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单片机原理与应用(第七章)

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单片机原理与应用(三)第七章MCS－51单片机的扩展存储器技术7.1存储器概述7.1.1 只读存储器1. 掩膜ROM(MROM)：须提供程序代码给供货商，再由生产芯片的工厂写入程序代码(烧录、固化)。

2. 可编程ROM(PROM)：只能进行一次性写入代码，由用户自行制作。

3. 可紫外线擦除编程ROM(EPROM)：经紫外线照射擦除后，可多次写入代码。

4. 电可擦除可编程ROM(EEPROM)：分为并行和串行操作芯片，可直接改写代码，但写入时的速度要比SRAM慢许多。

5. 快速擦写存储器(Flash Memory)：可替代SRAM。

7.1.2 随机存取存储器1. 静态RAM(SRAM)：功耗大，不须配置刷新电路，单片机中常用。

2. 动态RAM(DRAM)：功耗低，但须配置刷新电路，单片机中不用。

7.1.3 特殊存储器1. 加密ROM (KEPROM)：只能运行，不能读出和复制。

2. 双口RAM：供两个CPU共同使用，两个口都可以读写，但须异步读写。

3. 先进先出RAM：另一种双口RAM，数据单向传输，一个口写入，另一个口读出，可以同步读写。

4. Flash Memory：具有SRAM(快速)和EEPROM(可改写)的特点。

7.2 存储器扩展的基本知识单片机中常用的存储器：1. EPROM的型号有：2716、2732、2764、27128、27256等，称为27X系列。

2. SRAM的型号有：6116、6264、62128、62256等。

3. 串行EEPROM的型号有：24C01、24C02，24C04、24C08等，93C46、93C56等。

4. 并行EEPROM的型号有：2816、2817、2864等。

5. FLASH Memory的型号有：28F256、28F512、28F010等。

MCS-51单片机有16条地址线，其中有8条与数据线共用，有5条控制线。

(1)地址总线：由P0口(低8位地址)和P2口(高8位地址)提供。

(2)数据总线：由P0口提供。

(注意：P0口为共用。

)(3)控制总线：RD(P3.6)：外部数据存储器的读控制；例：MOVX A，@DPTRWR(P3.7)：外部数据存储器的写控制；例：MOVX @DPTR，APSEN：外部程序存储器的读控制；例：MOVC A，@A+DPTRALE：锁存P0口输出的低8位地址信息；例：MOVX 或MOVC指令。

EA：片内‘1’／片外‘0’程序存储器选择。

当EA接高电平时，所访问的片内程序存储器是指0000H~0FFFH共4K的空间。

大于4K的那部分程序是放在外部扩展的程序存储器ROM中。

7.2.1 MCS-51单片机对存储器的控制1.读写控制：对RAM芯片用RD和WR，例：MOVX @DPTR，A对ROM芯片用PSEN，例：MOVC A，@A+DPTR对即作程序又作数据的存储器(EEPROM)则要RD和PSEN相与做为读信号。

ALE LEP0.0~P0.7 373OE 62128 27648051 A0~A7 A0~A7Q0~Q7Q0~Q7P2.0~P2.4 A8~A12P2.5 A13 A8~A12RD OE CE CEWR WE OEPSENEACE：片选信号OE：读选通(输出允许)信号WE：写允许信号62128芯片的访问地址为：0000H~3FFFH2764芯片的访问地址为：0000H~1FFFH补充：CPU执行MOVX @DPTR，A的过程：(写RAM)①. DPL的值送到P0口，DPH的值送到P2口，ALE发出锁存的电平信号；(一般是使用74LS373或74LS374作为低八位的地址锁存器)②. A的值送到P0口，WR发出“写”的电平信号。

(把A中的数据送到DPTR指定的地址中)CPU执行MOVC A，@A+DPTR的过程：(读ROM)①. DPTR A+DPTR；②. DPL的值送到P0口，DPH的值送到P2口，ALE发出锁存的电平信号；③. PSEN发出“读”的电平信号；P0口的值送给A。

(把A+DPTR指定的地址中的数据送到A中)注意：对于RAM芯片P2.6、P2.7没有用到，所以4000H~7FFFH、8000H~BFFFH、C000H~FFFFH 等同于0000H~3FFFH。

2. 片选控制：当扩展多个同类型的存储器芯片时1)线选法：用P2口的一根线连接到CE端。

特点：电路简单、扩展多个芯片的地址难于连续、浪费了地址空间。

2) 译码法：用P2口的几根线通过译码器连接到各个芯片。

特点：须加译码芯片、扩展多个芯片的地址可以连续、充分利用了地址空间。

7.2.2 外部地址锁存器和外部地址译码器1) 地址锁存器常用的有带三态缓冲输出的74LS373、8282和带清除端的74LS273。

2) 地址译码器常用的有3-8译码器74LS138、双2-4译码器74LS139、4-16译码器74LS154。

见P145页的图7-3。

7.2.3 总线驱动器单片机外接的芯片如果太多，必须连接驱动器以提高总线的驱动能力。

单向总线驱动器有74LS244，用于地址总线和控制总线。

双向总线驱动器有74LS245，用于数据总线。

MCS-51单片机与74LS245的连接方法见P147页的图7-6。

(书上的图有误)7.3 程序存储器EPROM的扩展7.3.3 27X系列EPROM的扩展1) 单片EPROM的扩展：见P153页的图7-10。

(上图)1. 8051的P0口接74LS373的输入口，ALE接74LS373的锁存端LE，74LS373的输出允许端OE接地。

2. 74LS373的输出口和8051的P2口(低位)接EPROM的地址口，8051的P0口接EPROM的数据口。

3. PSEN接EPROM的输出允许端OE。

4. EPROM的片选端CE接地。

2) 多片EPROM的扩展1. 各片EPROM的连接与单片扩展1.~3.的接法一样。

2. 各片EPROM的片选端CE：(区分出不同的地址)(a) 线选法：分别接到P2口(高8位)剩下的数据线上，见P154页的图7-11。

各芯片地址空间分别为：2732：C000H~CFFFH ;当P2.7=A15=1 (置2764(2)的CE=1), P2.6=A14=1 (置2764(1)的CE=1), P2.5=A13=0 (置2732的CE=0) , P2.4任意。

2764(1)：A000H~BFFFH ;当P2.7=A15=1 (置2764(2)的CE=1), P2.6=A14=0 (置2764(1)的CE=0) , P2.5=A13=1(置2732的CE=1)。

2764(2)：6000H ~7FFFH ;当P2.7=A15=0 (置2764(2)的CE=0), P2.6=A14=1 (置2764(2)的CE=1) , P2.5=A13=1(置2732的CE=1)。

P154页的图7-11的简图：地址有效空间8051 A13 CE 2732 A0~A11 C000H~CFFFH 0~FFFHP2.5 A14 CE 2764(1) A0~A12 A000H~BFFFH 0~1FFFHP2.6P2.7 A15 CE 2764(2) A0~A12 6000H~7FFFFH 0~1FFFHA15 A14 A13 存储地址2732 [A13] 1 1 0 C000H~CFFFH2764(1) [A14] 1 0 1 A000H~BFFFH2764(2) [A15] 0 1 1 6000H~7FFFH问题：如果要求地址是连续的，该如何连接？(不用译码法)提示：添加一些与、或、非门电路来组成。

A15、A14、A13之间的逻辑关系:A15=～(A14∧A13)、A14=～(A15∧A13)、A13=～(A15∧A14)~(A14∧A13) A14 A13 存储地址2732 [A13] 1 1 0 4000H~4FFFH2764(1) [A14] 1 0 1 2000H~3FFFH2764(2)[~(A14∧A13)] 0 1 1 6000H~7FFFH~(A14∧A13) A14 A13 存储地址2764(2) [A13] 1 1 0 4000H~5FFFH2764(1) [A14] 1 0 1 2000H~3FFFH2732 [~(A14∧A13)] 0 1 1 6000H~6FFFH问题：如果要求地址是连续的且从0000H开始，该如何连接？(不用译码法)(b) 译码法：把各个扩展的存储器CE分别接到译码器的输出端(译码器的输入端与P2口连接)，见P156页的图7-13。

P2.6 P2.5地址8051 74LS139 0 0CE 2732 A0~A11 0000H~0FFFHP2.5 B SEL1P2.6 B SEL2 0 1CE 2764(1) A0~A12 2000H~3FFFHB0B1 CE 2764(2) A0~A12 4000H~5FFFFHB2 1 0B3 1 17.4 数据存储器的扩展(见P160~162页的图7-18，7-19，7-20)RAM芯片的扩展其地址线及数据线与EPROM芯片扩展的连接一样，不同之处在于：1. RAM的输出允许端OE接8051的RD端；2. RAM的WR端接8051的WR端。

7.4 EEPROM存储器的扩展(见P160~162页的图7-18，7-19，7-20)EEPROM存储器分为串行和并行两种芯片。

(1) 常用的串行EEPROM芯片的型号有：1. 两线的AT24CX系列，是I2C总线接口；2. 三线的AT93CX系列，是MICROWIRE总线接口；3. 四线的AT59CX系列，是SPI总线接口；串行EEPROM占用单片机的I/O资源较少，仅作为存储器使用。

(2) 常用的并行EEPROM芯片的型号有：Intel公司的28CX系列的2816/2816A、2817A、2864A并行EEPROM既能作为程序存储器又能作为数据存储器。

从用途上看，一是作为程序存储器时可以在线修改程序，既所谓的在线‘自动’升级；二是作为数据存储器使用时，程序运行时修改的数据，在断电后仍然不会丢失，三是既作为程序存储器又同时作为数据存储器使用。

从单片机指令读写方面看，既可以用MOVC进行读操作(须用到总线的PSEN)，又同时可以用MOVX指令进行读/写操作(须用到总线的RD和WR)。

问题：既然用MOVX指令已能进行读/写操作了，为何还要同时能用MOVC进行读的操作？应从硬件方面回答：一是程序代码和数据的改写，二是程序的执行原理。

作业三：1. 举出三种只读存储器的名称并简述其主要特点。

2. 分别指出SRAM和DRAM各自的特性。

3. 叙述两种双口RAM各自的性能。

4. 简述CPU执行MOVX A，@DPTR的过程。

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单片机原理及接口技术(C51编程)第7章 定时器计数器

单片机原理及接口技术(C51编程)第7章 定时器计数器

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图7-14 由外部计数输入信号控制LED的闪烁
（3）设置IE寄存器 本例由于采用T1中断，因此需将IE寄存器的EA、ET1位置1。
（4）启动和停止定时器T1 将寄存器TCON中TR1=1，则启动T1计数；TR1=0，则停止T1计数。
参考程序如下：
#include <reg51.h> void Delay(unsigned int i)
7.4 定时器/计数器的编程和应用 4种工作方式中，方式0与方式1基本相同，只是计数位数不同。方
式0为13位，方式1为16位。由于方式0是为兼容MCS-48而设，计数初 值计算复杂，所以在实际应用中，一般不用方式0，常采用方式1。
7.4.1 P1口控制8只LED每0.5s闪亮一次 【例7-1】在AT89S51的P1口上接有8只LED，原理电路见图7-
当TMOD的低2位为11时，T0被选为方式3，各引脚与T0的逻辑关系 见图7-8。
T0分为两个独立的8位计数器TL0和TH0，TL0使用T0的状态控制位 C/T* 、GATE、TR0 ，而TH0被固定为一个8位定时器（不能作为外部 计数模式），并使用定时器T1的状态控制位TR1，同时占用定时器T1的 中断请求源TF1。
13。采用T0方式1的定时中断方式，使P1口外接的8只LED每0.5s闪亮 一次。
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图7-13 方式1定时中断控制LED闪亮
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（1）设置TMOD寄存器 T0工作在方式1，应使TMOD寄存器的M1、M0=01；应设置C/T*=0，为定
时器模式；对T0的运行控制仅由TR0来控制，应使相应的GATE位为0。定时 器T1不使用，各相关位均设为0。所以，TMOD寄存器应初始化为0x01。 （2）计算定时器T0的计数初值
单片机原理及应用第5、6、7、8章习题

单片机原理及应用第5、6、7、8章习题

第5、6、7、8章习题一、问答题1．说明51单片机读端口锁存器的必要性，为什么？ 答：2．请说明为什么使用LED 需要接限流电阻，当高电平为+5V 时，正常点亮一个LED 需要多大阻值的限流电阻（设LED 的正常工作电流为8~mA ，导通压降为0.6V ），为什么？ 答：3．简述在使用普通按键的时候，为什么要进行去抖动处理，如何处理。

答：4．简述LED 数码管动态扫描的原理及其实现方式。

答：5．为什么51单片机在读口的引脚状态时，许先向端口写“1”，请用图5-1 P1结构图加以说明。

答：5．简述89c51各IO 口的驱动能力。

答：6．什么是中断？中断与子程序最本质的区别？答：写锁存器内部总线图5-1 P1口结构图7．编制中断服务程序时，为什么在主程序的初始化程序中，必须设置EA＝1 这条指令（或达到同样功能的对IE赋值的指令），以及在中断服务程序中为什么通常需要保护现场和恢复现场？答：8．单片机89C51有哪些中断源，CPU对其中断如何请求？答：9．简述单片机89C51中断的自然优先级顺序，如何提高某一中断源的优先级别。

答：10．简述51系列单片机中断响应的条件。

答：11．用汇编语言编程时，在51系列单片机执行中断服务程序的指令较多时，为什么一般都要在入口地址（又称中断矢量地址）开始的地方放一条跳转指令？答：12．为什么一般都把主程序的起始地址放在0030H之后？答：13．中断服务子程序返回指令RETI和普通子程序返回指令RET的区别？答：14．简述51单片机定时/计数器4种工作模式的特点。

答：15．定时/计数器用作定时器时，其计数脉冲由谁提供？定时时间与哪些因素有关？答：16．画出51单片机计数/定时器方式1的逻辑结构框图，说明它们的工作原理，如何使用门控和非门控启动计数的方法。

答：17．在使用8051的定时器/计数器前，应对它进行初始化，其步骤是什么？答： (1)确定T/C的工作方式——编程TMOD寄存器；(2)计算T/C中的计数初值，并装载到TH和TL；(3)T/C在中断方式工作时，须开CPU中断和源中断——编程IE寄存器；(4)启动定时器/计数器——编程TCON中TR1或TR0位。

AVR单片机原理及应用

AVR单片机原理及应用


7、A/D转换器 1、A/D结构及工作原理
ADC自动触发转换逻辑图
7、A/D转换器
2、预分频及转换时序
逐次逼近转换需要一个从50 kHz到200 kHz的输入时钟以 获得最大精度。
如果所需的转换精度低于10 比特，那么输入时钟频率可以 高于200 kHz，以达到更高的采样率。
ADC 模块包含一个预分频器，通过ADCSRA寄存器的 ADPS 进行配置。置位ADCSRA寄存器的ADEN 将使能ADC， 预分频器开始计数。只要ADEN为1，预分频器就持续计数， 直到ADEN为零。
Figure 111 给出差分输入域的解码。 Table 82 给出当选定的增益为GAIN且参考电压为VREF 的差分输入对 (ADCn - ADCm)的输入码结果。
7、A/D转换器 4、转换结果
7、A/D转换器 4、转换结果
7、A/D转换器 4、转换结果
例： ADMUX = 0xED (ADC3 - ADC2，10x 增益， 2.56V 参考电压，左对齐) ADC3 上电压为300 mV， ADC2 电压为500 mV。 ADCR = 512 * 10 * (300 - 500) / 2560 = -400 = 0x270 ADCL 将读为0x00，且ADCH 读为0x9C。给 ADLAR 写0 右对齐：ADCL = 0x70，ADCH = 0x02。
第七章A/D转换器
7.1 7.2 7.3 7.4
7、A/D转换器
概述
Dx
Vin VREF
2n
Vin： 输入模拟电压， Vref：比较器参考电压； n： 转换深度； Dx： 输出的数字量。
显然：（1）当Vref=5V，n=8，则Vin=0V，则Dx=0， 当Vin=5V，则Dx=255 当Vin在0-5V之间变化，Dx在0-255之间变化，
《单片机原理及应用教程》第7章：单片机的串行通信及接口

《单片机原理及应用教程》第7章：单片机的串行通信及接口

8051单片机通过引脚RXD和TXD进行串行通信。其串行口结构包括控制寄存器SCON和PCON，分别用于配置工作方式和波特率。串行通信可选工作方式有四种：方式0为同步移位方式，方式1、方式2和方式3为异步收发方式，不同方式下帧格式和时序有所不同。波特率是数据传送速率，可通过设置定时器T1和SMOD位来调整。在方式0下，波特率固定为fosc/12；方3的波特率则通过T1溢出率和SMOD位共同决定。此外，文档还提供了波特率设计的实例和初始化程序，帮助读者更好地理解和应用8051单片机的串行通信功能。