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单片机第7章

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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

第7章 单片机的系统扩展

第7章 单片机的系统扩展

第七章 单片机的系统扩展
74LS138是”3-8”译码器，具有3个选择输入端， 可组成8种输入状态。8个输出端，分别对应8种输 入状态中的1种，0电平有效。
第七章 单片机的系统扩展
第七章 单片机的系统扩展
7.2 数据存储器的扩展
MCS-51单片机内部有128B的RAM存储空间。
内部RAM通常作为工作寄存器、堆栈、软件标志 和数据缓冲区。
第七章 单片机的系统扩展
2864有四种工作方式，如表7-2所示。
第七章 单片机的系统扩展
7.1.3 程序存储器的扩展方法
1. 总线的连接与时序
第七章 单片机的系统扩展
图7-5为MCS-51单片机程序存储器的操作时序。
第七章 单片机的系统扩展
2.单片程序存储器的扩展
第七章 单片机的系统扩展
3.多片程序存储器的扩展
第七章 单片机的系统扩展
8255A的控制字
（1）工作方式控制字
第七章 单片机的系统扩展
（2）置位／复位控制字
第七章 单片机的系统扩展
例如，若将07H写入控制字 功能：PC3置位
若将08H写入控制字
功能：PC4复位
【例】 要求A口工作在方式0输入，B口为方式1输出， C口高4位PC7~PC4为输入，C口低4位PC3~PC0为 输出。设8255控制器地址为FFFDH MOV DPTR, ＃0FFFDH
第七章 单片机的系统扩展
第七章 单片机的系统扩展
2. 8255A芯片的控制字及其工作方式
方式0——基本输入/输出方式。 方式1——选通输入/输出方式。 方式2 ——双向传送方式。
端口A可工作于方式0、1、2，端口 B只可工作于 方式0、1，端口C只可工作于方式0。

单片机原理及应用(李桂林)章 (7)

单片机原理及应用(李桂林)章 (7)

第 7 章 单片机并行扩展技术 图 7－1 8031 最小应用系统
第 7 章 单片机并行扩展技术
8031 芯片本身的连接除了 EA 必 须 接地 地外(选择外 部存储器),其他与 80C51 / 89C51 最小应用系统一样,也必须 有复位及时钟电路。
第 7 章 单片机并行扩展技术
7. 2 总线扩展及编址方法
第 7 章 单片机并行扩展技术
7. 1 单片机的最小系统
最小应用系统,是指能维持单片机运行的最简单配置的系 统。这种系统成本低廉、结构简单,常用来构成简单的控制系 统,如开关状态的输入/输出控制等。对于片内有ROM / EPROM 的单片机,其最小应用系统即为配有晶振、复位电路和电源的 单个单片机。对于片内无 ROM / EPROM 的单片机,其最小系统 除了外部配置晶振、复位电路和电源外,还应当外接 EPROM 或 E2 PROM作为程序存储器使用。
第 7 章 单片机并行扩展技术
图 7－3 所示为线选法应用实例。图中所扩展的芯片地址 范围如表 7 －1 所示,其中 ×可以取“0 ”,也可以取 “ 1 ”,用十六进制数表示的地址如下:
2764 ( 1 ): 4000H~5FFFH ,或 C000H~DFFFH ,有地址重 叠现象。
2764 ( 2 ): 2000H~3FFFH ,或 A000H~BFFFH ,有地址重 叠现象。
第 7 章 单片机并行扩展技术
当然,最小系统有可能无法满足应用系统的功能要求。比 如,有时即使有内部程序存储器,但由于程序很长,程序存储器 容量可能不够;对一些数据采集系统,内部数据存储器容量也可 能不够等,这就需要根据情况扩展 EPROM 、 RAM 、 I / O 口 及其他所需的外围芯片。
第 7 章 单片机并行扩展技术

《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。

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

单片机原理第7篇章串行接口

单片机原理第7篇章串行接口

总结和重点强调
串行接口的定义和作用
串行接口是一种用于在计算机系统或电子设备之间传输数据的接口，实现设备之间的通信和 数据交换。
串行通信的特点和优势
逐位传输数据、使用较少的信号线、较高的数据传输速率，节省空间、提高传输效率。
常见的串行接口类型及其应用场景
USB接口、RS-232接口等，应用于计算机、外部存储设备等设备的数据传输。
单片机原理第7篇章串行 接口
串行接口是一种用于在计算机系统或电子设备之间传输数据的接口。它通过 逐位地传输数据，能够有效地减少信号线的使用数量，提高数据传输速率。
串行接口的定义和作用
定义
串行接口是一种数据传输的接口，将数据逐位传输，通过时钟信号同步。
作用
串行接口用于在计算机系统或电子设备之间传输数据，实现设备之间的通信和数据交换。
协议
串行通信需要定义通信协议，规定数据的传输格 式和通信规则。
常见的串行接口类型及其应用场景
USB接口
应用于计算机、外部存储设备、打印机等设备 的数据传输。
RS-2 32 接口
应用于计算机和串行设备之间的长距离数据传 输。
串行通信的标准和协议
1 标准
例如RS-232、USB、SPI、I2C等标准规 定了接口的电气特性和 了数据的传输方式、速率和控制信号。
串行接口的发展趋势和未来展望
1
提高速率
随着技术的发展，串行接口的传输速率将进一步提高，满足对高速数据传输的需 求。
2
减少功耗
为了满足节能环保的需求，串行接口将朝着功耗更低、效率更高的方向发展。
3
应用扩展
串行接口将广泛应用于更多领域，例如物联网、智能家居等。
重要性
串行接口在现代计算机和电子设备中起着至关重要的作用，是数据传输的基础。

《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 。

单片机讲义第七章


一、中断的起因
什么可以引起中断？ 生活中很多事件可以引起中断：有人 按了门铃了，电话铃响了，你的闹钟闹响 了，你烧的水开了….等等诸如此类的事件， 我们把可以引起中断的称之为中断源，单 片机中也有一些可以引起中断的事件， 8051中一共有5个：两个外部中断，两个 计数/定时器中断，一个串行口中断。
三、中断的响应过程
当有事件产生，进入中断之前我们必须先记住现 在看书的第几页了，或拿一个书签放在当前页的位置， 然后去处理不同的事情（因为处理完了，我们还要回 来继续看书）：电话铃响我们要到放电话的地方去， 门铃响我们要到门那边去，也说是不同的中断，我们 要在不同的地点处理，而这个地点通常还是固定的。 89C51中也是采用的这种方法，五个中断源，每个 中断产生后都到一个固定的地方去找处理这个中断的 程序，当然在去之前首先要保存下面将执行的指令的 地址，以便处理完中断后回到原来的地方继续往下执 行程序。
二、中断的嵌套与优先级处理
设想一下，我们正在看书，电话铃响了，同时又 有人按了门铃，你该先做那样呢？如果你正是在等一 个很重要的电话，你一般不会去理会门铃的，而反之， 你正在等一个重要的客人，则可能就不会去理会电话 了。如果不是这两者（即不等电话，也不是等人上 门），你可能会按你通常的习惯去处理。总之这里存 在一个优先级的问题， 单片机中也是如此，也有优先级的问题。优先级 的问题不仅仅发生在两个中断同时产生的情况，也发 生在一个中断已产生，又有一个中断产生的情况，比 如你正接电话，有人按门铃的情况，或你正开门与人 交谈，又有电话响了情况。考虑一下我们会怎么办吧。
电平触发的外部中断的清除
对于电平触发的外部中断，CPU响应中断后， 虽然也是由硬件清除了相应的标志位，但是不 能对外部引脚上的电平进行处理，也就是说， 这时如果外部引脚上的低电平依然存在，会造 成重复中断，因此我们应该在电路上增加对外 部引起中断的信号进行处理。P148图7-5是一 个可行的方案之一。通过I/O口输出一个信号， 使得外部引脚上的中断请求信号变为高电平。

精品课件-单片机应用技术(第三版)刘守义-第7章


着在其后沿就启动转换。因此启动图7.5中的ADC0809进行转换
只需要下面的指令(以通道0为例)：
MOV
DPTR，#0000H
；选中通道0
MOVX @DPTR，A
； 信号有效，启动转换
WR
第７章 A/D与D/A转换接口
2．转换数据的传送 A/D转换后得到的是数字量的数据，这些数据应传送给 单片机进行处理。数据传送的关键问题是如何确认A/D转换 完成，因为只有确认数据转换完成后，才能进行传送，为此 可采用下述三种方式： (1) 定时传送方式。对于一种A/D转换器来说，转换时 间作为一项技术指标是已知的和固定的。例如ADC0809的转 换时间为128 μs，相当于6 MHz的MCS-51单片机的64个机器 周期。可据此设计一个延时子程序，A/D转换启动后即调用 这个延时子程序，延迟时间一到，转换肯定已经完成了，接 着就可进行数据传送。
8031 A15 A14 0809 × ×
×× ××
××
A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 × × × × × ST × × × × × C B A × × × × ×0 × × × × × 0 0 0 × × × × ×0 × × × × × 0 0 1
示。 该电路连接主要涉及两个问题，一是8路模拟信号通道
的选择，二是A/D转换完成后转换数据的传送。
第７章 A/D与D/A转换接口
图7.5 ADC0809与8031单片机的连接
第７章 A/D与D/A转换接口
1．8路模拟通道的选择 ADDA、ADDB、ADDC分别接地址锁存器74LS373提供的低3位地 址，只要把3位地址写入ADC0809中的地址锁存器，就实现了模拟 通道的选择。对系统来说，地址锁存器是一个输出口，为了把3 位地址写入，还要提供口地址。图7.5中使用的是线选法，口地 址由P2.0确定，同时和相或取反后作为开始转换的选通信号。因 此该ADC0809的通道地址确定如下：

单片机第7章习题答案

第7章习题答案1．通常8031给用户提供的I/O口有哪几个？为什么？答案：MCS-51系列单片机虽然有4个8位I/O口P0、P1、P2、P3，但4个I/O口实际应用时，并不能全部留给用户作系统的I/O口。

因为当单片机在外部扩展了程序存储器、数据存储器时，就要用P0和P2口作为地址/数据总线，而留给用户使用的I/O口只有P1口和一部分P3口。

(不做系统扩展，都可以用作I/O口)2．在MCS-51单片机应用系统中，外接程序存储器和数据存储器的地址空间允许重叠而不会发生冲突，为什么？外部I/O接口地址是否允许与存储器地址重叠？为什么？答案：因为单片机访问外部程序存储器与访问外部数据存储器（包括外部I/O口）时，会分别产生PSEN与RD/WR两类不同的控制信号，因此外接程序存储器和数据存储器的地址空间允许重叠而不会发生冲突。

外部扩展I/O口占用数据存储器地址空间，与外部数据存储器统一编址，单片机用访问外部数据存储器的指令来访问外部扩展I/O口。

因此外部I/O接口地址是否允许与程序存储器地址重叠不允许与数据数据存储器地址重叠。

3．在通过MOVX指令访问外部数据存储器时，通过I/O口的哪些位产生哪些控制信号？答案：MCS-51对外部数据存储器的访问指令有以下4条：1）MOVX A, @Ri2）MOVX @Ri, A3）MOVX A, @DPTR4）MOVX @DPTR, A访问外部数据存储器指令在执行前，必须把需要访问的存储单元地址存放在寄存器Ri （R0或R1）或DPTR中。

CPU在执行1）、2）指令时，作为外部地址总线的P2口输出P2锁存器的内容、P0口输出R0或R1的内容；在执行3）、4）指令时，P2口输出DPH内容，P0口输出DPL内容。

写时(/WR P3.6)有效；读时（/RD P3.7）有效。

4．外部存储器的片选方式有几种？各有哪些特点？答案：外部存储器的片选方式有线选法和译码法两种。

线选法的特点是连接简单，不必专门设计逻辑电路，但是各个扩展芯片占有的空间地址不连续，因而地址空间利用率低。

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2
•多主的I2C总线应用系统中，一定要使用带I2C总线接口的单片 机。 •没有I2C总线接口的单片机一般只能构成单主的应用系统。 •MCS-51单片机就没有专用的I2C总线接口。可以用单片机的两 2 根I/O口线来虚拟I C总线的SDA数据线和SCL时钟线。
AT24C02与MCS-51的接口图
23
（1）信号时序的要求
19
编址问题
• MCS-51单片机采用统一编址方式。在接口电路， I/O编址采用16位地址，对片外I/O的输入输出指令 就是访问RAM的指令。 • 扩展I/O接口时要注意：
熟悉MCS-51本身的P0~P3口特性及指令功能。 分析清楚要扩展的接口芯片的功能、结构及能力。 在进行硬件设计时要注意接口电平及驱动能力。 设计驱动程序注意防止总线上的数据冲突，根据实际情况 采用不同的数据传送控制方式。
4
并行总线扩展与总线驱动
MCS-51扩展的三总线
5
地址锁存器与ALE、P0口的连接
6
总线驱动
系统总线的驱动
7
存储器的并行扩展
• 在单片机系统中，存储器分为程序存储器和数据存储器。 • 外部扩展的程序存储器或数据存储器最大不可超过64KB。 1．程序存储器 常用的有紫外光可擦除EPROM和电擦除E2PROM、Flash等。 1）EPROM 2）E2PROM E2PROM是电擦除可编程存储器，是EPROM改进版，+5V供 电下就可进行编程，而且对编程脉冲宽度一般无特殊要求，具有 在线编程和擦除能力。 3）Flash存储器 Flash存储器的性能综合了EPROM和E2PROM两者的特点， 具有价格便宜、集成度高，电可擦性，且读/写速度快。
第7章 单片机系统扩展
ห้องสมุดไป่ตู้
1
图7-24 24C02与8051连接 （I2C总线连接）
2
单片机扩展： • 并行扩展
• 串行扩展 具有串行接口的芯片挂接在1~4根I/O线上，通过 编程产生相应的串行总线时序.例如：I2C总线扩 展。 优点：接线简单，占用资源少。
3
地址总线AB：16根地址线，由P0口和P2口构建，P0口低 8位，P2口高8位。 数据总线DB：8位字长，由P0口构造。 控制总线CB：第二功能信号线，包括ALE、PSEN、RD 和WR、P3口等。
20
串行总线接口技术
1． I2C总线特性 • I2C总线（Inter Integrated Circuit Bus）是 Philips公司推出的二线制同步串行总线。 • 只需要数据线SDA和时钟线SCL。
I2C总线扩展示意图
21
2．I C总线节点的寻址方式字节 2 在任何时刻I C总线上只有一个主控器件（主节点）。 总线上每个节点都有一个固定的节点地址。 节点地址SLA寻址字节格式如下：
15
地址线：地址译码进行外部扩展举例
扩 展 器 件 6264 8255 0832 8255
片内字节地址数 8K 4 1 4
地址编码 0000H～1FFFH 3FFCH～3FFFH 7FFFH 9FFCH～9FFFH
16
I/O接口扩展概述
•原始数据或现场信息要利用输入设备输入到单片机中，单片 机对输入的数据进行处理加工后，还要输出给输出设备。 • 80C51单片机内部有四个并行口和一个串行口，对于简单的 I/O设备可以直接连接。 •当系统较为复杂时，往往要借助I/O接口电路（简称I/O接口） 完成单片机与I/O设备的连接。
• 以信号S启动I2C总线。 • 先发送的数据为寻址字节SLAR/W。 • 再以字节为单位收发数据，首先传送的是数据的最高位， 每传送一个字节后，对方回应一个应答位。 • 直至终止信号P，结束本次传送。
I2C总线上一次完整的数据传送时序
24
I2C总线的4个基本信号的时序要求
25
2
器件地址（DA3、DA2、DA1、DA0）： I C总线接口器件固有的地址编码，在器件出厂时就已给定。 引脚地址（A2A1A0）： 形成系统中相同器件不同的引脚地址。 数据方向（R/ W ）： 规定了总线上主节点对从节点的数据传送方向，1——接收， 0——发送。
2
22
3．I C总线时序及虚拟技术
17
单片机与I/O设备的关系：
P2 ALE P0 G D7 : : D0 OE Q7 : : Q0
I/O接口
状态信号 状态端口
74LS373
数据 数据端口
I/O设备
80C51
INTX RD,WR 2 2
控制信号 控制端口
18
I/O接口的功能是：
1、数据缓冲 大多数外设的速度无法和单片机的速度相比。需要I/O 接口电路与外设之间传递状态信息以实现速度匹配。 2、设备选择 3、信号转换
8255的地址范围： 高8位地址变化范围 ：P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 1 0 1 1 1 1 1 1 低8位地址变化范围：P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 1 1 1 1 1 1 × × 由此可得8255的地址范围为：BFFCH～BFFFH。
10
数据存储器扩展
图7-2 在8051单片机外部扩展一片8K字节数据存储器6264的 连接图 11
图7-3 扩展8K RAM6264
12
8051存储器的扩展线路设计 1．存储器芯片与单片机连接方法 （1）地址线的相连 （2）数据线的连接 （3）控制线的连接
13
地址线：线选法进行外部扩展举例
6264的地址范围： 高8位地址变化范围 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 1 1 0 × × × × × 低8位地址变化范围：P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 × × × × × × × × 14 由此可得6264的地址范围为：C000H～DFFFH。
8
程序存储器的扩展
图7-1 在8051单片机外部扩展8K字节程序存储器2764的 9 连接图
2. 数据存储器 数据存储器常采用静态存储器（SRAM），具有存取速度 快、使用方便等特点。常用的SRAM有6116（2KB8）、 6264（8KB8）、62256（32KB8）等。
常用SRAM引脚图
0832的地址： 高8位地址变化范围： P2.7 0 低8位地址变化范围： P0.7 1
P2.6 1 P0.6 1
P2.5 P2.4 P2.3 1 1 1 P0.5 P0.4 P0.3 1 1 1
P2.2 1 P0.2 1
P2.1 1 P0.1 1
P2.0 1 P0.0 1
由此可得0832的地址为：7FFFH。