单片机原理与应用课件第8章mcs51单片机系统的扩展技术

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1、第4章MCS-51单片机系统的扩展技术4.1MCS-51单片机系统扩展概述4.2存储器的扩展4.3并行I/O口的扩展4.4时钟芯片的扩展4.5系统监控芯片的扩展4.6总线接口扩展1MCS-51单片机的最小应用系统维持单片机运行的最基本的配置系统，构成单片机最小应用系统。对于8051、8751和8951等片内有RAM、EPROM或FlashROM等的系统来讲，单片机与晶振电路及开关、电阻、电容等构成的复位电路组成单片机最小应用系统。对于不带片内ROM的单片机如8031，需要在片外扩展ROM之后才能构成最小系统。

2、2MCS-51单片机的最小应用系统3MCS-51单片机的最小应用系统51系列单片机有很强的外部扩展能力。外部扩展可分为并行扩展和串行扩展两大形式。早期的单片机应用系统以采用并行扩展为多，近期的单片机应用系统以采用串行扩展为多。外部扩展的器件可以有ROM、RAM、I/O口和其他一些功能器件，扩展器件大多是一些常规芯片，有典型的扩展应用电路，可根据规范化电路来构成能满足要求的应用系统。44.1MCS-51单片机扩展概述单片机并行扩展时外部引线分为三组总线：数据线、地址线、控制线。系统扩展就是将需要的外部资源挂接到

3、这三组总线上，使其能够与CPU正确通信，完成数据交换。54.1.1MCS-51单片机外部扩展原理64.1.2MCS-51单片机系统地址分配在单片微机应用系统中，为了唯一地选择片外某一存储单元或I/O端口，需要进行二次选择。一是必须先找到该存储单元或I/O端口所在的芯片，称为“片选”，二是通过对芯片本身所具有的地址线进行译码，然后确定唯一的存储单元或I/O端口，称为“字选”。“片选”保证每次读或写时，只选中某一片存储器芯片或I/O接口芯片。常用的方法有三种：“线选法”、“部分译码法”、“全译码法”。74.1.2

4、MCS-51单片机系统地址分配线选法：先将扩展芯片的地址线与单片机的地址总线从低位开始顺次相连后，剩余的高位地址线的一根或几根直接连接到各扩展芯片的片选线上。84.1.2MCS-51单片机系统地址分配部分译码法和全译码法94.2存储器扩展存储器是计算机系统中的记忆装置，用来存放要运行的程序和程序运行所需要的数据。单片机系统扩展的存储器通常使用半导体存储器，根据用途可以分为程序存储器（一般用ROM）和数据存储器（一般用RAM）两种类型。104.2.1程序存储器ROM扩展114.2.2读写存储器RAM扩展124.

5、2.3MCS-51对外部存储器的扩展134.3并行I/O接口扩展在单片机的I/O口线不够用的情况下，可以借助外部器件对I/O口进行扩展。可供选用的器件很多，方案也有多种。单片机并行I/O口扩展方法：（1）并行总线扩展的方法（2）串行口扩展方法（3）I/O端口模拟串行方法14并行总线扩展I/O接口①访问扩展I/O口的方法与访问数据存储器完全相同，使用相同的指令，所有扩展的I/O口与片外数据存储器统一编址。②利用并行总线扩展的方法扩展外部并行I/O口时，必须注意P0,P2口的负载问题，若负载能力不够，必须进行总线

6、驱动能力扩展。③扩展外部并行I/O口对外设的硬件具有依赖性（驱动功率、电平匹配、干扰抑制、隔离等）。154.3.2普通并行I/O口扩展利用TTL或CMOS电路的缓冲驱动器（74244、74245）和锁存器（74273、74373、74377），通过P0口构成各种类型的输入/输出口。这些类型的芯片具有数据缓冲或锁存功能，但没有地址线和读写控制线，仅有数据输入/输出线和选通控制端。因此这类芯片扩展并行I/O口的方法与扩展数据存储器不同。其选通端应由地址线和控制线的组合控制。16扩展并行输出口带数据使能端正边沿触发

7、的高速D触发器7437717扩展并行输出口三态正边沿触发的高速D触发器7437418194.3.3可编程并行I/O接口208255A应用实例218255A各端口的地址A口：0111111111111100B7FFCHB口：0111111111111101B7FFDHC口：0111111111111110B7FFEH控制：0111111111111111B7FFFH228255的应用例：从8255A的A口读入数据，送到8255A的B口输出解：MOVDPTR，#7FFFHMOVA，#90H；MOVX@DPTR，A

8、MOVDPTR，#7FFCHMOVXA，@DPTRMOVDPTR，#7FFDHMOVX@DPTR，A234.6串行扩展总线接口技术一、串行扩展特点：⑴最大程度发挥最小系统的资源功能。⑵简化连接线路，缩小印板面积。⑶扩展性好，可简化系统的设计。⑷串行扩展的缺点:数据吞吐容量较小，信号传输速度较慢，但随着CPU芯片工作频率的提高，以及串行扩展芯片功能的增强，这些缺点将逐步淡化。244.6串行扩展总线接口