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单片机原理,接口及应用---第7章 单片机系统功能扩展解读

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单片机系统的扩展技术

单片机系统的扩展技术

INC R0
INC DPTR
; 修改数据指针
DJNZ R7, AG
END
4.2.3 MCS-51对外部存储器的扩展
下 图 所 示 的 8031 扩 展 系 统 中 ， 外 扩 了 16KB 程 序 存 储 器 （ 使 用 两 片 2764芯片）和8KB数据存储器（使用一片6264芯片）。采用全地址译码方 式，用于控制2―4译码器的工作，参加译码，且无悬空地址线，无地址重 叠现象。1# 2764, 2# 2764, 3# 6264的地址范围分别为：0000H～1FFFH, 2000H～3FFFH, 4000～5FFFH。
4.2 存储器的扩展
存储器是计算机系统中的记忆装置，用来存放要运行的程序和程序 运行所需要的数据。单片机系统扩展的存储器通常使用半导体存储器， 根据用途可以分为程序存储器（一般用ROM）和数据存储器（一般用 RAM）两种类型。
MCS-51单片机对外部存储器的扩展应考虑的问题：
（1）选择合适类型的存储器芯片
引脚符号的含义和功能如下：
D7～D0：三态数据总线； A0～Ai：地址输入线，i=12～15。2764的地址线为13位，i=12； 27512的地址线为16位，i=15； CE ：片选信号输入线； OE ：输出允许输入线；
CE
VPP：编程电源输入线； PGM ：编程脉冲输入线； VCC：电源； GND：接地； NC：空引脚。
8051扩展2764的电路连接方法：
数据线：P0口接EPROM的D0~D7 ；
地址线： 2764容量为8KB，213=8KB，需要A0～A12共13根地址线。P0口
经地址锁存器后接EPROM的A0~A7 ； 为了与片内存储器的空间地址衔 接，～接EPROM的A8~A11 ， 经非门后与A12连接。

第7章 MCS-51单片机常用接口技术

第7章 MCS-51单片机常用接口技术

图7.3 用8031的P1口设计的4×4键盘
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
7.1.2 键盘按键识别方法
首先在键处理程序中将P1.3~P1.0依次按位变低， P1.3~P1.0在某一时刻只有一个为低。在某一位为低时读行线， 根据行线的状态即可判断出哪一个按键被按下。 如9号键按下时，当列线P1.2为低时，读回的行线状态中 P1.4被拉低，由此可知2号键被按下。 一般在扫描法中分两步处理按键，首先是判断有无键按下， 即使列线（P1.3~P1.0）全部为低，读行线，如行线 （P1.4~P1.7）全为高，则无键按下，如行线有一个为低，则 有键按下。当判断有键按下时，使列线依次变低，读行线，进 而判断出具体哪个键按下。
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
7.2.2 LED显示器接口及显示方式
表7.2 段选码、位选码及显示状态表
段选码 （字型） F9H A4H B0H 99H 92H 位选码 P2.4~P2.0 11110 11101 11011 10111 01111 1 2 3 4 5 显示器显示状态
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
7.2.1 LED显示器原理
图7.6为LED显示器的内部结构及外形。
（a）共阴极 （b）共阳极 （c）LED实物 图7.6 LED显示结构及实物
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
7.2.1 LED显示器原理
7段LED显示数字0~F，符号等字型见表7.1，其中a段为最 低位，dp为最高位。
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
单片机原理及应用教程
第 7章 MCS-51单片机常用接口技术
主 编 范立南 谢子殿 副主编 刘 彤 尹授远 李雪飞
第7章 MCS-51单片机常用接口技术

7系统扩展与接口技术精品PPT课件

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单片机的外部总线
总线的用途： 总线是多设备之间分时共享的信息传输线路。
总线的组成 总线包括：数据总线 地址总线 控制总线 数据总线：双向传输信息， 决定了每个时钟周期传输信息的多少 地址总线 由主芯片向从芯片单向传输 地址线决定系统设备的数量 控制总线：由主芯片向从芯片单向传输 控制线决定信息的传输方向和时序
E2PROM----电擦除的可编程 只读存储器。
常用的E2PROM有2816（2KB）、 2817（2KB）、2864A（8KB）。
E2PROM的特点： 1、单5v电源擦写； 2、可重复写1万次，保留20年； 3、与相同容量的RAM和
EPROM在引脚上兼容； 4、速度：读200ns、写20ms左右。
用途2：用于连接总线接口的器件，要注意的是 8051单片机访问某些I/O设备，比如ADC0809、 DAC0832时，也可以通过总线的方式接口。
注意：理解总线接口的原理是重中之重，其关键在 于理解总线接口的时序关系！！
总线分并行和串行两种，8051采用 并行总线形式，而有的单片机有串行总 线比如motorola公司的HCS12系列单片 机有IIC总线。
地址范围为：0000~1FFFH P2.6接片选信号CE，为0有效。 P2.7、P2.5取0
对于扩展的8KB的27128的地址范围为（14位地址线）：
P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 ⅹ 0 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1
数据总线 D0-D7从 P0 端口引出 地址总线 A0-A7从 P0 引出 地址总线 A8-A15从 P2 引出 控制总线由单独的WR RD 引脚输出 如图所示

《单片机原理与应用及上机指导》第7章：80C51单片机系统扩展

《单片机原理与应用及上机指导》第7章：80C51单片机系统扩展


表7.4 常用SRAM芯片的主要性能

表7.6 80C51与6264的线路连接

7.2 并行I/O扩展


MCS-51系列单片机共有4个并行I/O口，分别是P0、P1、 P2和P3。其中P0口一般作地址线的低8位和数据线使用； P2口作地址线的高8位使用；P3口是一个双功能口，其第 二功能是一些很重要的控制信号，所以P3一般使用其第二 功能。这样供用户使用的I/O口就只剩下P1口了。另外，这 些I/O口没有状态寄存和命令寄存的功能，所以难以满足复 杂的I/O操作要求。因此，在大部分MCS-5l单片机应用系 统的设计中都不可避免地要进行I/O口的扩展。 7.2.1 并行I/O扩展原理 7.2.2 常用的并行I/O扩展芯片

线选法

若系统只扩展少量的RAM和I/O口芯片，可采用线选法。 线选法是把单片机高位地址分别与要扩展芯片的片选端相连，控制选 择各条线的电路以达到选片目的，其优点是接线简单，适用于扩展芯 片较少的场合，缺点是芯片的地址不连续，地址空间的利用率低。
图7.7 片外RAM的读时序

图7.8 片外RAM的写时序

4．数据存储器芯片及扩展电路


(1) 数据存储器 数据存储器扩展常使用随机存储器芯片，用得较多的是 Intel公司的6116(容量为2KB)和6264(容量为8KB)， 其性能 如表7.4所示。 (2) 数据存储器扩展电路 80C51与6264的连接 如表7.6所示。

全地址译码法

利用译码器对系统地址总线中未被外扩芯片用到的高位地址线进行译 码，以译码器的输出作为外围芯片的片选信号。常用的译码器有 74LS139、74LS138、74LS154等。优点是存储器的每个存储单元只 有唯一的一个系统空间地址，不存在地址重叠现象；对存储空间的使 用是连续的，能有效地利用系统的存储空间。缺点是所需地址译码电 路较多，全地址译码法是单片机应用系统设计中经常采用的方法 。

单片机原理与应用徐爱钧答案

单片机原理与应用徐爱钧答案

单片机原理与应用徐爱钧答案【篇一：单片机原理实用教程基于proteus虚拟仿真】p class=txt>【作者】徐爱钧编著【isbn】978-7-121-07543-8【出版社】电子工业出版社【出版日期】2009年1月【内容简介】本书系统地阐述了基于proteus虚拟仿真技术的8051单片机原理与接口技术，详细论述了在proteus软件平台上进行单片机应用系统设计的原理与方法，介绍了8051单片机的基本结构、中断系统、定时器以及串行口的工作原理、8051指令系统与汇编语言程序设计、dac与adc接口技术、键盘与显示器接口技术，并以实例方式介绍了在proteus平台上进行单片机应用系统虚拟仿真设计的方法，给出了大量在proteus集成环境isis中绘制的原理电路图和仿真程序，并提供一张包含全部应用实例的配套光盘，其中所有实例均可在proteus软件平台上直接运行。

本书可作为高等院校工业自动化、电子测量仪器、计算机应用等相关专业单片机原理与应用课程的教学用书，也可作为广大从事单片机应用系统开发的工程技术人员的参考书。

【宣传语】用多个实例讲述在proteus平台上设计单片机应用系统的方法，并提供原理电路图和仿真程序【前言】单片机是现代电子技术的新兴领域，它的出现极大地推动了电子工业的发展，已成为电子系统设计中最为普遍的应用手段。

近年来单片机技术得到了突飞猛进的发展，各种单片机开发工具层出不穷。

虚拟仿真就是近年来兴起的一种新型应用技术，采用虚拟仿真技术，在原理图设计阶段就可以对单片机应用设计进行评估，验证所设计电路是否达到所要求的技术指标，还可以通过改变元器件参数使整个电路性能达到最优化。

这样就无须多次购买元器件及制作印刷电路板，节省了设计时间与经费，提高了设计效率与质量。

英国labcenter公司推出的proteus软件是一款极好的单片机应用开发平台，它以其特有的虚拟仿真技术很好地解决了单片机及其外围电路的设计和协同仿真问题，可以在没有单片机实际硬件的条件下，利用pc以虚拟仿真方式实现单片机系统的软、硬件同步仿真调试，使单片机应用系统设计变得简单容易。

单片机系统功能扩展

单片机系统功能扩展
每个芯片片内地址填写全“0”～全“1”，片选地址必须填 “0”，无关位填“0”或填“1”均可，但要避免和别的同类芯片 片选相同。
第7章 单片机系统功能扩展
例7-1 上图中8255的三个数据口地址分别为BFFCH~BFFEH,控 制口地址为BFFFH。编程将8255 A口输入的数据从B口输出 C口不用,均采用方式0 。
MOV DPTR, # BFFFH ;DPTR指向控制口
MOV A, #10010000B ;设定A口方式0输入,
B口方式0输出
MOVX @DPTR, A
;写入控制口
MOV DPTR, # BFFCH ;DPTR指向A口
MOVX A, @DPTR
;从A口输入数据到A累加器
INC DPTR
;DPTR指向B口
8255是个可编程并行接口芯片，其引脚图7-20。
第7章 单片机系统功能扩展
8255为可编程并行接口 芯片,它有3个8位数据口:A口,B 口,C口(其中C口可作为两个四 位口),通过PA PB PC引脚和外
设相连，还有一个控制口，这
些口地址由A1,A0决定。
A1 A0 00 01 10 11
A口 B口 C口 控制口
JNB P1.3,INT3SERV ;是中断INT3请求，则执行INT3对应的中断服 务程序
INT0SERV: … …
; INT0的中断服务程序
JMP RETU
INT1SERV: … …
; INT1的中断服务程序
JMP RETU
INT2SERV: … …
; INT2的中断服务程序
JMP RETU
INT3SERV: … …
273的选通信号由WR和P2.0相或产生，通过执行对该片 的写指令，WR和P2.0有效,使8XX51的数据往273输出。

nj单片机原理及应用(C语言版)第7章

单片机原理及应用（C语言版）第7章MCS-51单片机串行口主编：周国运中国水利水电出版社本章要点本章主要讲述MCS-51单片机串行口的结构、工作原理以及应用。

主要内容包括串行通信基本知识、MCS-51单片机串行口结构、串行口工作方式以及单片机与PC机通信的接口电路。

7.1 串行通信基本知识主要内容7.1.1 数据通信7.1.2 异步通信和同步通信7.1.3 波特率7.1.4 通信方向7.1.5 串行通信接口种类7.1.1 数据通信计算机与外界的信息交换称为通信。

基本的通信方法有并行通信和串行通信两种。

1．并行通信单位信息（通常指一个字节）的各位数据同时传送的通信方法称为并行通信。

优点：传送速度快；缺点：数据有多少位，就需要多少根传送线。

适合近距离通信7.1.1 数据通信2．串行通信单位信息的各位数据被分时一位一位依次顺序传送的通信方式称为串行通信。

优点：只需一对传输线，大大降低了传送成本，特别适用于远距离通信；缺点：传送速度较低。

适合远距离通信1．异步通信异步通信中，传送的数据可以是一个字符代码或一个字节数据，数据以帧的形式一帧一帧传送。

7.1.2异步通信和同步通信图7-3 异步通信的一帧数据格式1、异步通信起始位（0）：信号只占用一位，用来通知接收设备一个待接收的字符开始到达。

线路上在不传送字符时应保持为1。

接收端不断检测线路的状态，若连续为1以后又测到一个0，就知道发来一个新字符，应马上准备接收。

数据位：紧接着起始位后面，它可以是5位（D0--D4）、6位、7位或8位（D0--D7）。

1、异步通信奇偶校验：只占一位，但也可以规定不使用奇偶校验位，这一位就可省去。

也可用这一位（1/0）来确定这一帧中的字符所代表信息的性质（地址/数据等）。

停止位：用来表征字符的结束，它一定是高电位（逻辑1）。

停止位可以是1位、1.5位或2位。

接收端收到停止位后，知道上一字符已传送完毕，同时，也为接收下一个字符做好准备--只要再接收到0，就是新的字符的起始位。

单片机应用系统扩展课件


后，P0口又作为数据总线口
（D7～D0），对当前的地址单元
传输数据。 4
2．P2口的口线作为高位地址 P2口的全部8位口线用作系统高8位地址线，再加上地 址锁存器输出提供的低8位地址，便形成了系统的16位地址 总线，从而使单片机系统的寻址范围可达到64KB。 3．控制信号线 这些信号有的就是单片机引脚的第一功能信号，有的 则是P3口第二功能信号。其中包括： PSEN*：外部扩展的程序存储器的读选通信号； RD*和WR*：外部数据存储器和I/O接口的读、写选通 控制信号； EA*：片内、外程序存储器访问选择控制端。
单片机进行存储器扩展，实 际上就是设计单片机的三总线如 何和存储器3类信号进行连接。
A0~An
D0~D7
WE* OE* CE*
62xxx
图10-8 SRAM逻辑符号
15
对3类线要掌握以下特点： A0～An：片内地址输入线，单片机向存储器传送地址信 号。片内地址线的数量，确定了存储器芯片片内的单元数量。 地址线有n+1条，意味着存储器芯片内部有2n+1个单元，通常 用16进制表示。如6264的地址线有13条，则内部有213个单元， 即1FFFH个单元（8KB）。 D0～D7：双向三态数据线，用来 对地址线确定的存储单元输入/输出数据信号。不传输数据时， 引脚呈现高阻状态 CE*：片选信号输入线，低电平有效。只有存储器的片选 信号有效，该存储器才能进行读、写或擦除操作，否则数据 线位高阻状态。 OE*：读选通信号输入线，低电平有效。对于SRAM，直 接连接单片机的RD*信号；对于EPRON，直接连接PSEN*信 号，对于EEPROM，可以采用RD*和PSEN*相“与”的信号。 WE*：写允许信号输入线，低电平有效。对于SRAM或 EEPROM，直接连接单片机的WR*信号；EPROM不能在线写， 所以不要连接。

单片机原理及接口技术 第7章 AT89C51单片机系统扩展


D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
1
0
1
0
A2
A1
A0
R W
I2C总 线 特 征 码
芯片地址
1： 读 操 作 0： 写 操 作
图7-10 AT24C01A控制字
(3) 芯片寻址：当芯片接收到“启动”信号后，需 要接收一个8位的控制字，控制字的格式如图7-10所示。
A2、A1、A0三位地址与引脚上的A2、A1、A0的接 法(接VCC=1，接VSS=0)相比较，如果一致，该芯片被 选通。所以一个总线上总共可以挂八个AT24C01A。
18 17 14 13 8 7 4 3
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
Q7 Q6 Q5 74LS373QQ43 Q2 Q1 GE OE Q0
19 16 15 12 9 6 5 2
11 1
20 21 19 22 23 1 2 3 4 5 6 7 8
OE
WE A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
2) 引脚图及说明 AT24C01A引脚图见图7-8，各引脚功能如下： (1) SCL：串行时钟端，用于对输入和输出数据的同 步。 (2) SDA：串行数据地址输入或输出端，串行双向数 据输入、输出端。
A0 1
A1 2
A2 3
VSS
4
8
VCC
7 WP
6 SCL
5 SDA
图7-8 AT24C01A引脚图
89C51内部有4 KB的程序存储器，只有当片内4 KB存 储器不够用时，才考虑扩展片外程序存储器。扩展存 储器主要注意以下三个方面：
(1) 地址总线的连接：28C16有2 KB的存储空间11 根地址线，而89C51有64 KB的寻址空间16根地址线。

单片机原理与接口技术(第2版)第7章80C51单片机的系统扩展资料


Vcc Vcc Vcc Vcc
PGM PGM A14 A14
NC A13 A13 A13
A8 A8 A8
A8
A9 A9 A9
A9
A11 A11 A11 A11
OE OE OE OE/Vpp
A10 A10 A10 A10
CE CE CE
CE
Q7 Q7 Q7
Q7
Q6 Q6 Q6
Q6Leabharlann Q5 Q5 Q5Q5
Q4 Q4 Q4
27C512 27C256 27C128 27C64
A15 A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 Q0 Q1 Q2 GND
Vpp A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 Q0 Q1 Q2 GND
Vpp A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 Q0 Q1 Q2 GND
25 A8 A8
A8
A5 A5 A5 5
24 A9 A9
A9
A4 A4 A4 6 62 C 64 23 A11 A11 A11
A3 A2
A3 A2
A3 A2
7 8
62C128
22 21
OE A10
OE OE/RFSH A10 A10
A1 A0
A1 A0
A1 A0
9 62C256 20
10
19
CE D7
【例7-1】读外部ROM时序。
1个机器周期 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S1
ALE PSEN P2口 P0口
34H
12H
74H
34H
13H
50H
3412H 74H 3413H 50H
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实例1’运 行效果
2、用74LS244扩展并行输入口 • 三态输出的双4位总线缓冲器 1G = 1 → Y = Z • 无锁存功能 1G = 0 → Y = A
高阻 直通
(OE)
接线：A0-A3接外设输入端； Y0-Y3接单片机IO口； 1G接控制端
举例：根据左图接线原理， 写出读端口程序段
U3口地址: 0xxx xxxx xxxx xxxx（0x7fff）
实例1运行效果
实例1’ 利用两片74LS273扩展16位并行IO口且使其外 接的LED按1010 1010 0000 1111的规律输出。
解：接线原理分析（地址+选通）
U2口地址:01xx xxxx xxxx xxxx(0x7fff) U3口地址:10xx xxxx xxxx P0 xxxx(0xbfff) P2
C51访问外部RAM的方法2 将访问的外部端口用指针变量表示，指针变量的存储类型设 置为xdata，在程序中为指针变量设置访问单元。 例如，同样针对上述举例，程序设计如下： unsigned char xdata *PORT； //定义xdata指针变量 unsigned char temp1,temp2; …… PORT = 0x1000; //指向0x1000地址 …… temp = *PORT; //读0x1000端口 *PORT = temp2; //写0x1000端口 ……
单片机端口访问要点汇总： •扩展端口的地址占用片外RAM空间； •读、写端口需要使用寄存器间接寻址指令； •读、写端口需要使用16位地址（P0为低8位，P2为高8位）； •P0口分时输出低8位地址和8位数据； •采用C51读写端口时，需要包含<absacc.h>头文件； •采用宏定义端口： #define 变量名 XBYTE [地址常数] •采用地址指针定义端口： xdata *变量名
MOV DPTR，#7FFFH MOV A，#data MOVX @DPTR，A RET
74LS377
WR
P2.7 P0 MCS51
CLK
E D0~D7 74LS377
Q0~Q7
输 出 设 备
图631 MCS51与74LS377的接口电路
；指向74LS377地址 ；需输出的数据送累加器 ；P0口通过74LS377送出数据
扩展端口的地址需要占用外部RAM空间（0000～FFFFH） 对于汇编语言，需要利用MOVX指令访问端口 MOVX A,@DPTR MOVX @DPTR,A MOVX A,@Ri MOVX @Ri,A (读,RD） （写,WR）
规则——都要使用16位地址→P0+P2 DPTR：高8位地址(DPH)→P2, 低8位地址(DPL)→P0 Ri： 当前P2值=高8位地址 ，低8位地址(Ri) →P0 例如：MOV DPTR,#1000H MOVX A,@DPTR ;指针赋值 ;P2←10H，P0← 00H
2、用74LS273扩展并行输出口
• 带清除功能的8D触发器，MR =0 → Q=0 • 上升沿触发, MR=1, CLK =↑→ Q=D • 具有数据锁存功能, MR=1, CLK=1→Q=QD
(CLK)
74LS273
(MR)
典型用法：MR接Vcc，利用CLK的上跳沿选通，低电平 进入锁存状态
实例1 利用74LS273扩展单片机的输出端口，并实现LED数 码管顺序显示0-9字符的功能。
单片机原理、接口及应用
---嵌入式系统技术基础
第7章 单片机系统 功能扩展
7.1 简单并行IO口扩展
7.1.1 访问外设端口的软件设置 7.1.2 简单并行输出接口的扩展
7.2 可编程并行接口芯片8255A 7.3 中断扩展 7.4 定时器的扩展（自学）
当系统需要较多I/O端口时，往往需要进行I/O端口的扩展。 扩展I/O端口可以通过各种集成接口芯片： 可编程I/O扩展芯片（如8255、8155等）和具有锁存或缓冲 功能的接口芯片（如74LS273、74LS244等）。
(一)、采用锁存器扩展简单的8位输出口 1、用74LS377扩展并行输出口 74LS377是一种8D触发器。
E Q0 D0 D1 Q1 Q2 D2 D3 Q3 GND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 Vcc Q7 D7 D6 Q6 Q5 D5 D4 Q4 CLK
7.1 简单并行IO口扩展
7.1.1 访问外设端口的软件设置 7.1.2 简单并行接口的扩展
7.2 可编程并行接口芯片8255A 7.3 中断扩展 7.4 定时器的扩展（自学）
• 由数据锁存器实现的并行I/O口扩展 • 常用电路芯片: 74LS 273、377 、244、373等
采用锁存器扩展并行I/O接口
解：硬件电路的关键在于 既要能体现出端口地址要求，又要能满足CLK选通要求 地址分析： U2地址:0xxx xxxx xxxx xxxx0x7fff）
为满足CLK要求→采用WR引脚信号
P2.7为0时，或门→ “解锁”；WR →CLK的选通要求
实例1程序
MOVX指令访问端口（写）的时序
要点：P0分时输出低8位地址和8位数据； 写端口时WR（P3.6）引脚自动产生负脉冲信号
MOVX指令访问端口（读）的时序
要点：P0分时输出低8位地址和8位数据； 写端口时RD（P3.7）引脚自动产生负脉冲信号
C51访问外部RAM的方法1 在程序中加入专用语句： #include <absacc.H> //含有宏定义的包含语句 #define 变量名 XBYTE [地址常数] //地址定义语句 此后，便可通过对已定义变量访问所需的端口 例如，对占用片外RAM 1000H的端口进行读操作: #include <absacc.h> #define port XBYTE [0x1000]; unsigned char temp1,temp2; … … temp1 = port; //读端口操作 port = temp2; //写端口操作 … …