MCS-51单片机的系统扩展
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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。
第6章MCS-51单片机系统扩展技术6.1 MCS-51单片机系统扩展的基本概念6.2 程序存储器扩展技术6.3 数据存储器扩展6.4 输入/输出口扩展技术6.1 MCS-51单片机系统扩展的基本概念6.1.1 MCS-51单片机最小应用系统6.1.2 MCS-51单片机的外部扩展性能6.1.1 MCS-51单片机最小应用系统1.8051/8751最小应用系统(如图6-1所示)。
由于集成度的限制,这种最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。
其应用特点是:(1)全部I/O口线均可供用户使用。
(2)内部存储器容量有限(只有4KB地址空间)。
(3)应用系统开发具有特殊性。
2.8031最小应用系统8031是片内无程序存储器的单片机芯片,因此,其最小应用系统应在片外扩展EPROM。
图6-2为用8031外接程序存储器构成的最小系统。
6.1.2 MCS-51单片机的外部扩展性能1.MCS-51单片机的片外总线结构MCS-51系列单片机片外引脚可以构成如图6-3所示的三总线结构:地址总线(AB)数据总线(DB)控制总线(CB)所有外部芯片都通过这三组总线进行扩展。
2.MCS-51单片机的系统扩展能力●当系统要大量配置外围设备以及要扩展较多的I/O口时,将占去大量的RAM地址。
●当应用系统存储扩展容量或扩展I/O口地址超过单片机地址总线范围时,可采用换体法解决。
如图6-4所示。
6.2 程序存储器扩展技术6.2.1 EPROM扩展电路6.2.2 EEPROM扩展电路(…)6.2.1 EPROM扩展电路1.2764A EPROM扩展电路2.27128A EPROM扩展电路6.2.2 EEPROM扩展电路EEPROM是一种电擦除可编程只读存储器,其主要特点是能在计算机系统中进行在线修改,并能在断电的情况下保持修改的结果。
因而在智能化仪器仪表、控制装置等领域得到普遍采用。
常用的EEPROM芯片主要有Intel 2817A、2864A等。