第七章 单片机存储器的扩展

1. 第七章 单片机存储器的扩展

2. 7.1 MCS-51单片机扩展及系统结构

3. 三总线 数据总线 • 单片机和存储单元，以及单片机和I/O端口之间传输数据。 • 双向传输。 • 数据总线宽度为8位，由P0口提供。

4. 地址总线 • 是单片机送出的地址信号，进行存储单元和I/O端口的选择。 • 地址总线是单向的，从单片机发出。 • 8051单片机16位地址总线，可寻址范围为216，即64K。高8位A15~A8由P2口提供，低8位A7~A0由P0口提供。 • P0口是数据、地址分时复用，故P0口输出的低8位地址线必须用地址锁存器进行锁存。地址锁存器一般选用带三态缓冲输出的8D锁存器 74LS373。

5. 控制总线 • 一组控制信号的总称。有单片机发出的，也有从其它部件发向单片机的。 • 对于某一特定的控制线，其传输方向是单向的。 • 控制总线包括： ALE——地址锁存允许信号（下降沿锁存地址）； RD、 WR ——片外RAM读、写控制(低电平有效)； PSEN ——片外ROM选通控制(低电平有效)； EA——片内、片外ROM选择信号(低电平有效)。

7. 锁存器 典型芯片 74LS273 带复位功能的8D触发器。

8. 锁存器 典型芯片 74LS373 带三态缓冲输出的8D触发器。

9. 锁存器与单片机接口连接电路 单片机P0口与锁存器输入端D0~D7相连； 锁存器输出端Q0~Q7与外存储器的低8位地址线相连； 单片机ALE引脚与74LS373的LE引脚相连； 当ALE高电平时74LS373直通； 当ALE下降沿时，锁存低8位地址信息，P0口的数据变化不会影响Q端； 74LS373的OE端接地。

10. 7.2 MCS-51单片机存储器扩展编址技术 7.2.1 MCS-51单片机存储器系统

11. FFFFH FFFFH 外部ROM 外部RAM 内部 (64k) 1000H 0100H 0FFFH 00FFH 内部ROM 外部ROM 特殊功能寄存器 EA=0 0080H 007FH EA=1 内部RAM 0000H 0000H 程序存储器ROM的结构 数据存储器RAM的结构

12. 7.2.2 单片机存储器扩展编址及映像

15. 3 1

17. 7.3 MCS-51单片机程序存储器扩展 7.3.1 ROM的发展 • ROM (Read Only Memory，只读存储器) • PROM (Programmable ROM，可编程ROM) • EPROM (Erasable Programmable ROM，可擦除可编程ROM) • E2PROM (Electrically Erasable Programmable ROM，电可擦除可编程ROM) • Flash ROM 闪存

18. 7.3.2 扩展ROM的芯片 • 2716、2732、2764、27128、27256、27512等； • Intel 公司27系列产品； • EPROM ——加电编程，紫外线可擦除； • 存储容量：2K、4K、8K、 16K、32K、64K； • 分别需要11、12、13、14、15、16根地址线; • 存储器容量(Q)与地址线数目(N)满足关系式： Q=2N

19. D D D D D D D D D D 2716芯片引脚

20. D D

21. 7.3.3 扩展ROM的接口电路 P0 D D

24. 访问片外ROM的时序 ： CPU在访问片外ROM的一个机器周期内，信号ALE出现两次（正脉冲），ROM选通信号也两次有效，这说明在一个机器周期内，CPU两次访问片外ROM，也即在一个机器周期内可以处理两个字节的指令代码，所以在51系列单片机指令系统中有很多单周期双字节指令。

25. P0 D D

26. D D

27. D D D G ALE

28. …

29. 7.4 MCS-51单片机数据存储器扩展 7.4.1 随机存储器概述 • 随机存储器（Random Access Memory），可以进行读写两种操作。 • 随机存储器(RAM)，分为静态(SRAM)和动态(DRAM)两种。 • SRAM： 加电即可保存信息； • DRAM：加电，不断进行周期性刷新，才可保存信息。

30. 7.4.2 扩展SRAM的芯片 • 6116、6264、62256等； • Intel 公司61(62)系列产品； • SRAM ——加电保存，掉电后信息消失； • 存储容量：2K、8K、32K； • 分别需要11、13、15根地址线; • 存储器容量(Q)与地址线数目(N)满足关系式： Q=2N

31. 6116芯片引脚

33. 12 6264芯片引脚 CE：片选信号

34. 6264工作方式

35. 7.4.3 扩展RAM的接口电路

36. 6264寻址范围 • A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 × × × 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 × × × 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 其8个重叠的地址范围为如下： 0000000000000000~0001111111111111，即0000H~1FFFH； 0010000000000000~0011111111111111，即2000H~3FFFH； 0100000000000000~0101111111111111，即4000H~5FFFH； 0110000000000000~0111111111111111，即6000H~7FFFH； 1000000000000000~1001111111111111，即8000H~9FFFH； 1010000000000000~1011111111111111，即A000H~BFFFH； 1100000000000000~1101111111111111，即C000H~DFFFH； 1110000000000000~1111111111111111，即E000H~FFFFH。

37. 外部RAM写时序图

38. 外部RAM读时序图

39. 线选法扩展两片6264 Q D LE

40. P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3P2.2 P2.1 P2.0 P0 • A15 A14 A13A12 A11A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 × × × 1 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 • P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3P2.2 P2.1 P2.0 P0 • A15 A14 A13A12 A11A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 × × × 0 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 6264寻址范围 1000H~17FFH 0800H~0FFFH

42. 6264寻址范围 • P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0 • A15 A14 A13A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 0 0 00 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0000H~1FFFH 地址唯一 • 0 0 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2000H~3FFFH地址唯一 • 0 1 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4000H~5FFFH地址唯一

43. Q D LE 7.5 存储器综合扩展 7.5.1 同时扩展ROM和RAM

44. 线选法地址范围： 2764(ROM)片选接P2.6 • P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0 • A15 A14 A13A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 × 0 × 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 地址为：0000H~1FFFH 6264(RAM)片选接P2.7 • P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0 • A15 A14 A13A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 0 × × 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 地址为：0000H~1FFFH

45. 4118(1) 4118(2)