第十四讲 80C51单片机并行存储器扩展 091001

摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断的走向深入。

但是在由单片机构成的实际测控系统中，最小应用系统往往不能满足要求，因此在系统设计时首先要解决系统扩展问题。

单片机扩展通常是借助外部器件对系统进行扩展。

本文主要研究了采用可编程多功能扩展芯片intel 8155扩展单片机I/O 口。

把单片机作为一个核心部件，设计单片机与8155的接口，并实现数码管三位数字的显示。

本文的主要内容有：单片机的概述，设计的意义，核心器件intel 8155芯片、80C51单片机、数码管的介绍，单元电路模块，设计原理图及流程图，软件编程设计以及最后的结果和个人在整个设计前后的心得体会。

关键词：单片机，8155，数码管，动态显示。

- I -AbstractWith the development of computer penetration in the social field and LSI in recent years, the application of MCU is constantly deepening. but in the actual measurement and control system constituted by the microcontroller, the smallest applications system often can not meet the requirements, so we have to solve the system expansion. The Microprocessor usually use an external device to relize the expansion of the system.Adopting Intel 8155 which is a kind of programmable multi-function expansion chip,this paper studies the expansion of MCU parallel I/O port. MCU act as a core component,.we have designed the 8155 chip interface to relize three digital display on LED numerical code tube.The main content of this paper are microcontroller overview of the significance of the design, the core of the device intel 8155 ;80C51 microcontroller, the introduction of LED numerical code tube, the unit circuit module,design schematics and flowcharts, software programming design, the final results and individual feelings and experiences throughout the design.Key words：MCU, 8155, LED numerical code tube, dynamic display.目录1.绪论 (1)1.1单片机概述 (1)1.2课题研究背景及意义 (2)1.3设计任务 (3)2.核心器件基本结构与工作原理 (4)2.180C51单片机 (4)2.2带RAM和计数器的可编程并行I/O扩展接口8155 (6)2.2.1 结构和引脚 (6)2.2.2 8155命令和状态字 (8)2.2.3 8155定时器/计数器 (12)2.2.4 MCS-51和8155的接口方法 (13)2.3LED显示器接口 (14)2.3.1 LED显示器的工作原理 (15)2.3.2 LED显示器的显示方式 (16)3.硬件设计 (19)3.1元器件列表 (19)3.2单元电路模块设计 (21)3.2.1 单片机 (21)3.2.2 晶振电路 (22)- 1 -3.2.3 复位电路 (22)3.2.4 Intel 8155与AT89S51接口电路 (23)3.2.5 LED数码管显示电路 (23)3.3总设计原理图 (24)4.软件设计 (25)5.成果展示 (26)总结 (27)致谢 (28)参考文献 (1)附录 (2)80C51单片机并行I/O口的扩展1.绪论1.1 单片机概述单片机是在一片芯片上集成了中央处理器CPU、随机储存器RAM、程序储存器ROM或EPROM、定时器/计数器、中断控制器以及串行和并行I/O口等功能器件的微型计算机。

80C51原始IP核内部RAM的扩展方案引言80C51系列单片机是一类经典的8位微处理器，其设计方法和体系结构一直是其他各类单片机设计的参考典范，自从20世纪80年代面世以后,得到了极大的发展与应用。

直到今天,市场上还有一大部分单片机应用成品将其作为处理核心。

基于80C51系列单片机无知识产权保护、市场应用广泛等优点，对其进行功能拓展,既有利于经济上节约成本,也有利于成果的推广使用。

而随着单片机应用日趋复杂化,传统的51系列单片机在设计上的不足逐渐显现出来。

如在现有128字节内部RAM基础上，处理一些比较复杂的算法就显不足。

鉴于此,本文在Oregano公司设计的8051 IP核（即下述MC8051）基础上，进行了对其内部RAM高128字节扩展。

给出一种新的扩展设计方法,实现了对与一般RAM区地址空间相连的高128字节的间接寻址操作，并以此为基础，对内部RAM进行了可达64 KB的扩展实现，通过了相应的软硬件仿真测试。

1 对MC8051高位128字节的扩展设计对MC8051高位128字节的扩展设计主要分3个方面加以说明：一是传统80C51系列的内部基本结构；二是高128字节的寻址方式；三是对IP核内部的RAM地址选择控制。

1.1 传统80C51系列的内部基本结构80C51是经典的单片机系列,具有典型的单片机体系结构，由CPU系统、ROM、RAM、I/O口以及特殊功能寄存器SFR、2个16位定时/计数器、5个中断源和1个串口组成。

针对本文所要讨论的内容,这里介绍一下80C51存储结构和寻址方式：80C51系列单片机存储器结构采用哈佛型结构,物理上共分片内外程序存储器、片内外数据存储器4个存储空间。

对于数据存储器,片内外数据存储器地址彼此独立,指令寻址各自不同,这里主要关注片内数据存储单元的结构。

8051单片机共有7种寻址方式，这里只对其中3种作一下简要介绍：立即寻址,操作码后的一个字节就是实际操作数本身；寄存器寻址,操作码后为某一寄存器编号,寄存器的内容为操作数;寄存器间接寻址，其与寄存器寻址的区别在于前者寄存器中的内容就是操作数,而后者寄存器中的内容为操作数地址,此地址指向的寄存器中存入的数据才是实际操作数本身。

接口技术课程设计说明书设计题目80C51单片机存储器的扩展指导教师：设计者：系别：班级：学号：机械工程学院班学生课程设计题目：80C51单片机存储器的扩展一、课程设计工作日自年月日至年月日二、同组学生：三、课程设计任务要求（包括课题来源、类型、目的和意义、基本要求、完成时间、主要参考资料等）1、目的及意义(1)巩固及深化《单片机原理及应用》课程的理论知识，培养，分析，解决实际问题的能力。

(2)掌握80C51系统的总线构成，能根据题目要求确定设计思路、绘制所需的硬件电路图。

2、主要内容用两片Intel2732为80C51单片机扩展一个8KB的外部程序存储器，要求使用73LS138译码器，地址范围为B000H～CFFFH,请连线并写明扩展步骤。

3、基本要求（1）熟悉各芯片的使用方法和注意事项。

（2）绘制电路原理图（3）答辩4、主要参考资料单片机基础及应用，赵巍，冯娜，马苏常，刘玉山等，清华大学出版社，2009年指导教师签字：教研室主任签字：分析题目：根据题意知用2片Intel2732给80C51单片机扩展8KB的外程序存储器，分配的地址范围为B000H~CFFFH，分别采用线选法和译码法。

2732以HMOS-E(高速NMOS硅栅)工艺制成，24脚双列直插式,为4KB容量，地址线12条A0～A11；，数据线8条D0～D7，远为片选端，低电平有效，OE／VPP是输出允许信号，低电平有效，该引脚在编程时也作为编程电压VPP的输入端。

VCC为十5V电源，GND 为地。

（参考《微型计算机原理及应用》）由于80C51单片机对外没有专用的地址总线（AB），数据总线(DB)和控制总线(CB)，那么在进行系统扩展时，首先需要扩展系统的三总线。

1地址总线：(address bus AB)（《参考单片机基础及应用》P81）1）AB的特点地址总线用来传递地址信号，用于外扩展储存单元和I/O端口地址。

地址总线总是单向的，因为地址信号只能从单片机向外传送。