单片机存储器扩展

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1、第5章单片机存储器扩展一、教学要求：掌握：单片机系统扩展技术及应用系统设计方法。学会程序存储器和数据存储器的扩展方法。注意片内RAM和系统地址空间的使用分配以及一些常用扩展芯片的接口方法和访问控制方法。二、教学内容：5.1单片机系统扩展及结构5.2单片机存储器扩展与编址技术5.3单片机程序存储器扩展5.4单片机数据存储器扩展5.5存储器综合扩展5.6单片机存储器系统的特点和使用三、教学重点：单片机系统扩展技术及应用系统设计方法，程序存储器和数据存储器的扩展方法。四、教学难点：片内RAM和系统地址空间的使用分配以及一些常用扩展芯片的接口方法和访问控制方法。五、建议学时：4学时六

2、、教学内容：5-1系统扩展及结构单片机芯片内具有CPU、ROM、RAM、定时器/计数器及I/O口。但在实际应用中、大多数情况下仅靠片内资源是不够的。——资源性扩展：包括存储器扩展和I／O扩展。如何扩展?扩展功能如何实现?22扩展部件如何连接?整个扩展系统以单片机为核心，通过总线把各扩展部件连接起来，各扩展部件“挂”在总线上。所谓总线，就是连接系统中各扩展部件的一组公共信号线。包括：地址总线（AB）；数据总线（DB）；控制总线（CB）。存储器的连接存储器与微型机三总线的连接：1、数据线D0～n连接数据总线DB0～n2、地址线A0～n连接地址总线低位AB0～n。3、片选线CS连接

3、地址总线高位ABn+1。4、读写线OE、WE(R/W)连接读写控制线RD、WR。DB0～nAB0～NA0～NABN+1CSR/WR/W存储器微型机D0～n存储器与单片机的连接存储器与微型机三总线的一般连接方法和存储器读写时序：1.数据总线与地址总线为两组独立总线。22DB0～nAB0～nA0～nABn+1CSR/WR/W存储器微型机D0～nDB0～n地址输出数据有效AB0～nR/W数据采样存储器与单片机的连接2.微型机复用总线结构：数据与地址分时共用一组总线。单片机AD0～nALER/WD0～nA0～nR/W存储器DiQiG地址锁存器22ALE地址锁存地址锁存地址输出数据有效

4、地址输出数据有效AD0～n数据采样数据采样R/W5-1-1单片机扩展的实现l单片机扩展的首要问题就是构造系统总线，然后再往系统总线上“挂”存储芯片或I/O接口芯片。l“构造”总线——芯片本身并没有提供地址线和数据线。具体的构造方法说明如下：l以P0口的8位口线作地址／数据线。l复用技术——地址和数据进行分离。为此在构造地址总线时要添加一个8位锁存器。先把这低8位地址送锁存器暂存，然后就由地址锁存器给系统提供低8位地址，而把P0口线作为数据线使用。l以P2口的口线作高位地址线。l由P2口提供高8位，再加上P0口提供的低8位——64KB。但实际应用系统中，地址高位并不固定为8位，

5、而根据需要从P2口中引出。8位地址锁存器：74LS373、8282等。2280C51图5.2控制信号：构成扩展系统的控制总线。1.ALE作地址锁存的选通信号，以实现低8位地址的锁存。2.PSEN作扩展程序存储器的读选通信号。3.EA作内外程序存储器的选通信号。4.RD和WR作扩展数据存储器和I/O端口的读写选通信号。MCS-51用于扩展存储器的外部总线信号：P0.0～0.7：8位数据和低8位地址信号，复用总线AD0～7。P2.0～2.7：高8位地址信号AB8～15。ALE：地址锁存允许控制信号。：片外程序存储器读选通信号。：内外程序存储器选择。22：片外数据存储器读控制信号。

6、：片外数据存储器写控制信号。5-1-2总线扩展驱动当单片机外接芯片较多，超出总线负载能力，必须加总线驱动器。•单向驱动器74LS244用于地址总线驱动；•双向驱动器74LS255用于数据总线驱动。5-2存储器扩展及编址技术存储器结构框图22图5.6存储器逻辑结构图存储器内部为双向地址译码，以节省内部引线和驱动器。如：1K容量存储器，有10根地址线。单向译码需要1024根译码输出线和驱动器。双向译码X、Y方向各为32根译码输出线和驱动器，总共需要64根译码线和64个驱动器。存储器外部信号引线：D0～7数据线：传送存储单元内容。根数与单元数据位数相同。A0～9地址线：选择芯片内部

7、一个存储单元。根数由存储器容量决定。CS片选线：选择存储器芯片。当CS信号无效，其它信号线不起作用。R/W(OE/WE)读写允许线：打开数据通道，决定数据的传送方向和传送时刻。5-2-1存储器芯片的扩展Ø用多片存储器芯片组成微型计算机系统所要求的存储器系统。Ø要求扩充后的存储器系统引出线符合微型计算机的总线结构要求。22一、扩充存储器位数：例1：用2K×1位存储芯片组成2K×8位存储系统。当地址、片选和读写信号有效，可并行存取8位信息。例2：用2K×8位存储器芯片组成2K×16位存储器系统。CED0～7