单片机系统扩展设计ppt课件.ppt

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1、第6章单片机系统扩展设计6.1MCS-51系统扩展原理6.2MCS-51存储器系统配置6.3程序存储器扩展设计6.4数据存储器扩展设计6.5I/O接口概述6.6可编程并行I/O接口芯片8255A6.7可编程RAM/IO扩展器8155/81566.8用TTL芯片扩展简单的I/O接口6.9显示器与键盘接口6.10并行打印机接口6.1MCS-51系统扩展原理ALEP3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7P3.0EAPSENRST803180518751VccVssP1口P2口P0口373GE+5VA

2、0~A7A8~A15D0~D7I/OXTAL1XTAL2RXDTXDINT0INT1T0T1WRRD控制总线CB1、片外三总线结构数据总线DB晶振1.2~12MHZ8031地址总线AB进行系统扩展时，单片机的引脚可构成三总线结构。CPU微处理器RAMI/OROMCBUSDBUSABUSCBUS：控制总线，方向不确定DBUS：数据总线，双向三态ABUS：地址总线，单向三态…利用三条总线,可方便地进行系统的扩展设计。注意:总线驱动能力系统的扩展设计:存储器I/O接口6.1MCS-51系统扩展原理⑴地址总线AB（A

3、0~A15），宽16位，片外寻址64KB。⑵数据总线DB（D0~D7），宽8位。⑶控制总线CB。系统扩展用的控制总线有：ALE、RD、WD、PSEN、EA、RST地址总线由P0口提供地址低8位。地址总线由P2口提供地址高8位。P0口是地址/数据复用线，在地址有效时，ALE↓锁存到片外地址锁存器保存;数据总线由P0口提供，该口为三态双向口。6.1MCS-51系统扩展原理P0的驱动能力：驱动8个TTL门P1、P2、P3的驱动能力：驱动4个TTL门2、总线驱动能力单向总线驱动器74LS244双向总线驱动器74LS2

4、45当应用系统规模过大，超过总线的驱动能力时，系统不可能可靠工作，此时应加总线驱动器。PSEN片外取指（片外程序存储器读）信号输出端。ALE地址锁存信号。用↓锁存P0口的低8位地址。RD/WR用于片外RAM的读写控制，执行MOVX时，这两个信号，在P3.7/P3.6上自动产生。6.1MCS-51系统扩展原理6.2存储器系统存储器是计算机的主要组成部分，它使计算机具有记忆功能。能将数据和程序存入计算机，使之脱离人的干预自动工作。70年代的存储器大多采用磁芯存储器，其速度比CPU慢几个数量级。且体积大，成本高。无

5、论是体积上还是成本上，都是计算机的主要组成部分。计算机工作者在存储器的速度、体积、成本和容量上做了大量工作，解决了很多矛盾，成功地研制出今天的半导体存储器。单极性MOS存储器分类双极性存储器有TTL、ECL。MOS存储器按工作特点、作用以及制造工艺可分为：MOS存储器RAMROM动态DRAM静态SRAMRandomAccessMemory掩膜ROM—ReadOnlyMemory现场可编程PROM—ProgrammableROM可擦可编程EPROM—ErasablePROM电可擦可编程E2ROM—Electri

6、callyEPROM闪速存储器—FlashMemoryAT89C51/52AT89C1051/2051易失非易失程序存储器数据存储器6.2存储器系统一、程序存储器MCS-51最小系统8051/8751内部有4KROM/EPROM8052/8752内部有8KROM/EPROMMCS-51最大系统：可寻址64KB单元。容量不够时就要扩展片外程序存储器。6.2存储器系统二、数据存储器MCS-51最小系统MCS-51最大系统：可寻址64KB单元。容量不够时就要扩展片外数据存储器RAM（I/O）。51子系列内部只有12

7、8BRAM52子系列内部只有256BRAM6.2存储器系统6.3程序存储器扩展设计6.3.1外部程序存储器操作时序PSEN：片外取指（片外程序存储器读）信号输出端。ALE：地址锁存信号。用↓锁存P0口的低8位地址。MCS-51单片机访问外部ROM，使用的控制信号为：操作时序的两种情况：1）不执行MOVX指令时2）执行MOVX指令时ALEPSENRD/WRP2PCH输出PCH输出PCH输出PCH输出P0指令输入指令输入指令输入指令输入PCL输出PCL输出PCL输出PCL输出PCL输出有效PCL输出有效PCL输出

8、有效外部程序存储器操作时序（a）1）不执行MOVX指令时第一个机器周期第二个机器周期6.3.1外部程序存储器操作时序由图可见：P2口用于送出PCH信息。P0口用于送出PCL信息和输入指令。一个周期内，ALE脉冲两次有效。一个周期内，PSEN脉冲两次有效。PSEN低电平期间将指令读入单片机。ALE↓将P0口上的低8位地址锁存到地址锁存器。6.3.1外部程序存储器操作时序PCL输出有效DPL输出有效PC