单片机原理及接口技术(第四.docVIP

《单片机原理及接口技术》（第四、五章）学习要点 班 级：计11、计12 任课教师：柴文妍（tel: E-mail:cwycwyhd1@hdu.edu.cn） 第四章 MCS-51 单片机的系统扩展 本章主要介绍51系列单片机系统扩展问题，在本章中要研究较多的硬件方面及硬软结合方面的问题，本章与第一章关系密切，在学习本章内容之前，要先明确51系列单片机本身的系统资源（可先复习一下第一章的有关单片机硬件组成方面的内容----存储器、定时器、I/O口、中断系统等）。 经过本章内容的学习，同学们要掌握以下一至三点并要了解第四点： 一.系统扩展的含义 ----单片机中虽然已经集成了CPU、I/O口、定时器、中断系统、存储器等计算机的基本部件（即系统资源），但是对一些较复杂应用系统来说有时感到以上资源中的一种或几种不够用，这就需要在单片机芯片外加相应的芯片、电路，使得有关功能得以扩充，我们称为系统扩展（即系统资源的扩充），系统扩展需要解决的问题是单片机与相应芯片的接口电路连接（即地址总线、数据总线、控制总线的连接）与编程----见教材p70本章开头部分。 二.单片机的地址总线和数据总线 ----51系列单片机没有专用的对外地址总线和数据总线，其P0口和P2口既是通用I/O口，同时P0口还是双向数据总线和低8位地址总线（分时复用），而P2口则是高8位地址总线。 三.系统扩展举例----单一功能的系统扩展（仅考虑一种资源的扩展）、综合功能的扩展（两种以上系统资源的同时扩展）。 1.单一功能的系统扩展：存储器（程序存储器、数据存储器、E2PROM）的扩展、定时器的扩展、外部中断源的扩展等。 （1）存储器的扩展 （a）程序存储器的扩展（见教材p71~72，图4.1、4.2） ----这是一个一定要弄懂的系统扩展问题举例，只要把它搞清楚，别的扩展问题都好懂了，在这里要搞清以下几个问题： ⅰ.程序存储器的作用----存放程序代码或常数表格 ⅱ.扩展时所用芯片 ---- 一般用只读型存储器芯片（可以是EPROM、E2PROM、FLASH芯片等），本例中使用的存储器芯片是2732（EPROM）。 2732是4K字节容量的紫外线可擦除的只读存储器芯片，它有12根（212=4K）地址线引脚，8位（一字节）数据线引脚，此外还有片选引脚、读/编程控制引脚、电源、地等其引脚功能见下表及图。 2732引脚功能 A0~A11 地址线 CE 选片 OE/Vpp 输出允许/编程电源 O0~O7 数据线 2732引脚功图 ⅲ.扩展电路连接----实际上简单地说就是单片机与存储器芯片之间三总线的连接（即地址总线、数据总线、控制总线的连接）： 8031 2732 数据总线的连接： P0.0~P0.7（数据总线） O0~O7 地址总线的连接： P0.0~P0.7（地址总线低8位） 经过锁存器373 A0~A7 P2.0~P2.3（地址总线高8位中的4位） A8~A11 控制总线的连接： PSEN（程序存储器允许，即读指令） OE ALE（地址锁存允许） 接373的使能端G 其中地址总线低8位的连接是经过一透明锁存器373的，373的功能是当其G端为高电平时，其输出端Q0~Q7的状态等于输入端D0~D7的状态，当G端为低电平时，不论D0~D7的状态是什么，Q0~Q7的状态维持原状态不变。 ★请思考：请同学们结合图4.1来分析图4.2中373的作用，并说明没有它行不行？为什么？ ⅳ.存储器地址分析---- 当单片机从扩展的程序存储器中取指令时，先从P2口和P0中输出该指令的存放地址，经过2732的A0~A11指向某一存储单元，然后在PSEN有效期间（使2732的OE低电平）从该单元中取出指令码由2732的O0~O7经单片机P0口送回，我们现在来分析以下究竟单片机输出什么地址值时，可以指向2732的4K单元中的0号单元，1号单元，2号单元，……4K-1号单元，也即按照上面电路扩展的4K存储器的地址范围是多少？ 8031 P2.3 ……… P2.0 P0……………………………P0.0 (2732 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5