2019年单片机系统扩展技术课件.ppt

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1、第六章单片机系统扩展技术6-1单片机系统扩展的基本概念6-2程序存储器扩展技术6-3数据存储扩展6-4输入/输出口扩展6-1MCS-51单片机系统扩展的基本概念单片机在一块芯片上集成了计算机的主要硬件资源。因此，在智能仪器仪表，小型检测及控制系统中，往往直接采用单片机构成最小应用系统而不再扩展外围芯片。但是，在许多情况下，例如构造一个机电测控系统时，考虑到传感器接口，伺服控制接口以及人机对话接口等需要，最小应用系统不能满足系统功能要求，必须在片外扩展相应的外围芯片，这就是单片机系统扩展。单片机系统

2、扩展一般包括程序存储器(ROM或EPROM)扩展、数据存储器(RAM)扩展、输入/输出口(I/O)扩展、定时/计数器扩展、中断系统扩展等。6-1-1MCS-51单片机最小应用系统介绍两种类型芯片构成的最小应用系统。1．8051/8751最小应用系统8051/8751是片内有ROM/EPROM的单片机，因此，用这种芯片构成的最小应用系统结构简单，工作可靠。8051/8751最小应用系统:2．8031最小应用系统8031是片内无程序存储器的单片机芯片，因此，其最小应用系统应在片外扩展EPROM。右图为

3、用8031外接程序存储器构成的最小系统。6-1-2MCS-51单片机的外部扩展性能1.MCS-51单片机的片外总线结构单片机都是通过片外引脚进行系统扩展的。为了满足系统扩展的要求，MSC-51系列单片机片外引脚可以构成如图6-3所示的三总线结构,即地址总线(AB),数据总线(DB)和控制总线(CB)。所有外部芯片都通过这三组总线进行扩展。2．MSC-51单片机的系统扩展能力为配置外围设备而扩展的I/O口与片外数据存储器统一编址，系统不再提供另外的地址线。当系统要大量配置外围设备以及要扩展较多的I/

4、O口时，将占去大量的RAM地址。当应用系统存储扩展容量或扩展I/O口地址超过单片机地址总线范围时，可采用换体法解决。如图所示。6-2程序存储器扩展技术6-2-1EPROM：可擦除PROM用户可以多次编程。编程加写脉冲后，某些存储单元的PN结表面形成浮动栅，阻挡通路，实现信息写入。用紫外线照射可驱散浮动栅，原有信息全部擦除，便可再次改写。作为MCS-51单片机的外部程序存储器，其典型产品有2716（2K*8）、2732（4K*8）、2764（8K*8）…27512（64K*8）等。图6-2-1给出了

5、双列直插式封装的EPROM芯片的管脚配置图。图中Ai(i=0,1,2,…,15)为地址线,O0～O7为数据线，为片选线，为数据输出选通线，Vpp为编程电源，Vcc为主电源，PGM为编程脉冲输入。介绍两种不同的程序存储器扩展电路：EPROM、EEPROM。28引脚EPROM芯片管脚配置2764AEPROM扩展电路2764A是一种8K×8位EPROM，单一+5V供电，工作电流为75mA，维持电流为35mA，读出最大时间为250ns，28脚双列直插封装。其扩展电路示于图6-6。若要同时扩展两片2764A

6、，只需将P2.5经一非门接至第二片2764A的片选端，其它引脚与第一片2764A同名引脚相连即可。2764EPROM扩展电路P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0A12A11A10A9A8EAP0.7D7Q7A7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0D6D5D4D3D2D1D0Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0A6A5A4A3A2A1A0ALEPSENOEO7O6O5O4O3O2O1O080312764A74LS373+5VVccPGMVppGNDCE6-2-2EEPROM扩展电路E

7、EPROM是一种电擦除可编程只读存储器，其主要特点是能在计算机系统中进行在线修改，并能在断电的情况下保持修改的结果。因而在智能化仪器仪表、控制装置等领域得到普遍采用。常用的EEPROM芯片主要有Intel2817A、2864A等。1.2817AEEPROM扩展2817A存储容量为2K×8位，采用单一+5V电源供电，最大工作电流为150mA，维持电流55mA，读出时间最大为250ns。由于片内设有编程可需的高压脉冲产生电路，因而无需外加编程脉冲即可工作。2817A为28脚双列直插封装,管脚配置如图6

8、-8。图中A0~A10为地址线,O0～O7为数据线，为片选线，为输出使能，为写入使能，RDY/为状态指示2817A管脚配置图6-9给出了2817A与8031单片机的硬件连接图。图中，采用了将外部数据存储器空间与程序存储器空间合并的方法，即将信号与信号相“与”，其输出作为单一的公共存储器读选通信号。这样，8031即可对2817A进行读写了。图中8031采用查询方式对2817A的写操作进行管理。2817AEEPROM扩展电路6-3数据存储器扩展在单片机应用系统中,作为数据存储器使用的有