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51单片机外部存储器的扩展

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51单片机课件ppt模板

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（2）数据总线（Data Bus，DB）：用于单片机与外部存储 器之间或与I/O接口之间传送数据，数据总线是双向的。
（3）控制总线（Control Bus，CB）：控制总线是单片机发 出的各种控制信号线。
7
如何来构造系统的三总线。 1．P0口作为低8位地址/数据总线 AT89S51受引脚数目限制，P0口既用作低8位地址总线， 又用作数据总线（分时复用），因此需增加一个8位地址锁存 器。AT89S51访问外部扩展的存储器单元或I/O接口寄存器时， 先发出低8位地址送地址锁存器锁存，锁存器输出作为系统的 低8位地址（A7~ A0）。随后，P0口又作为数据总线口 （D7~ D0），如图8-2所示。 2．P2口的口线作为高位地址线 P2口用作系统的高8位地址线，再加上地址锁存器提供的 低8位地址，便形成了系统完整的16位地址总线。
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。
第8章 AT89S51单片机 外部存储器的扩展
1
第8章 目录 8.1 系统扩展结构 8.2 地址空间分配和外部地址锁存器
8.2.1 存储器地址空间分配 8.2.2 外部地址锁存器 8.3 程序存储器EPROM的扩展
8.3.1 常用的EPROM芯片 8.3.2 程序存储器的操作时序 8.3.3 AT89S51单片机与EPROM的接口电路设计 8.4 静态数据存储器RAM的扩展 8.4.1 常用的静态RAM（SRAM）芯片 8.4.2 外扩数据存储器的读写操作时序
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。

51单片机外部ram扩展c程序及硬件结构

51单片机外部ram扩展c程序及硬件结构

c程序#include<reg52.h>#include<absacc.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intint n,m;void main(){unsigned int i;while(1){for(i=0x0000;i<=0x7fff;i++){XBYTE[i]=n;//写入ram}for(i=0x7fff;i>0x0000;i--){m=XBYTE[i];//读外部存储器}}}62256外部ram芯片相关知识：XBYTE是一个地址指针（可当成一个数组名或数组的首地址），它在文件absacc.h中由系统定义，指向外部RAM（包括I/O口）的0000H单元，XBYTE后面的中括号[ ]0x2000H 是指数组首地址0000H的偏移地址，即用XBYTE[0x2000]可访问偏移地址为0x2000的I/O端口。

这个主要是在用C51的P0，P2口做外部扩展时使用，其中XBYTE [0x0002]，P2口对应于地址高位，P0口对应于地址低位。

一般P2口用于控制信号，P0口作为数据通道。

比如：P2.7接WR，P2.6接RD，P2.5接CS，那么就可以确定个外部RAM的一个地址，想往外部RAM的一个地址写一个字节时，地址可以定为XBYTE [0x4000]，其中WR，CS为低，RD为高，那就是高位的4，当然其余的可以根据情况自己定，然后通过XBYTE [0x4000] = 57;这赋值语句，就可以把57写到外部RAM的0x4000处了，此地址对应一个字节。

XBYTE 的作用,可以用来定义绝对地址,是P0口和P2口的,其中P2口对应的是高位,P0口对应的是低位如XBYTE[0x1234] = 0x56;则等价于mov dptr,#1234hmov @dptr,#56h谢谢大家。

项目 一 汽车单片机原理应用(任务五 MCS-51单片机系统扩展)

项目 一 汽车单片机原理应用(任务五 MCS-51单片机系统扩展)

（3） MCS-51单片机系统地址空间的分配 系统空间分配：通过适当的地址线产生各外部扩展器件的片 选/使能等信号就是系统空间分配。
编址：编址就是利用系统提供的地址总线，通过适当的连接， 实现一个编址惟一地对应系统中的一个外围芯片的过程。编 址就是研究系统地址空间的分配问题。
片内寻址：若某芯片内部还有多个可寻址单元，则称为片内 寻址。
2）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惟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。
1。程序和数据之和不大于 存储器总容量。 2。程序必须存放在低地址，
数据存放在高地址。
三、并行I/O口扩展 MCS-51单片机具有四个并行8位I/O口原理均可用做双向并行 I/O接口，但在实际应用中，可提供给用户使用的I/O口只有P1 口和部分P3口线及作为数据总线用的P0口。在单片机的I/O口 线不够用的情况下，可以借助外部器件对I/O口进行扩展 （1）概述 1）单片机I/O口扩展方法 并行I/O口扩展的目的：为外围设备提供一个输入输出通道。 ①并行总线扩展的方法 ②串行口扩展方法（只介绍总线扩展方式下I/O接口扩展方法） ③I/O端口模拟串行方法
二、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可分为 程序存储器和数据存储器两种类型。
（1）MCS-51单片机对外部存储器的扩展应考虑的问题

第7章MCS-51单片机的常用外设扩展

第7章MCS-51单片机的常用外设扩展

（2）数据线
2732的8位数据线直接与单片机的P0口相连。P0口作 为地址/数据线分时复用。
（3）控制线
CPU执行2732中存放的程序指令时，取指阶段就是对 2732进行读操作。注意，CPU对EPROM只能进行读操作， 不能进行写操作。CPU对2732的读操作控制都是通过控制线 实现的。2732控制线的连接有以下几条：
2.硬件电路 单片机与6116的硬件连接如图7-4所示。
3.连线说明
• 地址线：A0～A10连接单片机地址总线P0.0～P0.7、P2.0、P2.1、P2.2 共11根；
• 数据线：I/O0～I/O7连接单片机的数据线，即P0.0～P0.7；
• 控制线：片选端连接单片机的P2.7，即单片机地址总线的最高位A15； 读允许线连接单片机的读数据存储器控制线；
• 对于没有内部ROM的单片机或者程序较长、片内ROM容 量不够时，用户必须在单片机外部扩展程序存储器。 MCS-51单片机片外有16条地址线，即P0口和P2口，因此 最大寻址范围为64K字节（0000H—FFFFH）。
• 这里要注意的是，MCS-51单片机有一个管脚 EA跟程序存 储器的扩展有关。如果接高电平，那么片内存储器地址范 围是0000H—0FFFH（4K字节），片外程序存储器地址范 围是1000H—FFFFH（60K字节）。如果接低电平，不使 用片内程序存储器，片外程序存储器地址范围为0000H— FFFFH（64K字节）。
1. 芯片选择
单片机扩展数据存储器常用的静态RAM芯片有6116（2K×8 位）、6264（8K×8位）、62256（32K×8位）等。
根据题目容量的要求我们选用SRAM6116，采 用单一+5V供电，输入输出电平均于TTL兼容，具有 低功耗操作方式，管脚如图7-3所示。

第5章 单片机存储器扩展

第5章 单片机存储器扩展

11000000000000000~1101111111111111，即C000H~DFFFH；
11100000000000000~1111111111111111，即E000H~FFFFH。
•采用地址译码器的多片程序存储器的扩展（译码法）
例3 要求用2764芯片扩展8031的片外程序存储器，分配的地
21×210 = 211
地址空间： A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 最低地址： 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0000H 07FFH
最高地址： １
MCS-51单片机寻址范围：64KB
26×210 = 216即16位地址线
地址空间： A15A14A13A12A11A10A9A8A7··A0 单片机 ·· ·· × × × × × A10A9A8A7··A0 6116 ·· ·· 2KB
25 = 32
上式中：“×”表示0或1。
即单片机地址空间中包含有32个2KB。某片6116占据的是哪 2KB不能确定——地址浮动。 只有限定A15··A11的取值才能确定6116在系统中的地址 ·· ·· 范围。如，P2.5 = 1 ，选中6116的/CS线。设P2.7 P2.5 P2.4 P2.3 假定全为1
例2 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22=4个重叠的地址空间。它们分别为
用两片2764 EPROM的扩展连接图
则: 6116地址范围是B800H ~ BFFFH。

MCS51单片机总线系统与IO口扩展

MCS51单片机总线系统与IO口扩展

6.2.2 单片机总线扩展的编址技术
OE
LE
Dn
Qn
L
H
H
H
L
H
L
L
L
L
L
Qn-1
L
L
H
Qn-1
H
×
×
Z
地址锁存器74LS373
CLR D0-D7Q0-Q7 4 6 2 6 74LS24474LS273 E 0123456789E GG 12Q0-Q7CLKD0-D7AAAAAAAAAAA10A11A12I/O0I/O1I/O2I/O3I/O4I/O5I/O6I/O7OWCE1CE2 56? UUU P0.0-P0.7P0.0-P0.7 +5V 11 01234567 E >> QQQQQQQQ O 01234567 E DDDDDDDDL 2 U74LS373 012 YYY ABC 3 U74LS138 R AD E R P20P07P21P06P22P05P23P04P24P03P25P02P26P01P27P00 W ALE 89C51 1 U
MOV
DPTR,#0FEFFH ;确定扩展芯片地址
MOVX
A,@DPTR
;将扩展输入口内容读入累加器A
当与74LS244相连的按键都没有按下时，输入全为1，若按下某键，则所在线 输入为0。
6.2.1 单片机I/O口扩展
输出控制信号由P2.0和相“或”后形成。当二者都为0后，74LS273的控制端 有效，选通74LS273， P0上的数据锁存到74LS273的输出端，控制发光二极管 LED ， 芯 片 地 址 与 74LS244 的 选 通 地 址 相 同 （ 都 是 ×××× ×××0 ×××× ××××B，通常取为FEFFH）。当某线输出为0时，相应的LED发 光。

51单片机的扩展

51单片机的扩展

（a）程序存储器的扩展
.程序存储器的作用----存放程序代码或常数表格
.扩展时所用芯片----一般用只读型存储器芯片（可以是 EPROM、E2PROM、 FLASH芯片等）。 .扩展电路连接 ---- 用EPROM 2732扩展程序存储器。 .存储器地址分析----究竟单片机输出什么地址值时，可以
一、系统扩展的含义
单片机中虽然已经集成了CPU、I/O口、定时器、 中断系统、存储器等计算机的基本部件（即系统资 源），但是对一些较复杂应用系统来说有时感到以 上资源中的一种或几种不够用，这就需要在单片机 芯片外加相应的芯片、电路，使得有关功能得以扩 充，我们称为系统扩展（即系统资源的扩充）。 需要解决的问题是单片机与相应芯片的接口电 路连接（即地址总线、数据总线、控制总线的连接） 与编程。
指向存储器中的某一单元。
.扩展时所用芯片
2732----4K EPROM
A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 O0 O1 O2 GND Vcc A8 A9 A11 OE/Vpp A10 CE O7 O6 O5 O4 O3
2732引脚功能
A0-A11 CE 地址线 选片 输出允许/ 编程电源 数据线
P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7
A8 A9 A10 A11
2732
CE OE
ALE
PSEN 图4.2 扩展电路
8031
2732
数据总线的连接： P0.0-P0.7（数据总线）----------------------------------------O0-O7 地址总线的连接： 经过锁存器373 P0.0-P0.7（地址总线低8位）---------------------------------- A0-A7 P2.0-P2.3（地址总线高8位中的4位）--------------------------- A8-A11 控制总线的连接： PSEN（程序存储器允许，即读指令） -------------------------- OE ALE（地址锁存允许）-------------------------------------接373的使能端 G

四 MCS-51单片机存储器系统扩展

四 MCS-51单片机存储器系统扩展
RD、WR为数据存储器和 I/O口的读、写控制信号。执 行MOVX指令时变为有效。
74LS373引脚
1、控制位OE： OE=0时，输出导通 2、控制位G： 接ALE 3、Vcc=+5V 4、GND接地
1 74LS373为8D锁存器，其主要特点在于：
控制端G为高电平时，输出Q0～Q7复现输入D0～ D7的状态；G为下跳沿时D0～D7的状态被锁存在Q0 ～Q7上。
MOV DPTR, #0BFFFH ;指向74LS373口地址
MOVX A, @DPTR ;读入
MOV @R0， A
;送数据缓冲区
INC R0
;修改R0指针
RETI
;返回
用74LS273和74LS244扩展输入输出接口
地址允许信号ALE与外部地址锁存信号G相连；
单片机端的EA与单片机的型号有关;
存储器端的CE与地址信号线有关。
P... 2.7 P2.0
ALE 8031
P... 0.7 P0.0
EA
PSEN
外部地址
G
锁存器
I...7
O... 7
I0 O0
A... 15
CE
A8
外部程序
存储器
A... 7 A0
D7. . . D0 OE
6264的扩展电路图
图中CS（CE2）和CE引脚均为6264的片选信号，由于该扩展电路 中只有一片6264，故可以使它们常有效，即CS（CE2）接+5V ，CE接地。6264的一组地址为0000H～1FFFH。
存储器地址编码
SRAM6264：“64”—— 8K×8b = 8KB 6264有13根地址线。 地址空间： A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 最低地址： 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000H 最高地址： 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1FFFH MCS-51单片机寻址范围：64KB 26×210 = 216即16位地址线 地址空间： A15A14A13A12A11A10A9A8A7······A0 单片机

第6章 MCS-51单片机系统扩展技术

第6章 MCS-51单片机系统扩展技术

6.3 数据存储器扩展
6.3.1 静态RAM扩展电路
6.3.2 动态RAM扩展电路
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6.3.1 静态RAM扩展电路
常用的静态RAM芯片有6116，6264，62256等，其 管脚配置如图6-13所示。
1．6264静态RAM扩展 额定功耗200mW，典型存取时间200ns，28脚双列直插 式封装。表6-1给出了6264的操作方式，图6-14为6264静 态RAM扩展电路。
图 6 9
A EEPROM
28 17
扩 展 电 路
写入数据
不是指令
查询 中断 延时
2．2864A EEPROM 扩展
2864A有四种工作方式： （1）维持方式 （2）写入方式 （3）读出方式 （4）数据查询方式
图 6 12
28 64
返回本节
A EEPROM
扩 展 电 路
串行E2PROM简介 串行E2PROM占用引线少、接线简单，适用于作为数据存储 器且保存信息量不大的场合。 以AT93C46／56／57／66为例，它是三线串行接口E2PROM， 能提供128×8、256×8、512×8或64×16、128×16、256×16 位，具有高可靠性、能重复擦写100，000次、保存数据100年 不丢失的特点，采用8脚封装。
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
T0 T1
时钟电路
ROM
RAM
定时计数器
CPU
并行接口 串行接口 中断系统
P0 P1 P2 P3
TXD RXD
INT0 INT1

51单片机实验-实验五 存储器扩展实验

51单片机实验-实验五 存储器扩展实验

实验5 存储器扩展实验一、实验目的1.掌握PC存储器扩展的方法。

2.熟悉6264芯片的接口方法。

3.掌握8031内部RAM和外部RAM的数据操作二、实验设备PC机、星研Star16L仿真器系统+仿真头PODPH51(DIP)、EL-Ⅱ型通用接口板实验电路，PROTEUS仿真软件。

三、实验仿真：1）proteus仿真电路图2）实验程序;NAME T7_1_RAMORG 0000HSTART: MOV DPTR,#7000H ;起始地址送DPTRLOOP1: MOV A,#00H ;置数据初值LOOP: MOVX @DPTR,AADD A,#01H ;数据加一INC DPTR ;地址加一MOV R0,DPHCJNE R0,#80H,LOOP ;数据是否写完,没写完则继续SS: SJMP SSEND3）仿真结果运行上面的程序，由于设定起始地址为7000，而P2.0~P2.4分别作为地址线A8~A12，P2.5~P2.7分别接74ls138的ABC三个口，且38译码器的Y2接6264-U3的片选口CE，与接6264-U4的片选口CE，所以此时CBA为011，则选择的存储器为U4，将00~FF这组数据分别送到U4的以7000H为起始地址的单元中，并循环放置（即proteus仿真结果中的1000H 地址）；若将程序中的起始地址改为5000H，检验是否写完数据的数值#80H改为#60H，则此时CBA为010，此时选择的是U3存储器，结果与选择U4时一样。

证明这些地址都可用，如果不可用，则在写入数据时所有地址单元中的数值保持为FF。

四、实验台操作1）接线实验台已将内部线路接好，可用地址范围为4000~7FFFH2）实验结果实验结果基本与仿真结果一致。

51系列单片机教程(共15章) 第8章

51系列单片机教程(共15章) 第8章

在大多数应用的场合，还是并行扩展占主导地位。
8.3 读写控制、地址空间分配和外部地址锁存器 8.3.1 存储器扩展的读写控制 RAM芯片：读写控制引脚，记为OE*和WE* ，与MCS-51 的RD*和WR*相连。 EPROM芯片：只能读出，故只有读出引脚，记为OE* ， 该引脚与MCS-51的PSEN*相连。 8.3.2 存储器地址空间分配
口部件的扩展下一章介绍。
系统扩展结构如下图:
MCS-51单片机外部存储器结构:哈佛结构 。 MCS-96单片机的存储器结构:普林斯顿结构。 MCS-51数据存储器和程序存储器的最大扩展空间各为 64KB。 系统扩展首先要构造系统总线。 8.2 系统总线及总线构造 8.2.1 系统总线 按其功能通常把系统总线分为三组： 1.地址总线（Adress Bus,简写AB） 2.数据总线(Data Bus，简写DB) 3.控制总线（Control Bus，简写CB） 8.2.2 构造系统总线
地址锁存器一般采用74LS373，采用74LS373的地址总 线的扩展电路如下图(图8-3)。
1.以P0口作为低8位地址/数据总线。 2．以P2口的口线作高位地址线。 3.控制信号线。 *使用ALE信号作为低8位地址的锁存控制信号。 *以PSEN*信号作为扩展程序存储器的读选通信号。 *以EA*信号作为内外程序存储器的选择控制信号。 *由RD*和WR*信号作为扩展数据存储器和I/O口的 读选通、写选通信号。 尽管MCS-51有4个并行I/O口，共32条口线，但由于系 统扩展需要，真正作为数据I/O使用的，就剩下P1 口和P3口的部分口线。 8.2.3 单片机系统的串行扩展技术
8.3.3 外部地址锁存器
常用的地址锁存器芯片有: 74LS373、8282、74LS573 等。 1. 锁存器74LS373 带有三态门的8D锁存器,其引脚其内部结构如下图。

第8章 单片机存储器扩展

第8章 单片机存储器扩展

译码法的另一个优点是若译码器输出端留 有剩余端线未用时，便于继续扩展存储器或I/O 口接口电路。
译码法和线选法不仅适用于扩展存储器(包 括外RAM和外ROM)，还适用于扩展I/O口(包括各 种外围设备和接口芯片)。
译码有两种方法：部分译码法和全译码法。
部分译码：存储器芯片的地址线与单片机系统的地址线顺 次相接后，剩余的高位地址线仅用一部分参加译码。部分 译码使存储器芯片的地址空间有重叠，造成系统存储器空 间的浪费。 部分译码法的一个特例是线译码。所谓线译码就是 直接用一根剩余的高位地址线与一块存储器芯片的片选 信号CS相连，同时通过非门与另一块存储器芯片的片选 信号CS相连。 全译码：存储器芯片的地址线与单片机系统的地址线顺次 相接后，剩余的高位地址线全部参加译码。这种译码方法 存储器芯片的地址空间是唯一确定的，但译码电路相对复 杂。
2 2764
8031
CE GND
EA Vss
上图为8XX51单片机扩展单片程序存储器2764的电路 图。
其8个重叠的地址范围为如下： 0000000000000000~0001111111111111，即：0000H~1FFFH； 0010000000000000~0011111111111111，即：2000H~3FFFH； 0100000000000000~0101111111111111，即：4000H~5FFFH； 0110000000000000~0111111111111111，即：6000H~7FFFH； 1000000000000000~1001111111111111，即：8000H~9FFFH； 1010000000000000~1011111111111111，即：A000H~BFFFH； 1100000000000000~1101111111111111，即：C000H~DFFFH； 1110000000000000~1111111111111111，即：E000H~FFFFH。

第8章 外部存储器的扩展

第8章 外部存储器的扩展

Vpp A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND
62128
Vcc WE A13 A8 A9 A11 OE A10 CE D7 D6 D5 D4 D3 11
采用线选法外扩3片6264RAM的接口电路
思考一下：3片6264RAM的各自所占的地址空间？
12
采用译码法外扩4片62128RAM的接口电路
Vpp A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND
27128
Vcc PGM A13 A8 A9 A11 OE A10 CE D7 D6 D5 D4 D3
Vpp A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND
27256
Vcc A14 A13 A8 A9 A11 OE A10 CE D7 D6 D5 D4 D3
目前常用的编程方法主要有两种：一种是使用通用编
程器编程，比如RF1800，另一种是使用下载型编程器进 行编程。下面介绍如何对AT89S51片内的Flash存储器进 行编程。
23
23
AT89C5X与AT89LV5X之间的主要区别： 1.AT89LV5X工作电压为2.7~6V,可在低电压条件下工作。
24 。 2. AT89LV5X振荡器的最高频率为12MHz，而AT89C5X振荡器的最高频率为24MHz
17
MCS-51
P2.7-2.0
P0.7-0.0
ALE
W
R
D R
D7-D0
74LS138
74LS373
A
B
C
G2B
G2A
G
1
G
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

第6章 89c51系列单片机的扩展

第6章 89c51系列单片机的扩展

74LS373,直接从P0口送到数据总线上。
2. 最小系统工作时序
如下图所示：
一个机器周期 S1 ALE
一个机器周期
S2 S3
S4
S5
S6
S1
S2 S3
S4
S5
S6
PSEN
P2 PCH输出
PCH输出
PCH输出
PCH输出
PCH输出
PCH输出
输入
PCL
输出
指令 输入
PCL
输出
指令 输入
PCL
输出
指令 输入
PCL
输出
PCL输出有效
PCL输出有效
PCL输出有效
PCL输出有效
最小系统的工作时序
PCL 输出 有效
P2口送PCH 信息，P0口送PCL 信息和输 入指令。在每一个Tcy中，ALE两次有效， PSEN两次有效。ALE第一次发生在S1P2和 S2P1期间,在S2状态周期内,ALE下降沿将P0 口低8位地址信息PCL锁入74LS373。在S4状 态周内，PSEN上升沿将指令读入CPU。
VppVccCE GND
A7 A8 23 22 A10 19
I/O
74LS373 8Q 8D
GND G OE
A0
2716
28 39 O0 . . O7 OE 20
32
P0口具有分时传送低8位地址和8位数据 信息的复用功能。通过ALE信号与地址锁存
器配合使用，从而使得地址信息和数据信息
区分开。
工作原理如下：
2. 具体应用
使用单片E2PROM扩展外部程序存储器
一 片 2864E2PROM 和 地 址 锁 存 器
74LS373构成MCS-51系列单片机中8031

第05讲 MCS-51单片机存储器的扩展

第05讲 MCS-51单片机存储器的扩展

0000 0000 0000)
最高地址07FFH(A15 A14 A13 A12 A11 A10…A0 = 0000 0111 1111 1111)
6.2.1 扩展EPROM型程序存储器
由于P2.3~P2.6的状态与该芯片2716的寻址无关，所以 P2.3~P2.6可为任意状态，从0000至1111共有16种组合，因 此实际上该2716芯片可有16个地址范围。这种多地址范围的 重叠现象是线选法本身造成的，因此地址范围的非惟一性是 线选法的一大缺点。
第05讲 MCS-51单片机存储器的扩展
本讲要解决的问题？ 单片机作为一个芯片级的微型计算机，是工业测控领域 里广泛使用的一种机型，可谓“麻雀虽小，五脏俱全”，它 具备运行应用程序的基本条件，所提供的资源能够满足一般
应用系统的需求，然而对于一些特殊的情况，其内部资源也 显得不够用(比如，程序存储器的容量太小，不能容纳更大 的应用程序)，且必须通过在单片机芯片外围的扩展才能达 到应用系统的要求。那么，如何对单片机的资源进行扩展， 进行资源扩展过程中要注意哪些问题呢？
6.2.2 扩展EEPROM型程序存储器
EEPROM兼有程序存储器和数据存储器的特点，既可以作 为程序存储器，又可以作为数据存储器使用。 典型的EEPROM芯片有：2816（2K×8位）、2817（2K×8 位）、2864A（8K×8位）等。
6Hale Waihona Puke 2.2 扩展EEPROM型程序存储器
EEPROM对硬件电路无特殊要求，操作简便。早期设计的 EEPROM是依靠片外高电压进行擦写，近期已将高压电源集成 在芯片内，可以直接使用单片机系统的5V电源在线擦除和改 写；在芯片的引脚设计上，8KB的EEPROM 2864A与同容量的 EPROM 2764和静态RAM 6264是兼容的，给用户的硬件设计和 调试带来了极大的方便。 EEPROM具有ROM的非易失性，又具有RAM的随机读／写特 性，每个单元可以重复进行1万次改写，保留信息的时间可

51单片机外部存储器的扩展

51单片机外部存储器的扩展
即存储器芯片旳选择和存储器芯片内部 存储单元旳选择。
一、地址线旳译码
存储器芯片旳选择有两种措施：线选法和译码法。
1、线选法。所谓线选法，就是直接以系统旳地址线作为 存储器芯片旳片选信号，为此只需把用到旳地址线与存储 器芯片旳片选端直接相连即可。 2、译码法。所谓译码法，就是使用地址译码器对系统旳 片外地址进行译码，以其译码输出作为存储器芯片旳片选 信号。译码法又分为完全译码和部分译码两种。
ALE
8051
LE OE
P0.7
8D 8Q
P0.6
7D 7Q
P0.5
6D 6Q
P0.4
5D 5Q
P0.3
4D 4Q
P0.2
3D 3Q
P0.1
2D 2Q
P0.0
1D 1Q
74HC573 地址总线扩展电路
OE：输出允许端，为0
时芯片有效。
A7
LE：锁存控制端，高电
A6 平时，锁存器旳数据输出端
A5 Q旳状态，与数据输入端D
（1）完全译码。地址译码器使用了全部地址线，地址与存储 单元一一相应，也就是1个存储单元只占用1个唯一旳地址。
（2）部分译码。地址译码器仅使用了部分地址线，地址与存 储单元不是一一相应，而是1个存储单元占用了几种地址。
❖ 二、扩展存储器所需芯片数目旳确定
❖
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
07~00 I0~I7
× 8 ）
扩
锁存器
展
74 HC 573 D0~D7
8位数据
RD
OE
WR
GND WE
图2.2-13 8031与6264的连接

51单片机外部存储器的扩展

51单片机外部存储器的扩展
即存储器芯片的选择和存储器芯片内部 存储单元的选择。
一、地址线的译码
存储器芯片的选择有两种方法：线选法和译码法。
1、线选法。所谓线选法，就是直接以系统的地址线作为 存储器芯片的片选信号，为此只需把用到的地址线与存储 器芯片的片选端直接相连即可。 2、译码法。所谓译码法，就是使用地址译码器对系统的 片外地址进行译码，以其译码输出作为存储器芯片的片选 信号。译码法又分为完全译码和部分译码两种。
MCS-51系列单片机片内外程序存储器的空 间可达64KB，而片内程序存储器的空间只有 4KB。如果片内的程序存储器不够用时，则需 进行程序存储器的扩展。
MCS-51存储器的扩展
存储器扩展的核心问题是存储器的编址 问题。所谓编址就是给存储单元分配地址。
由于存储器通常由多个芯片组成，为此 存储器的编址分为两个层次：
扩展数据存储器常用静态RAM 芯片： 6264（8K×8位）、62256（32K×8位）、 628128（128K×8位）等。
MCS-51存储器的扩展
P2.7～P2.0
ALE P0.0～P0.7 8031
EA PSEN
A15～A8 高8位地址
CLK Q7～Q0 A7～A0 I0～I7 地址锁存器
D0～D 7
二、以P2口作为高8位的地址总线
P0口的低8位地址加上P2的高8位地址就可以形成16位的 地址总线，达到64KB的寻址能力。
实际应用中，往往不需要扩展那么多地址，扩展多少用 多少口线，剩余的口线仍可作一般I/O口来使用。
三、控制信号线 ALE：地址锁存信号，用以实现对低8位地址的锁存。 PSEN：片外程序存储器读选通信号。 EA：程序存储器选择信号。为低电平时，访问外部程序存储 器；为高电平时，访问内部程序存储器。

第六章MCS-51单片机存储器的扩展

第六章MCS-51单片机存储器的扩展

这些SRAM的引脚功能描述如下： A0~An：地址输入线;对6116，n=10;对6264,n=12;其他的类推。 D0~D7：双向数据线； CE：是片选输入线，低电平有效；6264的CS1为高电平，且CE为 低电平时才选中该芯片。 WE：写允许信号输入线，低电平有效； OE：读选通信号输入线，低电平有效； VCC：工作电源+5V。 GND：电源地。
程 序 存 储 器 E P R O M 的 扩 展
CPU读取的指令有两种情况：一是不访问数据存储器的指令； 二是访问数据存储器的指令。因此，外部程序存储器就有两种操 作时序。
外部程序存储器的操作时序
程 序 存 储 器 E P R O M 的 扩 展
外部程序存储器的操作时序
程 序 存 储 器 E P R O M 的 扩 展
程 序 存 储 器 E P R O M 的 扩 展
3.扩展多片EPROM的扩展电路 与单片EPROM扩展电路相比，多片EPROM的扩展除片选线CE外， 其它均与单片扩展电路相同。图中给出了利用27128扩展64k字节 EPROM程序存储器的方法。片选信号由译码选通法产生。
程 序 存 储 器 E P R O M 的 扩 展
所谓总线，就是连接系统中各扩展部件的一组公共信号线。 按其功能通常把系统总线分为三组：即地址总线、数据总线和控 制总线。
1. 地址总线（Address Bus） 地址总线用于传送单片机送出的地址信号，以便进行存储单 元和I/O端口的选择。地址总线的数目决定着可直接访问的存储 单元的数目。例如n位地址，可产生2n 个连续地址编码，因此可 访问2n个存储单元，即通常所说的寻址范围为2n地址单元。MCS51单片机存储器扩展最多可达64kB，即216地址单元，因此，最多 可需16位地址线。这16根地址线是由P0口和P2口构建的，其中P0
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1. 片内带程序存储器的最 小应用系统 片内带程序存储器 的8051、 8751本身即可构 成一片最小系统，只要将 单片机接上时钟电路和复 位电路即可, 同时EA 接高 电平, ALE、PSEN 信号不 用， 系统就可以工作。 (1) 系统有大量的I/O线可供用户使用: P0、 P1、 P2、 P3四个口都可以作为I/O口使用。 (2) 内部存储器的容量有限, 只有128 B的RAM和4 KB的程序存储器。
8051单片机的总线扩展 8051单片机的总线扩展
系统扩展概述
最小应用系统 单片机系统的扩展是以基本的最小系统为 基础的, 故应首先熟悉最小应用系统的结构。 实 际 上 ， 内 部 带 有 程 序 存 储 器 的 8051 或 8751单片机本身就是一个最简单的最小应用系 统，许多实际应用系统就是用这种成本低和体 积小的单片结构实现了高性能的控制。 对于内部无程序存储器的芯片8031来说, 则 要用外接程序存储器的方法才能构成一个最小 应用系统。
口作为高8位的地址总线 二、以P2口作为高 位的地址总线 口作为高
P0口的低 位地址加上 的高 位地址就可以形成 位的 口的低8位地址加上 的高8位地址就可以形成 口的低 位地址加上P2的高 位地址就可以形成16位的 的寻址能力。 地址总线，达到64KB的寻址能力。 地址总线，达到 的寻址能力 实际应用中，往往不需要扩展那么多地址， 实际应用中，往往不需要扩展那么多地址，扩展多少用 多少口线，剩余的口线仍可作一般I/O口来使用 口来使用。 多少口线，剩余的口线仍可作一般 口来使用。
三、控制信号线 ALE：地址锁存信号，用以实现对低8位地址的锁存。 ：地址锁存信号，用以实现对低 位地址的锁存 位地址的锁存。 PSEN：片外程序存储器读选通信号。 ：片外程序存储器读选通信号。 EA：程序存储器选择信号。为低电平时，访问外部程序存储 ：程序存储器选择信号。 低电平时，访问外部程序存储 外部 高电平时，访问内部程序存储器。 内部程序存储器 器；为高电平时，。 RD：片外数据 ： 存储器读选通信 号。 P2 ALE P0 8051 PSEN WR RD A8~A15 地址 A0~A7 锁存器 D0~D7 地址总线
A0~A12 6264 CE WE OE A0~A12 6264 CE WE OE A0~A12 6264 CE WE OE
ALE
P2.5 P2.6 P2.7 WE RD
74LS138 A Y0 B Y1 C Y2
6264扩展24KB数据存储器 6264扩展24KB数据存储器 扩展24KB
解：根据公式可得
数据总线 控制总线
8051扩展的三总线 8051扩展的三总线
地址锁存器74HC573与单片机 口连接，扩展地址总线。 与单片机P0口连接 扩展地址总线。 地址锁存器 与单片机 口连接， 74HC573是有输出三态门的电平允许 位锁存器。 是有输出三态门的电平允许8位锁存器 是有输出三态门的电平允许 位锁存器。 ALE 8051 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 LE OE 8D 8Q 7D 7Q 6D 6Q 5D 5Q 4D 4Q 3D 3Q 2D 2Q 1D 1Q 74HC573 地址总线扩展电路 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 OE：输出允许端，为0 ：输出允许端， 时芯片有效。 时芯片有效。 LE：锁存控制端，高电 ：锁存控制端， 平时， 平时，锁存器的数据输出端 Q的状态，与数据输入端 的状态， 的状态 与数据输入端D 相同， 锁存器是透明的； 相同，即锁存器是透明的； 当LE端从高电平返回到低电 端 平时（下降沿后）， ），输入端 平时（下降沿后），输入端 的数据就被锁存在锁存器中 数据输入端D的变化不再 ，数据输入端 的变化不再 影响Q端 影响 端。
一、地址线的译码
存储器芯片的选择有两种方法：线选法和译码法。 存储器芯片的选择有两种方法：线选法和译码法。 1、线选法。所谓线选法，就是直接以系统的地址线作为 、线选法。所谓线选法，就是直接以系统的地址线作为 存储器芯片的片选信号， 存储器芯片的片选信号，为此只需把用到的地址线与存储 器芯片的片选端直接相连即可。 器芯片的片选端直接相连即可。 2、译码法。所谓译码法，就是使用地址译码器对系统的 、译码法。所谓译码法，就是使用地址译码器对系统的 片外地址进行译码， 片外地址进行译码，以其译码输出作为存储器芯片的片选 信号。译码法又分为完全译码和部分译码两种。 信号。译码法又分为完全译码和部分译码两种。 完全译码 两种 （1）完全译码。地址译码器使用了全部地址线，地址与存储 完全译码。地址译码器使用了全部地址线， 单元一一对应，也就是1个存储单元只占用1个唯一的地址。 单元一一对应，也就是1个存储单元只占用1个唯一的地址。 部分译码。地址译码器仅使用了部分地址线， （2）部分译码。地址译码器仅使用了部分地址线，地址与存 储单元不是一一对应，而是1个存储单元占用了几个地址。 储单元不是一一对应，而是1个存储单元占用了几个地址。
扩展程序存储器常用EPROM芯片： 扩展程序存储器常用EPROM芯片： EPROM芯片 2716(2K×8位)、2732(4KB)、2764(8KB)、 × 位、 、 、 27128(16KB)、27256(32KB)、27512(64KB)。 、 、 。 扩展数据存储器常用静态 芯片： 扩展数据存储器常用静态RAM 芯片： 静态 6264（8K×8位）、 （ × 位）、62256（32K×8位）、 （ × 位 628128（128K×8位）等。 （ × 位
MCS-51系统外部总线的扩展
口作低8位地址及 一、以P0口作低 位地址及 位数据的复用总线 口作低 位地址及8位数据的复用总线
复用，即一段时间内作两种或两种以上用途。 复用，即一段时间内作两种或两种以上用途。 在这里指P0口在每个 周期的前半个周期输出低8 在这里指 口在每个CPU周期的前半个周期输出低 口在每个 周期的前半个周期输出低 位地址，由地址锁存器锁存，然后由地址锁存器代替P0口 位地址，由地址锁存器锁存，然后由地址锁存器代替 口 输出低8位地址 后半个周期进行 位数据的输入输出。 位地址。 进行8位数据的输入输出 输出低 位地址。后半个周期进行 位数据的输入输出。
MCS-51存储器的扩展
MCS-51系列单片机片外数据存储器的空间可 系列单片机片外数据存储器的空间可 达64KB，而片内数据存储器的空间只有 ，而片内数据存储器的空间只有128B或 或 256B。如果片内的数据存储器不够用时，则需进 。如果片内的数据存储器不够用时， 行数据存储器的扩展。 行数据存储器的扩展。 MCS-51系列单片机片内外程序存储器的空 系列单片机片内外程序存储器的空 间可达64KB，而片内程序存储器的空间只有 间可达 ， 4KB。如果片内的程序存储器不够用时，则需 。如果片内的程序存储器不够用时， 进行程序存储器的扩展。 进行程序存储器的扩展。
MCS-51存储器的扩展
存储器扩展的核心问题是存储器的编址 存储器扩展的核心问题是存储器的编址 问题。所谓编址就是给存储单元分配地址。 问题。所谓编址就是给存储单元分配地址。 由于存储器通常由多个芯片组成， 由于存储器通常由多个芯片组成，为此 存储器的编址分为两个层次： 存储器的编址分为两个层次： 存储器芯片的选择和 即存储器芯片的选择和存储器芯片内部 存储单元的选择。 存储单元的选择。
MCS-51存储器的扩展
8031与外部程序存储器的连接 8031与外部程序存储器的连接
MCS-51存储器的扩展
07~ ~00
I0~I7
A15~A8 P2.0~P2.7 P0.0~P0.7
数 据 存 储 器 扩 展
P2.0~P2.4 P0 74HC573 D Q LE
A8~A12 D0~D7 A0~A7
2. 片内无程序存储器 的最小应用系统
片内无程序存储器的芯片 构成最小应用系统时, 必须在 片外扩展程序存储器。 由于 一般用作程序存储器的 EPROM芯片不能锁存地址, 故扩展时还应加1个锁存器, 构成一个3片最小系统。该图 中 74LS373 为 地 址 锁 存 器 , 用于锁存低8位地址。
单片机的三总线结构 当单片机最小系统不能满足系统功能的要求 时, 就需要进行扩展。 为了使单片机能方便地与各种扩展芯片连接, 常将单片机的外部连线变为一般的微型计算机3总 线结构形式。 对于MCS-51系列单片机, 其3总线 由下列通道口的引线组成: 地址总线: 由P2口提供高8位地址线, 此口具 有输出锁存的功能, 能保留地址信息。 由P0口提 供低8位地址线。 数据总线: 由P0口提供。 此口是双向、 输入 三态控制的8位通道口。
芯片数目= =3片 芯片数目= 24KB = 片 8KB
MCS-51系统扩展的实现 外部总线的扩展 存储器的扩展 程序存储器的扩展 数据存储器的扩展
MCS-51系统外部总线的扩展
通常，微机的 外部都有单独的并行地 通常，微机的CPU外部都有单独的并行地 外部都有单独的并行 址总线、数据总线、控制总线。 址总线、数据总线、控制总线。 MCS-51单片机由于引脚的限制，数据总 单片机由于引脚的限制， 单片机由于引脚的限制 线和地址总线是复用的。 线和地址总线是复用的。 地址需要锁存： 地址需要锁存：为了能把复用的数据总线 和地址总线分离出来以便同外部的芯片正确 的连接， 的连接，需要在单片机的外部增加地址锁存 从而构成与一般CPU相类似的三总线结 器，从而构成与一般 相类似的三总线结 构。
二、扩展存储器所需芯片数目的确定
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： 则只需扩展容量。所需芯片数目按下式确定： 系统扩展容量 芯片数目= 芯片数目= 存储器芯片容量 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 则不仅需扩展容量，还需字扩展。 芯片数目按下式确定： 芯片数目按下式确定： 系统字长 系统扩展容量 芯片数目= 芯片数目= × 存储器芯片容量 存储器芯片字长