MCS-51单片机外部串行接口扩展技术
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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。
单片机并行I/O口的扩展方法摘要:由于在MCS-51单片机开发中P0口经常作为地址/数据复用总线使用,P2口作为高8位地址线使用,P3口用作第二功能(定时计数器、中断等)使用,所以对于51单片机的4个I/O口,其可以作为基本并行输入/输出口使用的只有P1口。
因此在单片机的开发中,对于并行I/O口的扩展十分重要,主要分析3种扩展并行I/O口的方法。
关键词: MCS-51单片机; 并行I/O口; 扩展MCS-51单片机有4个并行的I/O口,分别为P0口、P1口、P2口和P3口,4个并行I/O 口在单片机的使用中非常重要,可以说对单片机的使用就是对这4个口的使用。
这4个并行I/O口除了作为基本的并行I/O口使用,还常作为其他功能使用,如P0口经常作为地址/数据复用总线使用[1], P2口作为高8位地址线使用,P3口用作第二功能(定时计数器、中断等等)使用。
这样,单片机只有P1口作为基本的并行I/O口使用,如果在单片机的使用中对并行I/O口需求较多,对于并行I/O口的扩展就非常重要了。
下面通过具体的实例(8位流水灯设计)来给出几种不同的并行I/O口扩展方法。
为了更好地说明以下几种不同的并行I/O口扩展方法,假设利用单片机实现流水灯的设计。
采用单片机的P1口设计流水灯,电路。
由图1可知,8只LED直接连接在单片机的P1口上,通过对单片机进行编程即可以实现8只发光二极管产生流水灯。
1 使用单片机的串行口扩展并行I/O口单片机有一个全双工的串行口[2],这个口既可以用于网络通信,也可以实现串行异步通信,还可以作为移位寄存器使用。
当单片机的串行口工作在模式0时,若外接一个串入/并出的移位寄存器(74LS164),就可以扩展一个8 bit并行输出口;若外接一个并入/串出的移位寄存器(74LS165),就可以扩展一个8 bit并行输入口。
,单片机外接一个串入/并出的移位寄存器(74LS164),这样就可以扩展8 bit并行输出口。