51单片机教程第8章

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第8章 MCS-51单片机 扩展存储器设计

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8.1 概述片内的资源如不满足需要，需外扩存储器和I/O功能 部件。 系统扩展主要内容有： (1)外部存储器的扩展(外部RAM、ROM) (2) I/O接口部件的扩展。 本章介绍如何扩展外部存储器，

I/O接口部件的扩展下一章介绍。

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8.1.1 最小应用系统

8051/8751最小应用系统返回

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8031最小应用系统

返回

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8.1.2 系统扩展的三总线结构

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MCS-51单片机外部存储器结构:哈佛结构 。 MCS-96单片机存储器结构:普林斯顿结构。 MCS-51 RAM和ROM的最大扩展空间各为64KB。 系统扩展首先要构造系统总线。 8.2 系统总线及总线构造 8.2.1 系统总线

按功能把系统总线分为三组： 1.地址总线(Adress Bus,简写AB) 2.数据总线 (Data Bus,简写DB) 3.控制总线(Control Bus,简写CB)

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8.2.2 构造系统总线

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地址锁存器74LS373

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1. 以P0口作为低8位地址/数据总线。 2.以P2口的口线作高位地址线。 3.控制信号线。 *ALE —— 低8位地址锁存信号。 *PSEN*—— 扩展程序存储器读选通信号。 *EA* —— 内外程序存储器选择信号。 *RD*和WR* —— 扩展RAM和I/O口的读选通、 写选通信号。

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8.2.3 单片机系统的串行扩展技术 优点：串行接口器件体积小，与单片机接口时需要的I/O 口线少, 可靠性提高。

缺点:串行接口器件速度较慢在多数应用场合，还是并行扩展占主导地位。 8.3 读写控制、地址空间分配和外部地址锁存器 8.3.1 存储器扩展的读写控制 RAM芯片：读写控制引脚OE*和WE* ,与RD*和WR*相连。 EPROM芯片：只有读出引脚，OE* ,与PSEN*相连。

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8.3.2 存储器地址空间分配PSEN P2.2--P2.0A0~A7 A8~A10 OE CS WE OE A0~A7 WE OE A8~A10

P0ALE WR RD

373 G

2716D7~D0

6116(2)D7~D0 CE

6116(1)D7~D0 CE

8031P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7

ALE

+5V

A B C G2A G2B G1

AD0~AD7

PAPB

Y2 Y1 Y0

RD WE CE

8155 PC

P1.0

IO/ M

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线选法和地址译码法 1. 线选法 直接用系 统的高位地址 线作RAM芯 片的片选信号。例: 外扩8KB EPROM (2片2732) 4KB RAM (2片6116)

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2732:4KB ROM,12根地址线A0~A11,1根片选线 6116:2KB RAM,11根地址线A0~A10,1根片选线 片选端低电平有效 地址范围： 2732(1)的地址范围：7000H~7FFFH; 2732(2)的地址范围: B000H~BFFFH; 6116(1)的地址范围：E800H~EFFFH; 6116(2)的地址范围：D800H~DFFFH。 线选法特点 优点：电路简单，不需另外增加硬件电路，体积小， 成本低。 缺点：可寻址的器件数目受限，地址空间不连续。 只适于外扩芯片不多，规模不大的单片机系统

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2. 译码法 常用译码器芯片： 74LS138(3-8译码器)

74LS139(双2-4译码器)74LS154(4-16译码器) 全译码：全部高位地址线都参加译码； 部分译码：仅部分高位地址线

参加译码。 (1)74LS138(3~8译码器)

当译码器的输入为某一个固定编码时，其输出只有某 一个固定的引脚输出为低电平，其余的为高电平。

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74LS138译码器真值表输G1 G2A* G2B*

入C B A

输

出

Y7* Y6* Y5* Y4* Y3* Y2* Y1* Y0*

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( 2) 74LS139(双2-4译码器) 真值表如表8-2(P168)所示。

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例: 要扩8片8KB的RAM 6264,如何通过74LS138把64KB空 间分配给各个芯片？

采用全地址译码方式，单片机发地址码时，每次只能选 中一个存储单元。同类存储器间不会产生地址重叠的问题。

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如果用74LS138把64K空间全部划分为每块 4KB,如何划分？

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8.3.3 外部地址锁存器PSEN P2.2--P2.0A0~A7 A8~A10 OE CS WE OE A0~A7 WE OE A8~A10

P0ALE WR RD

373 G

2716D7~D0

6116(2)D7~D0 CE

6116(1)D7~D0 CE

8031P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7

ALE

+5V

A B C G2A G2B G1

AD0~AD7

PAPB

Y2 Y1 Y0

RD WE CE

8155 PC

P1.0

IO/ M

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8.3.3 外部地址锁存器 常用地址锁存器芯片: 74LS373、8282、74LS573 1. 锁存器74LS373(带有三态门的8D锁存器)

D7~D0: 8位数据输入线 Q7~Q0: 8位数据输出线。 G:数据输入锁存选通信号 OE*: 数据输出允许信号

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2. 锁存器8282 功能及内部结构与74LS373完全一样，只是其引脚的 排列与74LS373不同

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