哈工大51单片机存储器扩展(1)

第八章MCS-51单片机存储器的扩展第一节MCS-51单片机存储器的概述(一)学习要求1、熟悉MCS-51 单片机的系统总线及系统总线扩展结构2、掌握常用的片选方法：线选法和全地址译码法。

（二）内容提要1、三总线的扩展方法单片机内资源少，容量小，在进行较复杂过程的控制时，它自身的功能远远不能满足需要。

为此，应扩展其功能。

MCS-51单片机的扩展性能较强，根据需要，可扩展。

三总线是指地址总线、数据总线、控制总线。

1）地址总线MCS-51 单片机地址总线宽度为16 位，寻址范围为64K。

地址信号：P0 作为地址线低8 位，P2 口作为地址线高8 位。

2）数据总线MCS-51 单片机的数据总线宽度为8 位。

数据信号：P0 口作为8 位数据口，P0 口在系统进行外部扩展时与低8 位地址总线分时复用。

3）控制总线主要的控制信号有/WR 、/RD 、ALE 、/PSEN 、/EA 等。

2、系统的扩展能力MCS-51 单片机地址总线宽度为16 位，因此它可扩展的程序存储器和数据存储器的最大容量是64K（２１６）。

１）线选法线选法就是将多余的地址总线（即除去存储容量所占用的地址总线外）中的某一根地址线作为选择某一片存储或某一个功能部件接口芯片的片选信号线。

一定会有一些这样的地址线，否则就不存在所谓的“选片”的问题了。

每一块芯片均需占用一根地址线，这种方法适用于存储容量较小，外扩芯片较少的小系统，其优点是不需地址译码器，硬件节省，成本低。

缺点是外扩器件的数量有限，而且地址空间是不连续的。

２）全地址译码法由于线选法中一根高位地址线只能选通一个部件，每个部件占用了很多重复的地址空间，从而限制了外部扩展部件的数量。

采用译码法的目的是减少各部件所占用的地址空间，以增加扩展部件的数量。

３）译码器级连当组成存储器的芯片较多，不能用线选法片选，又没有大位数译码器时，可采用多个小位数译码器级连的方式进行译码片选．４）译码法与线选法的混合使用译码法与线选法的混合使用时，凡用于译码的地址线就不应再用于线选，反之，已用于线选的地址线就不应再用于译码器的译码输入信号．（三）习题与思考题1. 简要说明MCS-51 单片机的扩展原理。

单片机外部RAM扩展模块MCS-51系列单片机外部RAM为64K，在一些特殊场合下，远不能满足需要，本文就AT89C51讨论MCS-51系列单片机大容量RAM的扩首先介绍128K随机读取RAM HM628128。

HM628128是32脚双列直插式128K静态随机读取RAM，它具有容量大、功耗低、价格便宜、集成度高、速度快、设计和使用方便等特点。

如若在系统中加入掉电保护电路，保护数据有很高的可靠性，可以和EEPROM相媲美。

技术特性：（1）最大存取时间为120ns；（2）典型选通功耗75mW；典型未选通功耗10uW；（3）使用单一5V电源供电；（4）全静态存储器，不需要时钟及时序选通信号；（5）周期时间与存取时间相等；（6）采用三态输出电路，数据输入和输出端公用；图6 HM628128外部引脚（7）所有输入和输出引脚均与TTL电平直接兼容；（8）有两个片选端，适合于低功耗使用，即为了保存信息，用电池作为后备电源。

保存信息的最低电源电压Vcc=2V。

引脚安排及功能表：图6是HM628128的外部引脚排列图，各引脚名称及功用分别如下：A0～A16是17条地址线；I/O0～I/O7是8条双向数据线；CS1是片选1，低电平有效，CS2是片选2，高电平有效；WR是写控制线，当CS1为低电平，CS2为高电平时，WR的上升沿将I/O0～I/O7上的数据写到A0～A16选中的存储单元中；OE是读出允许端，低电平有效。

HM628128的功能表如表3所示。

其中，H表示高电平，L表示低电平，X表示任意状态由于AT89C51直接外部RAM容量为64K，地址线为16条，其中低8位地址和数据分时复用，因此需要外部地址锁存器和ALE锁存信号来锁存低8位地址。

又由于AT89C51的外部数据和外设地址通用，若扩展外设必然占用数据地址。

因此本系统采用P2.7（A15）口来区分数据和外设：当P2.7（A15）口为高电平时，选择外部数据；P2.7（A15）口为低电平时，则为外设。

单片机存储器扩展（一）引言：本文将介绍单片机存储器扩展的相关知识。

随着嵌入式系统的广泛应用，单片机存储器的容量与速度已经成为设计者需要关注的重要因素。

本文将从硬件接口、存储器架构、存储器类型、扩展方法和优化技巧等方面对单片机存储器扩展进行详细阐述，以帮助读者更好地理解和应用。

正文：一、硬件接口1. 单片机存储器接口简介2. 存储器接口的引脚功能和工作方式3. 存储器接口的电气特性和信号波形4. 存储器接口的时序要求5. 存储器接口的常见问题及解决方法二、存储器架构1. 存储器架构的基本概念和分类2. 存储器的地址空间和寻址方式3. 存储器的读写操作和存储器的数据存取速度4. 存储器的错误控制和纠错编码5. 存储器架构的优化和性能评估三、存储器类型1. 随机存储器（RAM）的特点与应用场景2. 只读存储器（ROM）的特点与应用场景3. 快闪存储器（Flash）的特点与应用场景4. 嵌入式存储器（EEPROM）的特点与应用场景5. 外部存储器（SDRAM、NAND Flash等）的特点与应用场景四、扩展方法1. 存储器扩展的基本原理和方法2. 存储器扩展的硬件设计与布局3. 存储器扩展的软件配置与编程4. 存储器扩展的常见问题及解决方法5. 存储器扩展的性能评估和优化技巧五、优化技巧1. 存储器容量优化技巧2. 存储器访问速度优化技巧3. 存储器功耗优化技巧4. 存储器接口信号完整性优化技巧5. 存储器调试与故障排查技巧总结：通过本文的介绍，读者可以了解到单片机存储器扩展的必要性和相关知识。

硬件接口、存储器架构、存储器类型、扩展方法和优化技巧是实现存储器扩展的关键点。

正确理解和应用这些知识，可以帮助设计者实现更高容量、更高速度和更可靠性的嵌入式系统。

在实际应用中，还需要根据具体的需求和限制进行合理的选择和优化，以达到系统性能的最优化。

实验四51单片机数据存储四扩展实验一、实验目的1、学习片外存贮器扩展方法。

2、学习数据存贮器不同的读写方法。

二、实验内容使用一片62256RAM，作为片外扩展的数据存贮器，对其进行读写。

本实验采用的是在存储器8000H开始的区域中写入4096个（0FFFH）55H（0101，0101），然后读出进行比较。

若读写正确，单片机P1.0上接的一个发光二极管L1不断闪动，若读写不正确，单片机P1.0上接的一个发光二极管L1常亮。

一般采用这55H这个数据的读写操作可查出数据总线的短路、断路等，在实验调试用户电路时非常有效。

三、实验说明本实验采用的是55H（0101，0101）与AAH（1010，1010），一般采用这两个数据的读写操作就可查出数据总线的短路、断路等，在实验调试用户电路时非常有效。

编写程序对片外扩展的数据存贮器进行读写，若L1灯闪动说明RAM读写正常。

四、实验接线图图（12－1）五、 实验框图六、 实验步骤1、RAM_CS 插孔连到译码输出P2.7插孔，P1.0连接到L0。

2、调试运行程序test12中RAM.ASM 。

对62256进行读写。

开 始置测试数据1写外部RAM读外部RAM两数据相同？置测试数据2写外部RAM读外部RAM两数据相同否？ 改变LED 状态延 时 亮LED结 束NNYY图（12－2）若L1灯闪动，表示62256RAM读写正常。

七、实验结果编译运行找到硬件，如下图八、心得体会通过这次单片机设计 我不仅加深了对单片机理论的理解 将理论很好地应用到实际当中去 同时也使我认识到自身存在的不足之处 无论是理论上还是遇到问题的处理能力上都还有待提高 而且这也激发了我今后努力学习的兴趣。

发现问题、提出问题、分析问题、解决问题和实践能力的提高都会受益于我在以后的学习、工作和生活中。

不管做什么事,计划是很重要的。

没有一个完好的计划，做事情就会没有一个好的顺序，做事情会比较乱，很难成功。

而有一个好的计划，不管做什么事都会事半功倍，做事心中有数，明确重点和缓急，不会有疏漏。