单片微型计算机原理及应用 教学课件 作者 赵广复 第9章　MCS—51单片机的系统扩展.ppt

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1、单片微型计算机原理及应用第9章　MCS—51单片机的系统扩展第9章　MCS—51单片机的系统扩展9.1　系统总线及总线构造9.2　程序存储器的扩展9.3　数据存储器的扩展9.4　并行I/O端口的扩展9.1　系统总线及总线构造9.1.1　系统总线的概念第2章已经叙述过MCS—51单片机的片外三总线结构。对于单片机系统而言，系统总线是指连接单片机扩展系统内各部件，用于相互传送数据信息、地址信息和控制信息的一组标准的公共信息传输线，采用并行结构，并将所有的信息传输线按照功能分成用于单向传输地址信息的地址总线AB、用于双向传输数据信息的数据总线DB和用于传输控制

2、信息的控制总线CB。9.1.2　系统总线的构造方法1.构造的概念2.系统总线的构造方法(1)数据总线DB　采用P0口的8根口线直接构造8位数据总线D0～D7。9.1　系统总线及总线构造(2)地址总线AB　采用P0口的8根口线和ALE引脚、外加1个8位锁存器构造地址总线的低8位A0～A7。(3)控制总线CB　采用单片机提供的独立控制信号线和P3口的部分第二功能口线构成控制总线。图9-1　典型的系统总线构造图9.2　程序存储器的扩展9.2.1　外部程序存储器的操作时序MCS—51系列单片机扩展外部程序存储器的硬件电路如图9⁃2所示。(1)ALE　低8位地址锁

3、存控制信号。(2)　外部程序存储器“读出”控制，该管脚接外扩EPROM的OE管脚。(3)　读片内、片外程序存储器选择控制。9.2　程序存储器的扩展图9-2　MCS—51单片机外部程序存储器的扩展9.2　程序存储器的扩展图9-3　单片机访问外部程序存储器的时序图9.2　程序存储器的扩展图9-4　常用地址锁存器的管脚图9.2.2　地址锁存器及EPROM、EEPROM芯片介绍1.地址锁存器9.2　程序存储器的扩展图9-5　常用的地址锁存器与单片机的连接图9.2　程序存储器的扩展图9-6　27C64管脚图2.采用EPROM扩展单片机的程序存储器9.2　程序存储器

4、的扩展(1)A0～A12　13条地址线，可寻址8KB。(2)D0～D7　数据总线。(3)　片选线。(4)　数据输出选通线。(5)　编程脉冲输入。(6)Vpp编程电源。9.2　程序存储器的扩展图9-7　27C64与单片机的连接图9.2　程序存储器的扩展3.采用EEPROM扩展单片机的程序存储器1)对硬件电路没有特殊要求，操作十分简便。2)采用+5V电擦除的EEPROM后，通常不需要设置单独的擦除操作，在对芯片进行编程的同时自动完成擦除工作。3)不仅可用于外扩程序存储器也可用于外扩数据存储器。图9-8　28C17管脚分布图9.2　程序存储器的扩展图9-9　单

5、片机与28C17的连接图9.3　数据存储器的扩展9.3.1　外部数据存储器的操作时序单片机片外扩展RAM时，应将单片机的脚与RAM芯片的管脚相连，与RAM芯片的相连。ALE信号的作用与单片机片外扩展EPROM时的作用相同，即锁存低8位地址。图9-10　片外数据存储器的读时序9.3　数据存储器的扩展图9-11　片外数据存储器的写时序9.3　数据存储器的扩展图9-12　6116管脚图9.3.2　常用的单片机外部数据存储器9.3　数据存储器的扩展(1)A0～A10　11条地址总线，可寻址2KB。(2)D0～D7　8条数据总线。(3)　片选线。(4)　写允许线。

6、(5)　读允许线。图9-13　6116与单片机的连接图9.4　并行I/O端口的扩展9.4.1　并行I/O端口扩展概述单片机内有4个并行I/O口，通常P2口用作高8位地址线，P0口用作低8位地址线及数据总线，而P3口一般作为双功能口，因此只有P1口才可作为并行I/O口使用。在设计单片机应用系统时，一般都需要在单片机的片外扩展并行I/O接口，以满足系统的要求。1)采用TTL或CMOS系列的三态门电路或锁存器电路芯片进行扩展，如74LS373、377、244、245等。2)利用串行口的工作方式0进行扩展，如74LS164、165移位寄存器芯片(详见第8章)。3

7、)利用可编程并行接口芯片进行扩展，如8255、8155、8156、87C59PE等。9.4　并行I/O端口的扩展9.4.2　用数据总线和中小规模集成电路扩展I/O口在MCS—51单片机应用系统中，采用TTL或CMOS（中规模集成电路）锁存器、三态门等,通过P0口常常可以构成各种类型的简单I/O口。这种I/O口一般都是通过P0口扩展，具有电路简单、成本低、配置灵活方便的特点，故在单片机应用系统中被广泛采用。1.用锁存器74LS377扩展简单的8位输出口图9-14　74LS377的引脚图与功能特性a)引脚图　b)功能特性9.4　并行I/O端口的扩展图9-15

8、　74LS377与MCS—51的连接图9.4　并行I/O端口的扩展图9-16　7