第7章AT89C51单片机系统扩展1课件.ppt
《第7章AT89C51单片机系统扩展1课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第7章AT89C51单片机系统扩展1课件.ppt(40页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第第7章章 AT89C51单片机系统扩展单片机系统扩展 张定祥制作张定祥制作 7.1 AT89C51单片机系统的扩展及结构单片机系统的扩展及结构 7.2 AT89C51单片机的存储器扩展单片机的存储器扩展7.3 并行并行I/O口扩展口扩展实训八:用实训八:用8255实现接口扩展实现接口扩展小结小结习题与思考题习题与思考题7.1 AT89C51单片机系统扩展及结构单片机系统扩展及结构7.1.1 系统总线系统总线 所谓系统总线,就是连接计算机中各部件以进行信息传输的一组公共信号线。按其功能通常把系统总线分为三组,即地址总线(AB)、数据总线(DB)和控制总线(CB),如图7-1所示。XTAL1 X
2、TAL2 地址锁存器P2888A15A8A7A0D7D0 (AB)(DB) (CB)TXDRXDVccVss图7-1 MCS-51单片机的扩展三总线P0ALET0RDWRPSENINT0INT1T1RESETEA(1)地址总线(Address Bus,简写为AB) 在地址总线上传送的是地址信号,用于存储单元和I/O端口的选择。在51系列单片机中,由P2口提供高8位地址线,由P0口提供低8位地址线,故最多可以扩展64KB个地址单元。在实际应用中,由于P0口为分时复用地址/数据线,需要外加地址锁存器锁存低8位地址,通常选用的地址锁存器是74LS373。(2)数据总线(Data Bus,简写为DB)
3、 数据总线用于在单片机与存储器之间或单片机与I/O端口之间传送数据。单片机系统数据总线的位数与单片机处理数据的字长一致。 (3)控制总线(Control Bus,简写为CB) 控制总线可以用来传送使单片机中各部件协调工作的定时信号和控制信号,从而保证正确执行指令所要求的各种操作。系统扩展用控制总线: 、 :用于片外数据存储器(RAM)读、写控制信号线。 :用于片外程序存储器(ROM)取指令控制信号线。 ALE:用于锁存P0口输出的低8位地址A0A7的控制信号线。它通常在下降沿控制锁存器锁存地址信号。 :用于选择片内或片外程序存储器。片外信号对单片机的控制线: 、 :用作外部中断输入线,其触发方
4、式可由程序设定。 T0、T1:既可以用作单片机的内部定时器,也可以作为单片机的外部计数器,以实现外部对单片机工作的控制。 RESET:复位信号输入线。当该引脚保持2个机器周期以上的高电平(通常为10ms)时,可使单片机复位。RDWRPSENEAINT0INT17.1.2 存储器扩展的编址技术存储器扩展的编址技术 片内片外程序存储器的选择靠硬件结构实现:当 =0(低电平)时,不论片内有无程序存储器,CPU都从外部程序存储器0000H单元开始访问;当 =1(高电平)时,则先访问片内程序存储器,当PC值超过片内ROM范围时,则自动转向执行片外程序存储器中的程序,但只能从1000H单元开始。 所谓存储
5、器编址,就是使用系统提供的地址总线(A0A15),通过适当的连接方式,最终达到一个编址唯一地对应存储器中一个存储单元的目的。在进行存储器扩展时,可供使用的编址方法有两种,即线选法和译码法。 EAEA(1)线选法 所谓线选法,就是将存储器芯片的地址线与单片机系统的地址线依次相连后,剩余的高位地址线直接作为存储器芯片的片选信号。 特点:简单明了,不需另外增加电路。 缺点:存储空间不连续,存在空地址。 适用于小规模单片机系统的存储器扩展。 (2)译码法 所谓译码法,就是使用译码器对系统的高位地址进行译码,以其译码输出作为存储芯片的片选信号。 特点:存储空间连续,没有空地址,但需增加译码器电路,硬件比
6、线选法复杂。 适用于大容量多芯片存储器扩展。 【例【例7.1】现有2K8位存储器芯片,需扩展为8K8位存储器结构。试采用线选法进行扩展。 【例7-2】现有2K8位存储器芯片,需扩展8K8位存储器结构。试采用译码法进行扩展。7.2 AT89C51单片机的存储器扩展单片机的存储器扩展 存储器主要是存放程序或数据。按照存储器存取功能的不同,半导体存储器又可分为只读存储器(ROM)和随机存储器(RAM)。7.2.1 程序存储器的扩展程序存储器的扩展 AT89C51单片机内部有4KB Flash ROM,当程序大于4KB时,就需要扩展程序存储器。 单片机系统中最常见的程序存储器是用紫外线擦除的27系列E
7、PROM芯片,如27C64(8KB)、27C128(16KB)、27C256(32KB)以及27C512(64KB)等。在一些特殊的场合,可能需要系统有在线编程功能,这时就只能用E2PROM和Flash ROM作为程序存储器了。(1)EPROM 紫外线可擦除的可编程半导体只读存储器。一般以27开头,双列直插式28脚封装结构,掉电后信息不会丢失,编程时需要专用的编程器写入。27系列芯片上一般都有一个小石英窗口,用于擦除其中的信息,当写入调试好的程序后,一定要将小石英窗口用不透明的胶纸帖上,否则,阳光中的紫外线可能会破坏其中的信息。常用EPROM芯片有 Intel 2716 (2KB8位)、273
8、2 (4KB8位)、2764 (8KB8位)、27128(16KB8位)、27256(32KB8位)、27512(64KB8位)。 在此以2764作为单片机程序存储器扩展的典型芯片为例进行说明。 2764的引线 2764是的管脚图如图7-5所示。 A12A0:13位地址信号输入线,说明芯片的容量为8K个存储单元。 D7D0 :8位数据输入线,表明芯片的每个存贮单元存放一个字节。 :片选输入信号线。当它为有效低电平时,能选中该芯片。 :输出允许信号。当为低电平时,芯片中的数据可由D7D0输出。 :编程脉冲输入端。当对EPROM编程时,由此加入编程脉冲。读时为高电平。CEOEPGMVppA12A7
9、A6A5A4A3A2A1A0D0D1D2GNDVccPGMNCA8A9A11A10OECED7D6D5D4D32764图7-5 EPROM封装引脚图11415282764的连接使用 a. 地址线的连接b. 数据线的连接c. 控制线的连接P2A12|A8ALEA7|A0P0D7|D0高5位地址线低8位地址线8位数据线地址锁存器74LS373PSENOEEACE89C51图7-6 单片ROM扩展连线图2764(2)E2PROM 电可擦除可编程只读存储器。一种掉电后数据不丢失的存储器芯片。E2PROM的使用非常简单方便,不用紫外线擦除,在单一的+5V电压下写入的新数据即覆盖了旧数据。 在此以E2PR
10、OM2864芯片为例进行介绍。它是8KB电可擦除可编程只读存储器,采用单一的+5V供电,最大工作电流为160mA,具有28个引脚的双列直插式集成电路芯片。 由于片内设有编程所需的高压脉冲产生电路,因此无需编程电源和编程脉冲即可完成写入工作。既可作为程序存储器也可作为数据存储器使用,只是连接方法有所不同。 E2PROM2864芯片引脚分布如图7-7所示,各引脚的含义如下: A0A12为13根地址线,可寻址片内8KB。 D0D7为数据输入/输出线。 为片选输入线,当为低电平时选中该芯片。 为数据输出选通线,当为低电平时数据可由D0D7输出。 WE为写入使能端,当为低电平时数据可写入片内。 VCC为
11、电源,一般为+5V。CEOENCA12A7A6A5A4A3A2A1A0D0D1D2GNDVccNCA8A9A11A10OECED7D6D5D4D32864WE图7-7 E2PROM2864芯片封装引脚图1281415(3)闪速存储器 可编程可擦除的ROM(简称PEROM)。具有掉电情况下信息可保存,且可以在线写入(写入前自动擦除)等特点,写入时可以按页连续字节写入,读出也是快速的。它有比E2PROM更优越的性能和更低的价格。很多厂商都生产Flash芯片,如ATMEL 公司的AT29C256(32KB Flash)、AT29C512(64KB Flash)等。 下面以AT29C256芯片为例介绍
12、闪速存储器的有关知识和使用方法。AT29C256芯片的容量为32KB,引脚数量为28条。 AT29C256芯片的引脚排列如图7-8所示。 主要引脚功能如下: A0A14:地址线,可寻址片内32KB。 I/O0I/O7:三态双向数据线。 :片选信号线,低电平输入有效。 :输出允许(读允许)信号线,低电平输入有效。 :写允许信号线,低电平输入有效。CEOEWEA12A7A6A5A4A3A2A1A0GNDVccA8A9A11A10OECEA14图7-8 Flash ROM ATC29C256芯片引脚图1281415WEI/O0I/O1I/O2I/O7I/O6I/O5I/O4I/O3A13AT29C2
13、567.2.2 数据存储器的扩展数据存储器的扩展 单片机系统扩展数据存储器按存储器接口类型可分为两种,即扩展并行接口的数据存储器和扩展串行接口的数据存储器。传统的扩展数据存储器的方法即是指扩展并行接口的数据存储器。 (1)数据存储器的扩展概述 单片机与数据存储器的连接方法和程序存储器连接方法大致相同,简述如下: a. 地址线的连接,与程序存储器连法相同。 b. 数据线的连接,与程序存储器连法相同。 c. 控制线的连接,主要有下列控制信号: 存储器输出信号和单片机读信号相连即和P3.7相连。 存储器写入信号和单片机写信号相连即和P3.6相连。 ALE:其连接方法与程序存储器相同。 使用时应注意,
14、访问内部或外部数据存储器时,应分别使用MOV及MOVX指令。OE外部数据存储器通常设置二个数据区: 低8位地址线寻址的外部数据区。此区域寻址空间为256个字节。CPU可以使用下列读写指令来访问此存贮区。 读存储器数据指令:MOVXA,Ri 写存储器数据指令:MOVXRi,A 由于8位地址线寻址指令占字节少,程序运行速度快,所以经常采用。 16位地址线寻址的外部数据区。当外部RAM容量较大,要访问RAM地址空间大于256个字节时,则要采用如下16位寻址指令。 读存储器数据指令:MOVXA,DPTR 写存储器数据指令:MOVXDPTR,A 由于DPTR为16位的地址指针,故可寻址64KB RAM字
15、节单元。(2)数据存储器扩展使用的典型芯片数据存储器扩展常使用随机存储器芯片,用得较多的是Intel公司的6116(容量为2KB8bit)和6264(容量为8KB8bit)。(3)数据存储器扩展方法 单片数据存储器扩展 89C51与6264的连接如表7-10所示。多片数据存储器扩展7.3 并行并行I/O口扩展口扩展 在51系列单片机的4个并行I/O口中,P0口和P2口通常用作地址线,不能作I/O口,P3口作为第二功能使用时,某些位要做控制线使用,所以只有P1口可以完全作为I/O口使用。因此,对复杂的应用系统往往不够用,必须进行I/O口扩展。 51系列单片机的片外扩展I/O口和片外RAM统一编址
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第7章 AT89C51单片机系统扩展1课件 AT89C51 单片机 系统 扩展 课件
限制150内