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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第4章 MCS-51单片机系统功能的扩展,第10章 51单片机外部存储器扩展,10.1外部I/O的扩展,10.2存储器概述,10.3外部存储器扩展,第10章 51单片机外部存储器扩展,8/10/2024,1,第10章 51单片机外部存储器扩展10.1外部I/O的扩展,第10章 51单片机外部存储器扩展,第10章 51单片机外部存储器扩展,10.1外部I/O的扩展,系统的扩展归结为三总线的连接，连接的方法很简单，连线时应遵守下列原则：,1.连接的双方数据线连数据线，地址线连地址线，控制线连控制线。,2.控制线相同的地址线不能相同，地址线相同的控制线不能相同。,3.片选信号有效的芯片才选中工作，当同类芯片多片时,片选端可通过线译码、部分译码、全译码接地址线，在单片机中多采用线选法。,8/10/2024,2,第10章 51单片机外部存储器扩展第10章 51单片机外部存,第10章 51单片机外部存储器扩展,10.1.1I/O口扩展概述,由于MCS-51的外部数据存储器RAM和I/O口是统一编址的，因此，用户可以把外部64KB的数据存储器RAM空间的一部分作为扩展外围I/O的地址空间。这样，单片机就可以像访问外部RAM存储器那样访问外部接口芯片，对其进行读/写操作。,InteL公司常用外围器件如表10-1所示。,器件型号,器件名称,8255A,可编程外围并行接口,8155/8156,可编程RAM/IO扩展接口,8243,I/O扩展接口,8279,可编程键盘/显示接口,8251,可编程通信接口,8253,可编程定时/计时器,8/10/2024,3,第10章 51单片机外部存储器扩展10.1.1I/O口扩展,第10章 51单片机外部存储器扩展,10.1.2I/O地址译码技术,一、片选法,若系统只扩展少量的RAM和I/O接口芯片，可采用片选法。所谓片选法即是把单独的地址线,接到外围芯片的片选端上，只要该地址线为低电平，就选中该芯片。片选法实例如图10-1所示。,8/10/2024,4,第10章 51单片机外部存储器扩展10.1.2I/O地址译,第10章 51单片机外部存储器扩展,根据图中地址线连接方法，全部地址译码如表10-2所示。,表10-2 地址译码表,器件,地址选择线（A15A0）,片内地址单元数,地址编码,6264,000 x xxxx xxxx xxxx,8000,0000H1FFFH,8255,0011 1111 1111 11xx,4,3FFCH3FFFH,8155,RAM,0101 1111 xxxx xxxx,256,5E00H5EFFH,I/O,0101 1111 1111 1xxx,6,5FF8H5FFDH,0832,0111 1111 1111 1111,1,7FFFH,8253,1001 1111 1111 11xx,4,9FFCH9FFFH,8/10/2024,5,第10章 51单片机外部存储器扩展 根据图中地址线连接,第10章 51单片机外部存储器扩展,二、地址译码法,对于RAM和I/O容量较大的应用系统，当芯片所需的片选信号多于可利用的地址线时，常采用地址译码法。用译码器对高位地址进行译码，译出的信号作为片选线。,地址译码实例如下图所示。图中尚剩余三条地址线Y5Y7，可供扩展三片8KB RAM或三个外围接口电路。,8/10/2024,6,第10章 51单片机外部存储器扩展二、地址译码法8/22/2,第10章 51单片机外部存储器扩展,10.2存储器概述,10.2.1存储器的类型,存储器的种类繁多，按物理特性可以分为磁介质存储器（如硬盘）、光介质存储器（如光盘）、半导体存储器。其中半导体存储器在单片机系统种类也最多，最为常见：,1.只读存储器（ROM）,2.可编程ROM（PROM）,3.电可编程ROM（EPROM）,4.电可擦除可编程ROM（EEPROM）,5.随机存储器（RAM）,6.flash Memory,7.铁电存储器（FRAM）,8/10/2024,7,第10章 51单片机外部存储器扩展10.2存储器概述8/2,第10章 51单片机外部存储器扩展,10.2.2常用存储器元件,一、常用的EPROM存储器简介,EPROM是以往单片机最常选用的程序存储器芯片，是一种紫外线可擦除电可编程的存储器，最经常使用的有27C系列的EPROM，如：27C16（2K）、（4K）、27C64（8K）、27C128（16K）、27C256（32K），除了27C16和27C32为24脚外，其余均为28脚。,8/10/2024,8,第10章 51单片机外部存储器扩展10.2.2常用存储器元,第10章 51单片机外部存储器扩展,二、常用的EEPROM存储器简介,本书以常用的24C02为例介绍EEPROM存储器，24C02是采用CMOS工艺制作的串行EEPROM存储器，它具有可用电擦写256字节的容量，由315V电源进行供电。其管脚图见图。,8/10/2024,9,第10章 51单片机外部存储器扩展二、常用的EEPROM存储,第10章 51单片机外部存储器扩展,24C02的引脚功能如下:,1.SCL：为串行时钟端,它用于对输入和输出数据的同步。,2.SDA：串行数据/地址管脚用于器件所有数据的发送或接收。SDA是一个开漏输出管脚可与其它开漏输出或集电极开路输出进行“线或”连接。,3.E0、E1、E2：器件地址输入端。最大可级联8个器件。,4.MODE：为写数据/写保护,24C02是二线制I2C串行EEPROM，具有两种写入方式，一种是字节写入方式，还有一种是页写入方式。,8/10/2024,10,第10章 51单片机外部存储器扩展8/22/202310,第10章 51单片机外部存储器扩展,三、操作时序,起始/停止时序,写周期时序,8/10/2024,11,第10章 51单片机外部存储器扩展三、操作时序8/22/20,第10章 51单片机外部存储器扩展,24C02的操作时序,8/10/2024,12,第10章 51单片机外部存储器扩展24C02的操作时序 8/,第10章 51单片机外部存储器扩展,四、常用的SRAM存储器介绍,Intel SRAM 的典型芯片,有2KB 的6116、8KB 的6264,以及32KB的62256。,其中6264 芯片应用最为,广泛。其内部组成如图所示。,8/10/2024,13,第10章 51单片机外部存储器扩展8/22/202313,第10章 51单片机外部存储器扩展,10.2.3存储器扩展电路的工作方式,单片机访问外部存储器时，通常采用两种方法获得芯片选择信号：线选法和通过译码器连接方法。,一、线选法,线选法就是把8051的地址线直接或通过反相器连接到芯片的选通端，以8051送出的地址信号选通芯片。,线选法的连接方法有多种：一线二用、一线一选和综合线选方式。,二、地址译码器法,通过地址译码器，使用较少的地址信号编码产生较多的译码信号，从而实现对多块存储器及I/O器件的选择。,8/10/2024,14,第10章 51单片机外部存储器扩展10.2.3存储器扩展电,第10章 51单片机外部存储器扩展,10.3外部存储器扩展,外部存储器的扩展包括程序存储器和数据存储器，这两种扩展的实质都是根据单片机的结构特点和寻址能力，把不超过64KB的RAM和ROM存储器芯片按照一定规律连接到单片机的外部电路上去，作为单片机的片外存储器。,单片机通过数据总线、地址总线及控制总线与存储器连接，如图所示：,8/10/2024,15,第10章 51单片机外部存储器扩展10.3外部存储器扩展8,第10章 51单片机外部存储器扩展,51系列单片机为外部程序存储器的扩展提供了专门的读指令控制信号，因此外部程序存储器形成了独立的空间。27C64A EPROM扩展电路如右所示。,10.3.1扩展程序存储器,8/10/2024,16,第10章 51单片机外部存储器扩展 51系列单片机为外部,第10章 51单片机外部存储器扩展,RAM与EEPROM,数据传送流程图,8/10/2024,17,第10章 51单片机外部存储器扩展 RAM与EEPROM8/,第10章 51单片机外部存储器扩展,10.3.2扩展数据存储器及编程,一、6264存储器与,单片机的接口设计,6264静态RAM,扩展电路,8/10/2024,18,第10章 51单片机外部存储器扩展10.3.2扩展数据存储,第10章 51单片机外部存储器扩展,按照上述6264静态RAM扩展电路的片选方法，6264的8K地址范围不唯一，0000H1FFFH是一种地址范围。,当向该片0000H单元写一个数据data时，可用下列指令：,MOVA，data,MOVDPTR，0000H,MOVXDPTR，A,当从1FFFH单元读取一个数据时，可用如下指令：,MOVDPTR，1FFFH,MOVXA，DPTR,8/10/2024,19,第10章 51单片机外部存储器扩展8/22/202319,第10章 51单片机外部存储器扩展,二、24C02存储器与单片机的接口设计,24C02是采用CMOS工艺制作的串行,EEPROM存储器，它具有可用电擦写256,字节的容量，由315V电源进行供电。,24C02接口电路如图10-13所示。,其中：SCL和SDA输出端口属于I2C总线,的操作方式，必须有上拉电阻。,24C02单字节写程序流程图如右。,8/10/2024,20,第10章 51单片机外部存储器扩展二、24C02存储器与单片,第10章 51单片机外部存储器扩展,24C02操作程序如下：,ORG 0000H,;-初始化部分程序-,L0:MOVSP,#0FH;栈底,寄存储器有两个工作区,SDABIT P1.2;I2C数据线,SCLBIT P1.3;I2C时钟线,;#,;#24C02部分操作程序#,;#RBYTE_ 字节读子程序(无应答）#,;#RBYTE1_ 字节读子程序(有应答）#,;#WBYTE_ 字节写子程序#,;#ST24_ 启动子程序(含供电)#,;#STOP24_停止子程序#,;#RD_DA1_读取一批字节数据#,;#WR_DA1_写入R2个字节数据#,;#DWR _延时等待E2写周期结束10mS,;#,8/10/2024,21,第10章 51单片机外部存储器扩展24C02操作程序如下：8,第10章 51单片机外部存储器扩展,RD_DA1:LCALL ST24 ;读出数据个数在R2中,MOVA,#0A0H,LCALLWBYTE,MOVA,R4,LCALLWBYTE,NOP,LCALL STOP24,NOP,LCALL ST24,MOV A,#0A1H,DEC R2,LCALL WBYTE ;写入芯片地址A1,RD110:LCALL RBYTE1 ;读出数据,MOV R0,A,INC R0,DJNZ R2,RD110,LCALL RBYTE,MOV R0,A,INC R0,LCALL STOP24 ;发停止指令,RET,8/10/2024,22,第10章 51单片机外部存储器扩展RD_DA1:LCALL,第10章 51单片机外部存储器扩展,;-R1数据向E2中从R4开始的R2个单元写入数据-,WR_DA1:LCALL ST24 ;发启动指令,MOV A,#0A0H,LCALL WBYTE ;写入芯片地址A0H,MOV A,R4,MOV R2,#08H,LCALL WBYTE ;写入数据地址在R4中,WR10:MOV A,R1,LCALL WBYTE ;写入数据在R1中,INC R1,INC R4,DJNZ R2,WR10,LCALL STOP24 ;发停止指令,LCALLDWR ;延时等待E2写周期结束,RET,8/10/2024,23,第10章 51单片机外部存储器扩展;-R1,第10章 51单片机外部存储器扩展,;-启动子程序-,ST24:SETB SCL,MOV R6,#04H,DJNZ R6,$,SETB SDA,MOV R6,#04H,DJNZ R6,$,SETB SCL,MOV R6,#04H,DJNZ R6,$,CLR SDA,RET,8/10/2024,24,第10章 51单片机外部存储器扩展8/22/202324,第10章 51单片机外部存储器扩展,;-停止子程序-,STOP24:CLR SCL,MOV R6,#04H,DJNZ R6,$,CLR SDA,MOV R6,#04H,DJNZ R6,$,SETB SCL,MOV R6,#04H,DJNZ R6,$,SETB SDA,RET,8/10/2024,25,第10章 51单片机外部存储器扩展8/22/202325,第10章 51单片机外部存储器扩展,;-读8位数据子程序(无应答）-,RBYTE:MOV R3,#08H ;一字节数据8位,SETB SDA,RBY0:CLR SCL ;时钟低,E2输出数据,MOV R6,#04H,DJNZ R6,$,SETB SCL ;时钟高,读数据,NOP,MOV C,SDA ;读位,RLC A,DJNZ R3,RBY0 ;循环8次,RET,8/10/2024,26,第10章 51单片机外部存储器扩展8/22/202326,第10章 51单片机外部存储器扩展,;-读8位数据子程序(有应答）-,RBYTE1:MOV R3,#08H ;一字节数据8位,SETB SDA,RBY10:CLRSCL ;时钟低,E2输出数据,MOV R6,#04H,DJNZ R6,$,SETB SCL ;时钟高,读数据,NOP,MOV C,SDA ;读位,RLC A,DJNZ R3,RBY10 ;循环8次,CLR SCL ;向E2发1个低电平响应,MOV R3,#02H,DJNZ R3,$,CLR SDA,MOV R3,#04H,DJNZ R3,$,SETB SCL ;置高时钟,让E2读响应,RBY11:JNB SDA,RBY12,DJNZ R3,RBY11,RBY12:CLR SCL ;时钟低,将数据线置高,RET,8/10/2024,27,第10章 51单片机外部存储器扩展;-,第10章 51单片机外部存储器扩展,;-字节写子程序-,WBYTE:NOP,MOV R3,#08H,WBY0:CLR SCL,NOP,RLC A,MOV SDA,C ;写位,NOP,SETB SCL,NOP,NOP,DJNZ R3,WBY0 ;循环8次,CLR SCL,MOV R3,#04H,DJNZ R3,$,SETB SCL,MOV R3,#04H,DJNZ R3,$,WBY1:JNB SDA,WBY2 ;等待SEERPOM应答,DJNZ R3,WBY1,WBY2:RET,8/10/2024,28,第10章 51单片机外部存储器扩展;-,第10章 51单片机外部存储器扩展,;-延时等待E2写周期结束10mS-,DWR:MOV R6,#0AH,DWR1:LCALL YS1MS,DJNZ R6,DWR1,RET,END,8/10/2024,29,第10章 51单片机外部存储器扩展;-,第10章 51单片机外部存储器扩展,10.3.3程序存储器与数据存储器同时扩展,一、片选法扩展存储器,采用6264和2764同时扩展，可为MCS-51片外扩展8K的RAM和8K的EPROM，如下图所示。,8/10/2024,30,第10章 51单片机外部存储器扩展10.3.3程序存储器与,第10章 51单片机外部存储器扩展,二、译码法扩展存储器,译码法由译码器组成译码电路，译码电路的有效输出端选通相应的存储器芯片，将地址空间划分为若干连续的地址空间块。下图给出MCS-51通过译码器扩展存储器的电路图。,8/10/2024,31,第10章 51单片机外部存储器扩展二、译码法扩展存储器8/2,第10章 51单片机外部存储器扩展,本章小结,除单片机最小系统的应用外，一般均需要进行程序存储器、数据存储器的扩展。MCS-51单片机共有四个8位并行I/O口，针对不同应用环境和技术要求，外部存储器的扩展也有着多种方法，意在满足系统功能的前提下，设计出结构更加合理、可靠的系统方案。,本章从可扩展存储器的类型特点分析，讨论常用数据存储器、程序存储器的扩展方式，针对并行和串行存储器的特性给出系统设计形式，介绍了地址总线、数据总线、控制总线的设置技术及与之配合的程序设计，在介绍常用的片选法和译码法的基础上，讨论了应用较多的串行存储器接口电路及编程方法。,8/10/2024,32,第10章 51单片机外部存储器扩展本章小结8/22/2023,在线教务辅导网：,更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网,8/10/2024,33,在线教务辅导网：www.shangfuwang,8/10/2024,34,8/22/202334,8/10/2024,35,8/22/202335,8/10/2024,36,8/22/202336,8/10/2024,37,8/22/202337,8/10/2024,38,8/22/202338,馋死,8/10/2024,39,馋死8/22/202339,8/10/2024,40,8/22/202340,8/10/2024,41,8/22/202341,8/10/2024,42,8/22/202342,8/10/2024,43,8/22/202343,8/10/2024,44,8/22/202344,8/10/2024,45,8/22/202345,8/10/2024,46,8/22/202346,8/10/2024,47,8/22/202347,8/10/2024,48,8/22/202348,8/10/2024,49,8/22/202349,8/10/2024,50,8/22/202350,8/10/2024,51,8/22/202351,PPT研究院,POWERPOINT ACADEMY,8/10/2024,52,PPT研究院POWERPOINT ACADEMY8/22/2,8/10/2024,53,8/22/202353,8/10/2024,54,8/22/202354,
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