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程序存储器 ROM 的扩展

程序存储器 ROM 的扩展. 数据存储器 RAM 的扩展. 并行 I/O 口的扩展. 第 8 章 单 片 机 系统扩展. Single Chip Microcomputer. 本章内容. 在单片机应用系统的设计中 , 往往出现 RAM, ROM 或者 I/O 口不够的情况，怎么办？. ROM 的扩展. RAM 的扩展. 并行 I/O 口的扩展. 问题的提出. 8051 有片内 ROM 的容量：4 K 片外最大可扩展64 K ROM。 有关的管脚： EA. 可用来扩展的存储器芯片：

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程序存储器 ROM 的扩展

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Presentation Transcript

  1. 程序存储器ROM的扩展 数据存储器RAM的扩展 并行I/O口的扩展 第8章单片机系统扩展 Single Chip Microcomputer 本章内容

  2. 在单片机应用系统的设计中,往往出现RAM, ROM或者I/O口不够的情况，怎么办？ ROM的扩展 RAM的扩展 并行I/O口的扩展 问题的提出

  3. 8051有片内ROM的容量：4K • 片外最大可扩展64K ROM。 • 有关的管脚：EA 可用来扩展的存储器芯片： EPROM：2716（2K*8），2732，2764，27256等 EEPROM：2816 （2K*8） ，2864，28128等 • 还要用到锁存器芯片：例74LS373。 8.1 程序存储器ROM的扩展 片内资源

  4. P1. 0P1.1P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 VCC P0. 0P0.1P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 1234567891011121314151617181920 4039383736353433323130292827262524242221 8031 8051 8751 89C51 RST P3. 0P3.1P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 EA PSEN RXD/TXD/INT0/ INT1/ T0/ T1/WR/ RD/ ALE P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2. 0 XTAL2XTAL1 VSS EPROM 2732管脚及说明

  5. A11 A8 A7 A0 2732 O7 O0 OE CE ``` ``` P2.3 P2.0 P0.7 8031 P0.0 ALE PSEN 12根地址线 ``` ``` 8根数据线 . . . 控制线 EPROM扩展实例----在8031单片机上扩展4KB EPROM D7 Q7 373 D0 Q0 G

  6. 地址范围的确定 • 取决于CE（片选）和地址线的接法，CE接地。请确定地址范围 • 试根据电路图，确定其中EPROM的地址范围。 • CE的连接，当同时扩展多片ROM时，可采用译码法或线选法来分别选中芯片，每个芯片分配的地址范围（P183）不同。

  7. 地址范围 • 8031 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P2.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 • A15A14 A13 A12A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 • 2732 CE A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 • 0 x x x x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 • 0 x x x x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 • 0 x x x x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 • 0 x x x x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 • ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ • 0 x x x x 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

  8. EEPROM扩展实例 电擦除可编程只读存储器EEPROM是一种可用电气方法在线擦除和再编程的只读存储器，它既有RAM可读可改写的特性，又具有非易失性存储器ROM在掉电后仍能保持所存储数据的优点。因此，EEPROM在单片机存储器扩展中，可以用作程序存储器，也可以用作数据存储器，至于具体做什么使用，由硬件电路确定。 EEPROM作为程序存储器使用时，CPU读取EEPROM数据同读取一般EPROM操作相同；但EEPROM的写入时间较长，必须用软件或硬件来检测写入周期。

  9. P1. 0P1.1P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 VCC P0. 0P0.1P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 1234567891011121314151617181920 4039383736353433323130292827262524242221 8031 8051 8751 89C51 RST P3. 0P3.1P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 EA PSEN RXD/TXD/INT0/ INT1/ T0/ T1/WR/ RD/ ALE P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2. 0 XTAL2XTAL1 VSS 2817A的管脚

  10. 单片机扩展2817A EEPROM电路

  11. 地址范围 • 8031 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P2.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 • A15A14 A13 A12A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 • 2717 CE A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 • 0 x x x x x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 • 0 x x x x x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 • 0 x x x x x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 • 0 x x x x x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 • ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ • 0 x x x x x 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

  12. ——控制程序存储器的读操作，执行指令的取指阶段和执行MOVC A,@A+DPTR指令时有效； ——控制数据存储器的读操作，执行MOVX A,@DPTR和MOVX A,@Ri 时有效； ——控制数据存储器的写操作，执行时MOVX @DPTR,A和MOVX @Ri,A有效。 ：直接接地。由于系统中只扩展了一个程序存储器芯片，因此片选端直接接地，表示2817A一直被选中。  

  13. 认识芯片 • 可用来扩展的存储器芯片：SRAM 6116，6264，62256等 也要用到锁存器芯片：例74LS373。 8.2 数据存储器RAM的扩展 片内资源 • 8031片内RAM的容量：128B • 片外最大可扩展64K RAM。

  14. 图6.11 6116管脚图 6116的管脚与EPROM 2716管脚兼容，管脚如图所示。

  15. 方式 I/O0～I/O7 H × × 未选中 高阻 L L H 读 O0～O7 L H L 写 I0～I7 L L L 写 I0～I7 6116有11条(A0～A10)地址线；8条(I/O0～I/O7)双向数据线；片选线，低电平有效；写允许线，低电平有效；为读允许线，低电平有效。6116的操作方式如表所示。 表6.2 6116的操作方式

  16. A10 A8 A7 A0 6116 O7 O0 OE WE CE P2.2 P2.0 P0.7 8051 P0.0 ALE RD WR P2.7 . . --在8051单片机上扩展2K RAM D7 Q7 373 D0 G Q0

  17. (2) 单片机与6116的硬件连接如图 单片机扩展2 KB RAM电路

  18. 地址范围 • 8031 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P2.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 • A15A14 A13 A12A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 • 6116 CE A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 • 0 x x x x x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 • 0 x x x x x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 • 0 x x x x x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 • 0 x x x x x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 • ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ ┆ • 0 x x x x x 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

  19. 2．同时扩展外部RAM与外部I/O 外部RAM与外部I/O口采用相同的读/写指令，二者是统一编址的，因此当同时扩展二者时，就必须考虑地址的合理分配。通常采用译码法来实现地址的分配。 扩展8 KB RAM，地址范围是2000H～3FFFH，并且具有惟一性；其余地址均作为外部I/O扩展地址。

  20. 图6.13 6264管脚

  21. 单片机与6264 SRAM的连接

  22. 6264RAM的地址范围可与2764ROM的相同 因为不同的指令访问——将产生不同的控制信号 ROM：MOVC指令及取指令操作—— 有效， 、 无效 RAM：MOVX——无效， / 有效 MOVX A，@DPTR; 读操作，产生 低电平信号 MOVX @DPTR , A; 写操作，产生 低电平信号

  23. 扩展I/O口与外部RAM统一编址 使用同样的指令MOVX访问——控制总线RD/WR 扩展I/O口与外部RAM统一编址 使用同样的指令MOVX访问——控制总线RD/WR 扩展I/O口与外部RAM统一编址 使用同样的指令MOVX访问——控制总线RD/WR 扩展I/O口与外部RAM统一编址 使用同样的指令MOVX访问——控制总线RD/WR 扩展I/O口与外部RAM统一编址 使用同样的指令MOVX访问——控制总线RD/WR 扩展I/O口与外部RAM统一编址 使用同样的指令MOVX访问——控制总线RD/WR 扩展I/O口与外部RAM统一编址 使用同样的指令MOVX访问——控制总线RD/WR 8.3 并行I/O口的扩展 • 51单片机有4组并口P0-P3，为什么还要扩展I/O口？ 常用的扩展方法有： • 简单的I/O口扩展 • 可编程I/O口芯片 • 利用串行口扩展并行口

  24. 简单I/O口扩展 • 用并行口扩展I/O口 选择TTL电路或MOS电路即能组成简单的扩展I/O口。 如：用8位三态缓冲器74LS244可扩展输入口； 用8D锁存器74LS273、74LS373、74LS377 等可组成输出口。

  25. 简单I/O扩展接口

  26. 口地址的确定及编程应用 • 因为74LS273和74LS244都是在P2.0为0时被选通,所以二者地址都可以为FEFFH。 • 两个芯片的地址虽然相同,但可以通过读写操作来区别 • 编程应用如下： • MOV DPTR，#0FEFFH ；指向口地址 • MOVX A，@DPTR ;指向74LS244读入数据，检测按键 • MOVX @DPTR，A ；指向74LS273输出数据，驱动LED • SJMP $

  27. 举一反三——RAM的扩展 • 习题8（P201) • 1、起止范围为0000H～3FFFH的存储器的容量为多少 ？ • 2、若32KB RAM存储器的首地址为2000H，则末地址为多少？ • 4、请写出下列图中4片程序存储器27128各自所占的地址空间。

  28. 举一反三——RAM的扩展 • 习题8（P201) • 5、现有8031单片机、74LS373锁存器、1片2764EPROM和2片6116RAM，请使用它们组成1个单片机应用系统，具体要求如下： • （1）画出硬件电路连线图，并标注主要引脚； • （2）指出该应用系统程序存储空间和数据存储器各自的地址范围。

  29. 地址：2764：0000h～1fffh 6116（1）：0000h～07ffh；6116（2）：8000h～87ffh

  30. 可编程I/0芯片的使用 • 可编程I/O芯片是指芯片功能可由指令来确定，即需要对其编程。 • 常用的I/O口芯片有8255和8155。 • (不讲述）

  31. 8155的结构和技术性能 在8155内部具有： • （1）256字节的静态RAM • （2）三个通用的输入/输出口 • （3）一个14位的可编程定时/计数器 • （4）地址锁存器和数据总线

  32. 做扩展I/O口使用：CE=0, IO/M=1 做片外RAM使用： CE=0, IO/M=0 命令/状态寄存器:0400H PA:0401H PB:0402H PC:0403H MCS-51单片机与8155的接口与操作 片内RAM——0000H~00FFH

  33. 控制字 （只写不读） TM2 TM1 IEB IEA PC2 PC1 PB PA 00 方式1：A、B口基本I/O,C口输入 11 方式2：A、B口基本I/O,C口输出 01 方式3：A口选通I/O, B口基本I/O 10 方式4：A、B口选通I/O 00：空操作 01：停止计数 10：计满后停止 11：开始计数 计数器方式 设置8155工作方式 TM2 TM1 IEB IEA PC2 PC1 PB PA （A/B口方式）：0—输入，1—输出 （A/B口中断）：0—禁止中断，1—允许中断

  34. 设置8155工作方式示例 在实训电路板中，扩展了8155用于连接8个LED显示和键盘 为此需设置A、B口为基本输出方式，C口为基本输入方式。 设置方法： MOV DPTR，#CWR ；设CWR为命令寄存器的地址。 MOV A，#03H ；A、B口为基本输出方式，C口 ；为基本输入方式 MOVX @DPTR,A ；写控制字 NOTE： 在使用8155前必须设置好工作方式，否则将无法正常工作。

  35. 仅参考 • 以下仅参考

  36. 2732地址范围：0000H~0FFFH 共212个单元，即容量=212=4096=4KB

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