第7章-单片机存储器及IO口扩展ppt课件.ppt

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1、第七章单片机存储器及I/O口扩展系统扩展与结构程序存储器扩展数据存储器扩展I/O接口扩展系统扩展与结构系统扩展单片机中虽然已经集成了CPU、I/O口、定时器、中断系统、存储器等基本部件（即系统资源），但是对一些较复杂应用，往往以上资源不够用、功能不完善，这就需要在单片机芯片外增加相应的芯片、电路，使得有关功能得以扩充，称为系统扩展（即系统资源的扩充）。其中主要是存储器、I/O口的扩展。单片机系统扩展结构系统扩展以单片机为核心进行，扩展的外部器件均通过三总线与单片机（CPU）联接，即总线结构。扩展时将外部器件与三总线上的特定信号正确

2、联接在一起。系统总线(三总线)地址总线（AddressBusAB）作用：传送地址信号，用以选择存储单元或I/O端口。地址总线方向：单向单片机存储单元或I/O端口地址总线数目：n位地址总线2n存储单元51单片机地址总线：16条－64K数据总线（DataBusDB）作用:在单片机与存储单元或I/O口之间传送数据数据总线方向：双向数据总线数目：与单片机字长相同，8位，即8条控制总线（ControlBusCB）一组控制信号：单片机存储单元或I/O口存储单元或I/O口单片机扩展时应把单片机外部连线变为三总线结构形式，单片机的片外引脚

3、构造成的三总线结构：ABCBDB1．（DB）：由P0口提供。2．（AB）：由P0口和P2口提供，其宽度为16位，故最大寻址范围为64KB。P0口先输出低8位地址信息，待地址信息稳定并可靠锁存后，P0口再做数据总线使用。由于P2口一直提供高8位地址，故不需要外加地址锁存器。3．（CB）：包括片外系统扩展用控制线和片外信号对单片机的控制线。（1）/EA用于选择片内或片外ROM。（2）/PSEN用于片外ROM的读控制。执行指令MOVC时(/EA=0)，该信号自动生成。（3）/RD、/WR用于片外RAM的读／写控制。当执行指令MOVX时，

4、这两个信号分别自动生成。（4）ALE用于锁存P0口输出的低8位地址。ALE在P0口输出地址期间，用下降沿控制锁存器对地址进行锁存。编址技术编址就是使每一个存储单元或接口对应一个地址码，这通过设计译码电路实现，当单片机输出一个地址码，经译码电路译码产生选通信号，可以选中唯一的单元或接口。当需要扩展多片ROM、RAM、I/O接口时，编址又分两个层次：芯片的选择和芯片内部存储单元及端口的选择（先选中芯片再选择该芯片内单元、端口），设计者只设计芯片译码电路，芯片内的编址由芯片内部译码电路完成。一般芯片内部地址译码使用低位地址，剩下的高位地

5、址作为芯片选择使用。芯片编址技术（译码方法）：线选法：直接用系统高位地址线作芯片片选信号。芯片地址不连续，地址重叠多，占用地址空间多。译码法：使用译码器对系统高位地址译码，将译码电路的输出作为芯片片选信号。译码电路可使用译码芯片，如74LS139（双2－4译码器）如74LS138（3－8译码器）74LS139真值表74LS138真值表程序存储器扩展两种ROM芯片/CE：片选/OE：读选通2716工作方式芯片内部存储单元的数目取决于地址位数，n位地址可以产生2n个连续地址码，有2n个存储单元，所以2716有211=2k个单元。扩展一

6、片2716若将没用到的地址定为“0”，则本例2716的地址范围：8000H～87FFH。P2口剩余的口线不能再作I/O口线使用，可以悬空。/OE=0，G=1时，输出Q=输入D(锁存器内容更新，透明)；/OE=0，G=0时，输出Q不变（下降沿时刻锁存）；当/OE=1时，输出高阻态锁存器74LS373介绍两片2764扩展（1）（2）2764为8K若没用到的地址为“0”，则本例1#地址范围：0000H～1FFFH；2#地址范围：8000H～9FFFH。芯片地址不连续，地址有重叠数据存储器扩展两种RAM芯片/CE：片选/OE：读选通/WE

7、：写选通6116工作方式6116有11位地址，所以6116有211=2k个单元。扩展一片6116若将没用到的地址定为“0”，则本例6116的地址范围：0000H～07FFH。4片6116扩展采用的是线选法。若没用到的地址为“0”，则各芯片由右到左地址范围：7000H～77FFH、6800H～6FFFH、5800H～5FFFH、3800H～3FFFH。芯片地址不连续，地址有重叠。一般采用译码法，考虑一下如何设计？特点：各芯片片选信号不同，其它并连。同时扩展ROM与RAM若没用到的地址为“0”，则两芯片地址范围相同：0000H～1FF

8、FH。两芯片中相同的地址单元将会同时选通，但不会发生地址冲突，因为两种芯片的控制信号不一样。I/O接口扩展I/O接口包括输入接口、输出接口、输入/输出接口。可分为简单（不可编程）接口、多功能（可编程）接口。简单接口功能单一，占据一个地址。*输入接口