单片机嵌入式系统原理及应用贾好来单片机系统扩展与接口技术

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1、1第9章8051单片机系统扩展与接口技术2单片机应用系统必然包含合适的外围器件。外围器件与单片机的接口是单片机应用系统至关重要的环节。本章主要讲述8051单片机与常见的程序存储器、数据存储器、数字I/O通道的接口技术，模拟输入输出通道和单片机的接口技术。3本章内容9.18051程序存储器的扩展9.28051数据存储器扩展9.38051的I/O接口扩展9.4键盘与显示器接口9.58051单片机和A/D及D/A的接口9.6单总线1-Wire接口的温度传感器DS18B20及其应用49.18051程序存储器的扩展存储器分类：只读存储器(ROM)：ROM中的信息一旦写入之后，

2、就不能随意更改，特别是不能在程序运行的过程中写入新的内容，故称之为只读存储器。ROM又分为：掩膜ROM、可编程ROM、EPROM、E2PROM、FlashROM等。随机存储器(RAM)：RAM在程序运行过程中可根据需要随时更改其中的内容，断电后不能保存数据。E2PROM(EEPROM):是一种用电信号编程、电信号擦除的ROM芯片，写入的速度比较慢，但断电后能够保存信息。5FlashROM:又称闪烁存储器，是非易失性、电擦除型存储器。其特点是可快速在线修改其存储单元中的数据，标准改写次数可达1万次。与E2PROM相比，FlashROM的读写速度都很快。由于其性能比E2

3、PROM要好，所以目前大有取代E2PROM的趋势。MCS-51系列单片机具有64KB的程序存储器空间，其中8051、8751型单片机含有4KB的片内程序存储器,而8031型单片机则无片内程序存储器。当采用8051、8751型单片机而程序超过4KB,或采用8031型单片机时,就需要进行程序存储器的扩展。69.1.18051外部程序存储器的操作时序图9-1是与访问外部程序存储器有关的时序图。其中a)是没有访问外部数据存储器，即没有执行MOVX类指令情况下的时序；b)是访问外部数据存储器操作时的时序。CPU由外部程序存储器取指时，16位地址的低8位PCL由P0输出，高8位

4、PCH由P2输出，而指令由P0输入。789在不执行MOVX指令时，P2口专用于输出PCH，P2有输出锁存功能，可直接接至外部存储器的地址端，无需再加锁存。P0口则作分时复用的双向总线，输出PCL，输入指令。在这种情况下，每一个机器周期中，允许地址锁存信号ALE两次有效，在ALE由高变低时，有效地址PCL出现在P0总线上，低8位地址锁存器应在此时把地址锁存起来。同时也是每个机器周期两次有效，用于选通外部程序存储器，使指令送到P0总线上，由CPU取入。10当系统中接有外部数据存储器，执行MOVX指令时，时序有些变化，见图b)若执行的是MOVX@DPTR指令，则此地址就是

5、DPL值(数据指针的低8位)，同时，在P2口出现有效的DPH值(数据指针的高8位)；若执行的是MOVX@Ri指令，则此地址就是Ri的内容，同时在P2口线上出现的将是专用寄存器P2(即口内锁存器)的内容。119.1.2并行EEPROM及其扩展AT28C64B是ATMEL公司生产的高速并行EEPROM，存储容量8k×8bit；读取时间70ns，最大页写入时间10ms；工作电流为40mA，待机电流100μA；硬件和软件数据保护；数据轮询和触发位用于写结束检测；可靠性高：100000次擦写，数据可保存10年；单电源供电，其引脚和内部框图如图9-2：12a)引脚图b)内部结构

6、框图图9-2AT28C64的引脚和内部结构框图A0~A12：地址线；I/O0-I/O7：数据的输入输出；：芯片使能，低电平有效；：输出使能，低电平有效；：写使能，低电平有效。对AT28C64的读写对AT28C64的读写和SRAM相同，无非是写入时间略长。在写入命令发出后，需要判断写入过程是否结束。工程上常采取延时的方法或查询I/O7，也就是所谓的轮询功能。轮询功能是指在28C64写入期间，如果读取I/O7上的数据，则得到最后一次写入数据的补码，即如果在I/O7写入的数据为逻辑“1”，则读出的数据为“0”；反之，如果在I/O7写入的数据为逻辑“0”，则读出的数据为“1

7、”。当写入过程结束，则从I/O7引脚读出的数据是真实的写入数据。131428C64和89S52的连接28C64既可作为外部程序存储器，又可作为数据存储器。在写入期间，单片机通过查询I/O7引脚状态，来判断写入过程是否结束。28C64的片选信号由P2.7提供。因28C64可作为外部程序存储器和外部数据存储器合并使用，故将信号和加到与门74HC08上，并将其输出与28C64的数据输出允许信号相连。15图9-3AT89S52单片机和AT28C64的接口16例9-1根据AT89S52单片机和AT28C64的接口电路，编写对AT28C64进行写操作的字程序。要写入的数据区