第五章 MCS—51的系统扩展(9)(精品)

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,*,第五章,MCS51,的系统扩展,一、单片机系统扩展概述,1,、单片机系统扩展的原因（实际需要）,由,MCS,51,单片机构成的应用系统，因片内的程序存,储器、数据存储器的容量较小，不能满足应用系统需要。也,有一些型号的单片机片内就没有程序存储器，形成不了基本,的应用系统。这两种情况，都需要在单片机外部进行存储器,扩展。作为测量和控制用途的单片机应用系统需要建立信,号的输人输出通道和人机对话通道，需要在单片机现有硬,件资源基础上进行扩展，以满足不同应用需要。,2,、扩展的内容,单片机扩展包括存储器扩展，输入,/,输出接的扩展，数,模转换器和模数转换器的扩展以及与人机对话通道接等。,3,、扩展的方式和能力,（,1,）单片机系统的扩展是通过片外引脚构成三总线的方式实现的。,（,2,）单片机系统的扩展三总线结构,地址总线,AB,：提供寻址片外存储器和,I/O,口的地址。宽度为,16,位，可寻址范围：,64K,。地址总线由,P0,口提供低,8,位地址,A0,A7,，,P2,口提供高,8,位地址,A8,A15,（对应,P2.0,P2.7,）。,由于,P0,口分时为地址,/,数据口，故,P0,口输出的低,8,位地址数据必须用地址锁存器将地址,/,数据分离出来。锁存器的锁存控制信号为引脚,ALE,输出的控制信号，是在,ALE,的下降沿将,P0,口输出的地址数据锁存。,数据总线,DB,：是片外存储器和,I/O,扩展接口与单片机,CPU,传送数据的通道。宽度为,8,位，数据总线要连到多个连接的外围芯片上，而同一时间只能有一个有效的数据通过。具体通过地址、控制线来控制各芯片的片选线来选择。,控制总线,CB,：控制片外,ROM,、,RAM,和,I/O,接口读,/,写操作的控制线。,扩展用控制线：,/RD,和,/WR,用于片外数据存储器和,I/O,接口（统一编址）的读,/,写控制，执行,MOVX,指令时信号自动生成。此外还有,/PSEN,（程序存储器读选通控制信号）、,ALE,（地址信息锁存控制信号）和,/EA,（程序存储器的选择信号）。,片外信号对单片机的控制线（,T0,、,T1,、,/INT0,、,/INT1,和,RST,）。,二、单片机扩展中的地扯译码技术,单片机应用系统扩展片外数据存储区与扩展按存储器方式寻址的,I,O,接口共用外部,64K,字节的数据存储区。扩展数据存储器与扩展外部,I/O,接口中重要的问题就是如何合理的分配单片机的地址线,A0,A15,，使得单片机无论是选通数据存储区，还是选通外部扩展,I/O,口，其地址都是惟一的。这种对于地扯的选择一般称为地址译码。采用的地址译码技术包括全地址译码法、部分地址译码和线选法。,1,、全地址译码法是通过译码电路对单片机可利用的高位地址线进行译码，使所有片选地址线全部参加译码，以得到较多的片选信号。图示为全地址译码法连接原理图。优点：防止地址重叠。缺点：片外扩展的存储器芯片多时，所需译码电路多。,2,、部分地址译码法是单片机片选地址线中只有一部分参加译码，其余部分是悬空的。,3,、线选法通常是将单片机的高,8,位地址线,A8,A15,中的某几根与外都接口芯片的选通端一一相连，当该地址线为“,0”,时（对于“,0”,选通有效的外部芯片而言），与该地址线相连接的外部芯片被选通。下图为线选法连接原理示意图。,图中外扩,2716,、,6116,、,I,0,扩展芯片,8279,、,8255,、,D,A 0832,等，芯片的选通信号分别与,P2,3,P2,7,相连，当这,5,根高位地址线中的任一根为“,0”,时，选通一个扩展芯片，高,5,位地址信号组合构成扩展芯片地址，扩展芯片内部各单元地址由低位地址线译码获得，各芯片的地址编码如下。,2716,地址编码：,F000H,F7FFH,；,6116,地址编码,：,E800H,EFFFH,；,8279,地址编码：,D800H,DFFFH,；,D,A 0832,地址编码：,B000H,BFFFH,；,8255,地址编码：,7000H,7FFFH,。,通常情况下，对于扩展芯片未用到的地址线，可设为“,1”,状态。在这个电路中，由于,2716,和,6116,都为,2K,的存储空间，片内各存储单元的寻址要使用,11,根地址线,A0,A10,，因此作为外扩芯片选通的地址线必须为,A11,（,P2,3,）以上，否则，将会造成芯片选通地址与片内单元地址的重叠，引起总线数据冲突。,同样，在进行外部扩展芯片操作时，,CPU,所发出的片选地址码,P2,3,P2,7,中，每次只能有一根地址线为“,0”,状态，以保证同一时刻只选中一片扩展芯片，否则也将会造成总线数据冲突。,线选法的优点在于硬件电路结构简单明了，实现起来比较方便。但这种电路最大的缺点在于要占用较多的高位地址线，造成每片外扩芯片要占用一个较大的地址范围，如本电路中每片芯片都要占用,2K,的地址空间，使得单片机的地址空间得不到充分利用，浪费了单片机的资源。也限制了单片机系统的进一步扩展。,三、,MCS-51,对外部,ROM,的连接,1,、,8051,对,EPROM,连接,2,、,8031,对,EEPROM,的连接,四、,MCS-51,对外部,RAM,的连接,1,、静态,RAM,的连接,2,、,8031,对动态,RAM,的连接,五、,MCS-51,对外部存储器的连接,本次课应完成以下作业：教材：,p199,的,5,15,和,p200,的,5,16,、,5,18,、,5,19,、,5,20,下次课预习的内容,：,5.5,简单并行,I/O,口的扩展（教材：,P248,）,