单片机存储器扩展18页PPT

2．译码法 使用译码器对AT89S51单片机的高位地址进行译码，译码 输出作为存储器芯片的片选信号。此方法能有效地利用存储 器空间，适于多芯片的存储器扩展。常用译码器芯片有 74LS138（3-8译码器）、74LS139（双2-4译码器）和 74LS154（4-16译码器）。
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若全部高位地址线都参加译码，称为全译码；若仅部分高 位地址线参加译码，称为部分译码。部分译码存在着部分存 储器地址空间相重叠的情况。
1．线选法 是直接利用系统的某一高位地址线作为存储器芯片（或I/O
接口芯片）的“片选”控制信号。为此，只需要把用到的 高位地址线与存储器芯片的“片选”端直接连接即可。
1. 线选法 优点：电路简单，不需另外增加地址译码器硬件电路，体 积小，成本低。
缺点：可寻址的芯片数目受限制。另外，地址空间不连续， 每个存储单元的地址不唯一，这会给程序设计带来不便，适 用于外扩芯片数目不多的系统。
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8.1 系统扩展结构 AT89S51采用总线结构，使扩展易于实现，系统并行扩 展结构如图8-1所示。
图8-1 AT89S51单片机的系统并行扩展结构
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由图8-1可看出，系统扩展主要包括存储器扩展和I/O接口 部件扩展。
AT89S51存储器扩展即包括程序存储器扩展又包括数据 存储器扩展。AT89S51采用程序存储器空间和数据存储器空 间截然分开的哈佛结构。扩展后，形成了两个并行的外部存 储器空间。
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（2）74LS139 双2-4译码器。这两个译码器完全独立，分别有各自的数 据输入端、译码状态输出端以及数据输入允许端，引脚如图 8-4，真值表如表8-2（只给出其中的一组）。
图8-4 74LS139引脚
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以74LS138为例，如何地址分配。 例如，要扩8片8KB的RAM 6264，如何通过74LS138把 64KB空间分配给各个芯片？ 由74LS138真值表可知，把G1接到+5V，G2A* 、 G2B* 接地，P2.7、P2.6、P2.5（高3位地址线）分别接74LS138 的C、B、A端，对高3位地址译码，译码器8个输出Y7* ～ Y0* ，分别接到8片6264的各 “片选”端，实现8选1的片选。 低13位地址（P2.4～P2.0，P0.7～P0.0）完成对选中的 6264芯片中的各个存储单元的“单元选择”。这样就把 64KB存储器空间分成8个8KB空间了。

地址控制和数据传输是存储器与单片机之间的关键交互方式。
存储器芯片的地址控制
存储器芯片通过地址线接收来自单片机的地址，并根据地址选择要读取或写入的特定存储单元。
单片机与存储器的接口方式
接口方式包括并行接口和串行接口，用于传输数据和控制信号。
外部存储器的选中与读写控制 信号
为了与外部存储器正确地进行通信，单片机需要发送选中信号和读写控制信 号给存储器芯片。这些信号的组合确定了存储器芯片的读取或写入操作。
存储器的容量与数据宽度
存储器的容量表示它可以存储的数据量，而数据宽度表示存储器每个存储单元可以容纳的位数。
存储器与中断请求的关系
存储器和中断请求之间有时序关系，中断请求可能会影响存储器的读写操作。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 存储器模块的测试与调试
为了确保存储器模块的正常工作，需要进行测试和调试。常见的测试方法包 括读写测试、时序分析和性能测试。
军事与安全
存储器在军事和安全领域中扮演 重要角色，用于存储保密信息和 指挥系统数据。
扩展存储器的发展与趋势
随着技术的发展，存储器的容量不断增加，速度不断提高，成本不断降低。未来，存储器将进一步满足大数据 处理和人工智能等领域的需求。
可编程只读存储器（EPROM）
EPROM具有可擦写和可重写的特点，适用于存 储固化的程序和数据。
动态随机存储器（DRAM）
DRAM具有较高的存储密度和较低的成本，但 需要定期刷新以保持数据。
闪存存储器
闪存存储器结合了EPROM和SRAM的优点，具 有非易失性和较高的存储密度。
存储器的地址控制与数据传输
扩展存储器的应用领域
工业控制
扩展存储器在工业控制中广泛应 用，提供了更大的存储空间以存 储传感器数据和控制算法。

1. AB (Address Bus) 地址总线 2. DB (Data Bus) 数据总线 3. CB (Control Bus) 控制总线
51单片机的RAM和ROM的最大扩展空间各为64KB (P2+P0=216).系统扩展首 先要构造系统总线.
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6.1.2 构造系统总线
单片机系统扩展的首要 问题是构造系统总线,然 后再往系统总线上“挂” 存储器芯片或I/O接口芯 片, “挂”存储器芯片就 是存储器扩展,“挂”I/O 接口芯片就是I/O扩展.
MCS51单片机,程序存储器与数据存储器分别编址 冯诺依曼结构 8XC196/MSP430 单片机,程序存储器与数据存储器统一编址 普林斯 顿结构
7FH=127,FFH=255 ,FFFH=4K, FFFFH=64K (看懂这张图)
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51单片机的系统扩展:片内的资源还不能满足需要,还 需外扩存储器和I/O功能部件.51系统扩展结构如下图 (外部的三总线结构)
概况3
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6.1 概述及系统总线构造 6.1.1 几种存储器类型 6.1.2 构造系统总线 6.1.3 MCS-51单片机最小应用系统 6.1.4 单片机系统的串行扩展技术
6.2 读写控制、地址空间分配和外部地址锁存器 6.2.1 存储器扩展的读写控制 6.2.2 外部地址锁存器
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6.2 地址空间分配、外部地址锁存器和读写控制
6.2.1 存储器地址空间分配 MCS-51发出的地址是用来选择某个存储器单元,要完成
这种功能,必须进行两种选择： “片选”,某一“单元选 择”.存储器空间分配除考虑地址线连接外,还讨论各存储器 芯片在整个存储空间中所占据的地址范围
常用的存储器地址分配的方法有两种： 线性选择法(简称线选法) 地址译码法(简称译码法).

MCS-51单片机访问外部ROM，使用的控制信号为： PSEN ：片外取指（片外程序存储器读）信号输出端 ALE ：用↓ 锁存P0口的低8位地址地址锁存信号
1、 常用的EPROM芯片
EPROM的典型芯片是27系列产品，例如，2764（8KB）、27128 （16KB）、27256（32KB）、27512（64KB）。型号 “27”后面的数字表 示其位存储容量。如果换算成字节容量，只需将该数字除以8即可。
例 使用两片2764扩展16 KB的程序存储器，采用线选法选中芯片。扩展连接 图如图所示。以P2.7作为片选，当P2.7=0时，选中2764(1)；当P2.7=1时， 选中2764(2)。因两根线(A13、A14)未用，故两个芯片各有2*2=4个重叠的 地址空间。
左片：000000~11111，即0000H~1FFFH； 000000~11111，即2000H~3FFFH； 000000~11111，即4000H~5FFFH； 000000~11111，即6000H~7FFFH；
5、已知系统扩展容量，如何确定扩展存储器所需芯片数目
（1）若所选存储器芯片字长与单片机字长一致，则只需扩 展容量。所需芯片数目按下式确定：
芯片数目 存系储统器扩芯展片容容量量
（2）若所选存储器芯片字长与单片机字长不一致，则不仅 需扩展容量，还需字扩展。所需芯片数目按下式确定：
芯片数 存 目 系储 统器 扩芯 展片 容 存容 量 系 储量 统 器字 芯长 片字长
单片机系统扩展方法
系统扩展是指为加强单片机某方面功能，在最小应用 系统(CPU、存储器、I/O接口)基础上，增加一些外围功能部
件而进行的扩充。
一、MCS-51系列单片机的外部扩展结构
MCS-51系列单片机具有很强的外部扩展功能。其外部扩 展都是通过三总线进行的。