第5章 MCS-51单片机系统的扩展ppt课件.ppt

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1、本章介绍单片机系统总线及其系统总线的构造技术，以及常用接口芯片的扩展技术，其中包括程序序存储器（ROM）、数据存储器（RAM）、I/O口以及常用并行和串行D/A和A/D的扩展技术，并且通过实例介绍了这些芯片的外围扩展电路及基本编程方法。第5章MCS-51单片机系统的扩展本章学习要点上学期的总结：（单片机自身）本学期的任务：（单片机外围）扩展举例：通过本章的学习，读者可以掌握以下知识：1.MCS-51单片机系统总线及其总线构建技术２．外部存储器的地址分配技术３．EPROM程序存储器芯片的扩展及使用４．RAM数据存储器芯片的扩展及使用５．8155可编程并行口扩展芯片的使用６．典型

2、并行模拟量扩展芯片DAC0832、ADC0809工作原理以及接口实现方法5.1系统总线及总线构造5.1.1系统总线MCS-51是一个高性能的单片机系列，产品规格众多、片内资源丰富。该系列中一些新型的单片机内部不仅增大了存储器的容量，还集成了很多常用的输入输出部件，一般情况下已能满足各种应用要求。但是当单片机应用系统规模较大时，就有可能存在单片机片内资源不够用，需要外扩一些芯片来完成系统需要的功能。在单片机进行外部功能扩展时，需要配置相应的器件，这些器件必须从属于主机，受主机支配和指挥。因此，主机与各外部扩展的器件之间必须互相连接，沟通信息流。我们把连接这些扩展器件的公共信息线

3、称为系统总线。微型计算机大多数CPU外部都有单独的地址总线ABus，数据总线DBus和控制总线CBus，而MCS-51单片机由于受到管脚的限制，数据线和地址线是复用的，而且I/O口线兼用。为了将它们分离出来，以便单片机之外的芯片正确地连接，常常在单片机外部要增加地址锁存器，构成与一般CPU相类似的三总线，MCS-51的P0口和P2口可以直接作为输入输出口使用，也可以作为扩展总线口使用，MCS-51系列单片机主要是通过P0和P2口进行系统扩展的。MCS-51的外部三总线如图5-1所示。每个器件必须赋予相应的地址，因此应对其设置地址总线。MCS-51系列单片机的外部地址总线为16位

4、，故其寻址空间可达64KB,可以扩展64K字节的程序存储器和64K字节的数据存储器（或输入输出口），使应用系统的设计更为灵活，对用户要求的适应性更强。主机与器件之间有数据信息流通，所以需要设有数据总线。MCS-51系列单片机的外部数据总线为8位。各外扩展的部器件从属于主机，因而主机必须对部器件实施控制，即应该有控制总线。控制总线既有公用总线，如读/写线；又有专用线，如等线。通过单片机三总线进行外部功能扩展，可使整体结构灵活、规范，设计简单、方便，而且成本较低。514K25612880三总线示意图单片机外部器件数存0100011011000001010011…64K1001011

5、10111地址16根P0:8P2:8216=64K数据8根控制总线不定（AB）图5-18051外部三总线示意图MOVXA,@DPTRP0—>低8位P2—>高8位P0<—数据通常情况下，采用MCS-51单片机构造的最小系统只能用于一些简单的应用场合，此情况下直接使用了单片机内部程序存储器、数据存储器、定时功能、中断功能、I/O端口，使得应用系统的成本较低。但在许多应用场合，仅靠单片机内部的资源不能满足系统要求，因此，系统扩展是单片机应用系统硬件设计中最常遇到的问题。MCS-51系列单片机的外部扩展功能，使用常规芯片即可完成对单片机的系统总线进行扩展。根据单片机时序分析，有效的地址

6、信号是在ALE信号变高的同时出现的，因此可在ALE信号由高变低时，将出现在P0口的地址信号锁存到外部的地址锁存器中，直到下一次ALE变高时，地址才发生变化。5.1.2构建系统总线图5-2b74LS377和8282引脚图图5-2a74LS273和74LS377引脚图用作单片机地址锁存器的芯片一般有两类：一类是8D触发器，如74LS273、4LS377等，如图5-2a所示；另一类是8位锁存器，如74LS373、8282等，如图5-2b所示。图5-2c给出了这两类芯片的引脚，功能表及它们用作单片机地址锁存器时的控制线的接法。图5-2c地址锁存器的引脚和接口74LS273、74LS37

7、7内部由8个边沿触发的D触发器组成，在时钟信号的正跳变完成输入信号的锁存。但MCS-51单片机中的ALE是高电平有效，而在ALE的后沿应完成地址锁存，因此应将ALE反相后再加到它们的时钟端。注意74LS273是带清除端的，用作地址锁存时，应将清除端CLR接+5V，而74LS377的同一管脚为使能端，用作地址锁存时，此脚应接地。如图5-2c的给出了74LS373，74LS377,8282和74LS273的引脚，以及它们用地址锁存器的接法。74LS373和8282是带三态输出的8位锁存器。它们的