行系统扩展。 第17~22讲 MCS-51单片机系统的扩展技术 第十七讲 第十七讲 4.1 MCS-51单片机系统扩展概述 系统扩展是指为加强单片机某方面功能，在最小应用系统基础上，增加一些外围功能部件而进行的扩充。 4.1.1 MCS-51系列单片机的外部扩展原理 1．MCS-51系列单片机的片外总线结构 MCS-51系列单片机具有很强的外部扩展功能。其外部扩展都是通过三总线进行的。 （1）地址总线（AB） （2）数据总线（DB） （3）控制总线（CB） 4.1.1 MCS-51系列单片机的外部扩展原理 2．MCS-51系列单片机系统的扩展能力 片外可扩展存储器的最大容量为216=64KB，地址范围为0000H～FFFFH。允许片外程序和数据存储器的地址重叠。 I/O接口的编址方法：一种是独立编址，另一种是统一编址。MCS-51单片机采用了统一编址方式，即I/O端口地址与外部数据存储单元地址共同使用0000H～FFFFH（64KB）。当MCS-51单片机应用统扩展较多外部设备和I/O接口时，要占去大量的数据存储器的地址。 4.1.2 MCS-51单片机系统地址空间的分配 系统空间分配：通过适当的地址线产生各外部扩展器件的片选/使能等信号就是系统空间分配。 编址：编址就是利用系统提供的地址总线，通过适当的连接，实现一个编址惟一地对应系统中的一个外围芯片的过程。编址就是研究即系统地址空间的分配问题。 片内寻址：若某芯片内部还有多个可寻址单元，则称为片内寻址。 编址的方法：芯片的选择是由系统的高位地址线通过译码实现的，片内寻址直接由系统低位地址信息确定。 产生外围芯片片选信号的方法有三种：线选法、全地址译码法和部分译码法。 4.2 存储器的扩展 MCS-51单片机对外部存储器的扩展应考虑的问题： （1）选择合适类型的存储器芯片 只读存储器（ ROM ）：掩膜ROM、可编程PROM、紫外线可擦除EPROM、电可擦除E2PROM、FLASHROM。 随机存取存储器（ RAM ）：可分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）两类。。 此外，还可以选择OTP ROM、Flash存储器、FRAM、NVSRAM、用于多处理机系统的DSRAM（双端口RAM）等。 （2）工作速度匹配 （3）选择合适的存储容量 （4）合理分配存储器地址空间的分配 （5）合理选择地址译码方式 4.2.1 程序存储器扩展 常用EPROM程序存储器 EPROM主要是27系列芯片，如:2764(8K)/27128(16K) /27256(32K)/27040(512K)等，一般选择8KB以上的芯片作为外部程序存储器。 4.2.1 程序存储器扩展 引脚符号的含义和功能如下： D7～D0：三态数据总线； A0～Ai：地址输入线，i=12～15。2764的地址线为13位， i=12；27512的地址线为16位，i=15； ：片选信号输入线； ：输出允许输入线； VPP：编程电源输入线； ：编程脉冲输入线； VCC：电源； GND：接地； NC：空引脚。 4.2.1 程序存储器扩展 2. 地址锁存器 程序存储器扩展时，还需要地址锁存器，地址锁存器常用的有带三态缓冲输出的8D锁存器74LS373、带有清除端的74LS273。 4.2.1 程序存储器扩展 3．典型扩展电路 MCS-51外扩存储器时应考虑锁存器的选择与连接，译码方式，存储器的选择与连接。访问程序存储器的控制信号有： ALE、PSEN、 。 8051扩展2764的电路连接方法： 数据线：P0口接EPROM的D0~D7 ； 地址线： 2764容量为8KB，需要A0～A12共13根地址线。P0口经地址锁存器后接EPROM的A0~A7 ； 为了与片内存储器的空间地址衔接，P2.0～P2.3接EPROM的A8~A11 ， P2.4经非门后与A12连接。 控制线：ALE接373的LE，PSEN接EPROM的OE， 接VCC，只有一片EPROM，片选CE接地。 4.2.1 程序存储器扩展 4.2.1 程序存储器扩展 4. 超出64KB容量程序存储器的扩展 若系统的