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《单片机原理及应用 教学课件 作者 林毓梁 主编 第9章 系统扩展技术.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第9章系统扩展技术9.1系统扩展的概念及外部总线的实现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/0接口扩展系统扩展的含义单片机中虽然已经集成了CPU、I/O口、定时器、中断系统、存储器等计算机的基本部件（即系统资源），但是对一些较复杂应用系统来说,有时感到以上资源中的一种或几种不够用，这就需要在单片机芯片外加相应的芯片、电路，使得有关功能得以扩充，我们称为系统扩展（即系统资源的扩充）。9.1系统扩展的概念及外部总线的扩展接口的含义：接口是连接单片机与外围电路、芯片、设备（如I/O设备、A/D、D/A设
2、备）的中间环节。接口牵涉到包括外围电路、设备、芯片的结构、使用方法、时序要求；单片机本身的硬件、软件资源等很多问题。接口技术要解决系统扩展时单片机与相应芯片的接口（如地址总线、数据总线、控制总线的连接）与编程问题。系统扩展和接口技术一般有以下几方面内容：1.外部总线的扩展2.外部存储器的扩展3.输入、输出接口的扩展4.管理功能部件（如定时/计数器、键盘/显示器等）的扩展5.A/D和D/A的接口技术外部总线的扩展一、外部总线的扩展MCS-51外部三总线示意图地址锁存器的引脚和接口二、总线驱动在单片机应用系统中,扩展的三
3、总线上挂接很多负载,如存储器、并行接口、A/D接口、显示接口等,但总线接口的负载能力有限,因此常常需要通过连接总线驱动器进行总线驱动。总线驱动器对于单片机的I/O口只相当于增加了一个TTL负载,因此驱动器除了对后级电路驱动外,还能对负载的波动变化起隔离作用。在对TTL负载驱动时,只需考虑驱动电流的大小;在对MOS负载驱动时,MOS负载的输入电流很小,更多地要考虑电平的兼容和分布电容的电流。一般TTL电平和CMOS电平是不兼容的，CMOS电路能驱动TTL电路，而TTL电路一般不能驱动CMOS电路，在TTL电路和CMO
4、S电路混用的系统中，应特别注意。1．常用的总线驱动器系统总线中地址总线和控制总线是单向的,因此驱动器可以选用单向的,如74LS244。74LS244还带有三态控制,能实现总线缓冲和隔离。.系统中的数据总线是双向的,其驱动器也要选用双向的,如74LS245。74LS245也是三态的,有一个方向控制端DIR,DIR=1时输出(An→Bn),DIR=0时输入(An←Bn)。总线驱动器芯片管脚(a)单向驱动器；(b)双向驱动器1G，2G为H时，Y为高阻；1G，2G为L时，Y=AG为H时，Y为高阻；G＝L，DIR＝0；B→
5、AG＝L，DIR＝1；A→B2.总线驱动器的接口8051与总线驱动器的接口(a)P2口的驱动;(b)P0口的驱动9.2程序存储器的扩展MCS－51系列单片机数据存储器和程序存储器的地址空间是相互独立的。MCS－51系列单片机具有64K的程序存储器寻址空间和64K的片外数据存储器寻址空间。如果系统需要用到的存储器超过了单片机本身具有的容量，就要进行片外程序存储器或者数据存储器的扩展。程序存储器的扩展要解决的几个问题：.程序存储器的作用——存放程序代码或常数表格.扩展时所用芯片——一般用只读型存储器芯片（可以是EPR
6、OM、E2PROM、FLASH芯片等）。.扩展电路连接——用EPROM2716、2732等扩展程序存储器。.存储器地址分析——单片机输出什么地址值时，可以指向存储器中的某一单元。外部程序存储器的扩展图7.5MCS-51单片机程序存储器的扩展原理1.外部程序存储器的扩展原理与时序分析读外部程序ROM时序2.EPROM扩展芯片2716的引脚图2716容量：2K*8位2716有五种工作方式,见表7.1。2716工作方式选择2716与8031的连接图由图7.7可确定2716芯片的地址范围。方法是A10～A0从全0开始,然后从
7、最低位开始依次加1,最后变为全1,相当于211=2048个单元地址依次选通,称为字选。即地址与单元是多对一的关系3.E2PROM2864A的扩展2864A管脚及原理框图(a)管脚；(b)原理框图2864A工作方式2864A与8031的接口电路9.3数据存储器的扩展1.外部数据存储器的扩展方法及时序图7.10MCS-51数据存储器的扩展示意图读外部数据RAM时序2.静态RAM芯片6264管脚图I/O0~7：数据线A0～A12：地址线CE、CE：片选线OE：输出使能WE：写入使能VCC、GND：电源NC：未使用626
8、4的工作方式扩展6264静态RAM6264的8KB地址范围不唯一（因为A14A13可为任意值）,6000H~7FFFH是一种地址范围。当向该片6000H单元写一个数据DATA时,可用如下指令:MOVA,＃DATAMOVDPTA,＃6000HMOVX@DPTR,A从７FFFH单元读一个数据时,可用如下指令:MOVDPTR,＃7FFFH
