单片机原理和科学应用技术第5章并行接口扩展1.ppt

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1、第5章MCS-51单片机外部并行接口扩展技术5.1系统总线扩展及编址技术5.2存储器扩展5.3并行口扩展5.4键盘/显示器接口扩展技术5.1系统总线扩展及编址技术5.1.1系统总线扩展MCS-51系列单片机系统扩展主要包括存储器扩展和I/O口的扩展。存储器扩展分为程序存储器的扩展、数据存储器的扩展。它们的扩展能力为：﹝1﹞程序存储器可扩展至64KB；﹝2﹞数据存储器可扩展至64KB；﹝3﹞I/O口的扩展；图5.1MCS-51系统扩展结构图单片机存储器的扩展过程中使用的外部总线有以下三种：﹝1﹞地

2、址总线：P0口(A0～A7)）,P2口(A8～A15)﹝2﹞数据总线：P0口(A0～A7)；﹝3﹞控制总线：控制信号的具体定义见表5.1。表5.1控制信号功能控制信号方向控制信号ALE输出P0口的地址锁存信号，用于低8位地址锁存控制。PSEN输出外部程序存储器读选通信号。EA输入片内/片外程序存储器访问的控制信号；EA=1时，在片内存储器范围内访问片内程序存储器，当超过片内存储器范围，自动访问片外程序存储器；当EA=0时，只能访问片外程序存储器。WR输出外部RAM或扩展I/O口写信号。RD输出外部

3、RAM或扩展I/O口读信号。图7-1(a)MCS-51访问外部程序存储器时序波形P1P2S1XTAL2(OSC)S2S3S4S5S6P1P1P1P1P1P1P2P2P2P2P2ALEPSENRDWR地址:A15~A8地址:A15~A8P2A7~A0指令A7~A0P0一个机器周期5.1.2编址技术线选法：一般是利用单片机的最高几位空余的地址线中的一根作为某一片存储器芯片或I/O接口芯片的“片选”控制线。译码器法：当应用系统中扩展芯片较多时，单片机空余的高位地址线不够用。这是常用译码器对空余的高位地址

4、线进行译码，而译码器的输出作为“片选”控制线。2．译码片选法3-8地址译码器：74LS138双2/4译码器74LS139引脚图5.2存储器扩展5.2.1程序存储器的扩展5.2.2数据存储器的扩展5.2.2非易失数据存储器的扩展5.2.1程序存储器的扩展EPROM的扩展方法基本扩展方法扩展存储器的：地址总线由P0口和P2口提供,具体使用多少由扩展容量决定;数据总线由P0口提供;CE决定地址范围,编织方式不同,连接方法不同(只有一片芯片时,直接接地,处于常选通状态).程序存储器OE信号由单片机的PSE

5、N线控制返回本节P1.7RST/VPDRXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1VSS12345678910111213141516171819208031805187514039383736353433323130292827262521222324VCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VppALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P

6、2.2P2.1P2.0P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0MCS-51单片机的引脚配置图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AB8～15ALE：地址锁存允许控制信号PSEN：片外程序存储器读控制信号RD：片外数据存储器读控制信号WR：片外数据存储器写控制信号EA：程序存储器选择5-3-3存储器与单片机的连接实例片选方法：1.线选法单片机剩余高位地址总线直接连接各存储器片选线。

7、2．译码片选法单片机剩余高位地址总线通过地址译码器输出片选信号。多片存储器芯片组成大容量存储器连接常用片选方法。二.扩充存储器容量地址线、数据线和读写控制线均并联。为保证并联数据线上没有信号冲突，必须用片选信号区别不同芯片的地址空间。5-2-1EPROM2716扩展多片片外程序存储器方法片选信号CE的连接决定每片芯片的地址范围．片选信号由线选法产生，P2.5为低电平时选中2764(a)为高电平时选中2764(b)因此:2764(a)的地址范围为0000H～1FFFH，而2764(b)的地址范

8、围为2000H～3FFFH。数据存储器的扩展下图是数据存储器的基本扩展电路。从图中可以看出，数据存储器的扩展电路中的控制信号是ＷＲ和ＲＤ。单片机的ＷＲ和ＲＤ分别接RAM的读允许和写允许，实现读/写控制。ＣＥ是RAM的片选端，在只有一个芯片的情况下，直接接地，处于常选通状态。当有多个扩展芯片时，ＣＥ的连接方式决定着它的地址范围。数据存储器基本扩展电路例三片8KB的存储器芯片组成24KB容量的存储器。确定各存储器芯片的地址空间：D0～7R/WCEA0～12D0～7R/WCE1A0～12