第一章MCS51单片机存储器扩展
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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
MCS-51单片机的扩展与应用
数据锁存器74LS373
译码器74ls138 3-Line To 8-Line Decoders/Demultiplexers
A?
1 2 3 4 5 6 7 8
A
V CC
B
Y0
C
Y1
E1
Y2
E2
Y3
E3
Y4
Y7
Y5
G ND
Y6
74 LS 13 8(0 )
16 15 14 13 12 11 10 9
11 12 13 15 16 17 18 19
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
25 24 21 23
2
A8 A9 A10 A11 A12
20
CE
27 64 (0)
G ND 14 OE 22
1 2 3 4 5 6 7 8
10 11
13 12
15 14
31
G ND 19 18
9
U1 P1 0 P1 1 P1 2 P1 3 P1 4 P1 5 P1 6 P1 7
CPU取指令的过程。
Q?
1 2 3 4 5 6 7 8
P1 0 P1 1 P1 2 P1 3 P1 4 P1 5 P1 6 P1 7
10 11
R XD TX D
13 12
IN T1 IN T0
15 14
T1 T0
31
EA /V P
19 18
X1 X2
9 R ESET
16 17 29
WR RD PS EN
器 真
1 0 0 1110 1 1 1 1 1 1 1
值
× × 1 ×××1 1 1 1 1 1 1 1
表
第1节MCS51单片机介绍
第1节MCS51单片机介绍MCS51单片机是一种非常常见且广泛应用于嵌入式系统中的微控制器，它也是全球最流行的8位单片机之一。
本文将对MCS51单片机进行介绍，包括其起源、特点、应用领域以及未来的发展趋势等。
一、起源MCS51单片机最初由英特尔公司于1980年推出，其核心是Intel 8051微控制器。
当时，随着计算机技术的不断发展，市场对于小型化、低成本、低功耗的嵌入式系统需求日益增加。
MCS51单片机的出现填补了市场空白，迅速成为业界的热点。
二、特点1. 8位结构：MCS51单片机采用8位结构，这意味着处理器的每条指令都可以操作8位的数据。
这种结构在相对低成本和功耗的同时，提供了足够的计算和存储能力，适用于大多数嵌入式应用场景。
2. 可编程性：MCS51单片机具备高度的可编程性，开发者可以使用汇编语言或高级语言（如C语言）来编写程序，实现对系统的控制和管理。
这种可编程性使得MCS51单片机极其灵活和适应性强，适用于各种应用领域。
3. 存储能力：MCS51单片机具备内部存储器和外部存储器扩展能力。
内部存储器包括ROM和RAM，用于存放程序和数据。
而外部存储器可以通过扩展接口来连接更大容量的存储器，满足更高要求的应用场景。
4. 周边接口：MCS51单片机提供了大量的周边接口，包括通用输入输出引脚、串行口、定时器/计数器、中断控制器等。
这些接口可以为外围设备的连接提供便利，实现对其他硬件的控制和通信。
三、应用领域MCS51单片机广泛应用于各个领域的嵌入式系统中，包括但不限于以下几个方面：1. 家电控制：MCS51单片机的低功耗、可编程性和丰富的接口特点使得它非常适用于家电控制领域。
例如，电视、空调、洗衣机等家电产品中都可以采用MCS51单片机来实现智能控制和用户交互。
2. 工业自动化：在工业自动化领域，MCS51单片机可用于实现各种控制任务，如数据采集、温度控制、机器人控制等。
其稳定性和可靠性使得它成为工业环境中的理想选择。
MCS-51单片机大容量数据存储器扩展板设计
ａｍ ｐｌ ｅ ａｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃｉ ｒ ｃ ｕｉ ｔ ａｎ ｄ ｐｒ ｏ ｇｒ ａｍ ｏ ｆ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ａｌ ｓ ｏ ｇｉ ｖ ｅｎ ｉ ｎ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄ ｓ： ＭＣＳ一５１ ， ｄａ ｔ ａ ｍｅｍＯｒ Ｖ， Ｆ ２ ９Ｃ５１ ００ ４， ｅｘ ｐａ ｎｓ ｉ ｏｎ ｂｏ ａｒ ｄ
Ｆ ２ ９ Ｃ５ １ ０ ０ ４作 为 扩展 存 储 体 。将 数 据 线 和 地 址 线 合 并使 用 ， 对 Ｆ ２ ９ Ｃ ５ １ ０ ０ ４进 行 分 页访 问 ， 解 决 了单 片 机 存储 单 元 及 端 口
不 足 的 问题 ， 释放 了 Ｉ ／ ０ 口。 文 中 以扩 展 ８ ＭＢ的 数 据 存储 器 为例 ， 给 出 了单 片机 扩展 板 的硬 件 电路 和软 件 程 序 。 关键词 ： Ｍ Ｃ Ｓ 一 ５ １ ， 数据存储器 ， Ｆ ２ ９ Ｃ ５ １ ０ ０ ４ ， 扩 展 板
Байду номын сангаас
ＭＣ Ｓ 一 ５ １单 片 机 对 数 据存 储 器 的 扩 展通 常采 用 数 据 总线 和 地址 总线 ， 即Ｐ ０口和 Ｐ ２ 口来 完 成 ， 最大寻址空间可达 ６ ４ Ｋ Ｂ。 随 着单片机应用领域的推广和不断扩大 ， 特 别 是 在 ＧＰ Ｓ数 据 采集
输 出 并 存 放 在 锁 存 器 中备 用 。 Ａ １ ８ 将 锁 存 器 直 接挂 在 数 据 总 线 上 ，并 为其 安 排 一 个 ｌ ／ Ｏ 口地 Ａ １ ６ Ａ １ ５
《 工 业 控 制 计算 机 》 ２ ０ １ ３年 第 ２ ６卷 第 １ 期
ＭＣ Ｓ 一 ５ １ 单片机大容量数据存储器扩展板设计
Ｄｅ ｓ ｉ ｇｎ ｏ ｆ Ｌ ａ ｒ ｇｅ — ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ Ｄａ ｔ ａ Ｍｅ ｍｏ ｒ ｙ Ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｂ ｏ ａ ｒ ｄ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＭＣＳ－ ５ １ ＭＣＵ
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄ ｓ： ＭＣＳ一５１ ， ｄａ ｔ ａ ｍｅｍＯｒ Ｖ， Ｆ ２ ９Ｃ５１ ００ ４， ｅｘ ｐａ ｎｓ ｉ ｏｎ ｂｏ ａｒ ｄ
Ｆ ２ ９ Ｃ５ １ ０ ０ ４作 为 扩展 存 储 体 。将 数 据 线 和 地 址 线 合 并使 用 ， 对 Ｆ ２ ９ Ｃ ５ １ ０ ０ ４进 行 分 页访 问 ， 解 决 了单 片 机 存储 单 元 及 端 口
不 足 的 问题 ， 释放 了 Ｉ ／ ０ 口。 文 中 以扩 展 ８ ＭＢ的 数 据 存储 器 为例 ， 给 出 了单 片机 扩展 板 的硬 件 电路 和软 件 程 序 。 关键词 ： Ｍ Ｃ Ｓ 一 ５ １ ， 数据存储器 ， Ｆ ２ ９ Ｃ ５ １ ０ ０ ４ ， 扩 展 板
Байду номын сангаас
ＭＣ Ｓ 一 ５ １单 片 机 对 数 据存 储 器 的 扩 展通 常采 用 数 据 总线 和 地址 总线 ， 即Ｐ ０口和 Ｐ ２ 口来 完 成 ， 最大寻址空间可达 ６ ４ Ｋ Ｂ。 随 着单片机应用领域的推广和不断扩大 ， 特 别 是 在 ＧＰ Ｓ数 据 采集
输 出 并 存 放 在 锁 存 器 中备 用 。 Ａ １ ８ 将 锁 存 器 直 接挂 在 数 据 总 线 上 ，并 为其 安 排 一 个 ｌ ／ Ｏ 口地 Ａ １ ６ Ａ １ ５
《 工 业 控 制 计算 机 》 ２ ０ １ ３年 第 ２ ６卷 第 １ 期
ＭＣ Ｓ 一 ５ １ 单片机大容量数据存储器扩展板设计
Ｄｅ ｓ ｉ ｇｎ ｏ ｆ Ｌ ａ ｒ ｇｅ — ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ Ｄａ ｔ ａ Ｍｅ ｍｏ ｒ ｙ Ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｂ ｏ ａ ｒ ｄ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＭＣＳ－ ５ １ ＭＣＵ
第1章 MCS-51单片机结构
一个8位的CPU。 程序存储器：4KBROM。
128字节RAM。
两个16位可编程定时器/计数器。 可寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储器的控制电路。
32条可编程的I/O线（四个8位并行I/O端口）。
一个可编程全双工串行口。 具有两个优先级嵌套的中断结构。
★ 掌握51系列单片机各存储空间的地址分配、使用特点。
位名称
1.3 特殊功能寄存器
CY：进/借位标志,反映最高位的进位借位情况，加法为进位、 减法为借位。CY=1，有进/借位 ； CY=0，无进/借位。 AC：辅助进/借位标志,反映高半字节与低半字节之间的进/借 位，AC=1有进/借位； AC=0无进/借位 。 FO：用户标志位,可由用户设定其含义。 RS1，RS0：工作寄存器组选择位。 OV：溢出标志,反映补码运算的运算结果有无溢出 有溢出 OV=1，无溢出OV=0。 -：无效位。 P：奇偶标志,运算结果有奇个“1”，P=1；运算结果有偶个“1”， P=0。
1.5 引脚功能
8XX51单片机有44引脚的方形 封装和40个引脚的双列直插式封 装形式，最常用的40个引脚DIP 封装。
各个引脚的功能如下： Vss:接地端。 Vcc:电源端，接+5V。 XTAL1，XTAL2: 接外部晶体或外部时 钟。 RST/VPD：①复位信号输入。 ②接备用电源，当VCC掉电
在中断入口地址中通常用一条无条件转移指令，转到 中断处理子程序。
1.2.2 外部数据储存器
用于存放随机读写的数据；
外部数据存储器和外部I/O口统一编址。 控制信号相同，使用相同的MOVX指令访问。 最多可扩展64KB外部数据存储器
1.2.3 内部数据储存器
MCS51单片机扩展存储器的设计01PPT课件
MCS-51系列单片机有很强的外部扩展功能，大部分常 规芯片可用于其外围扩展电路中。扩展的内容主要有总线、 程序存储器、数据存储器、I/O口扩展等。
5
2. 系统扩展分类 单一功能的扩展 综合功能的扩展
3. 系统扩展需要解决的问题 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。
15
P2.7 P2.6 P2.5 P2.4～P2.0
ALE
8031
EA
P0
PSEN
线选法
存储器地址空间分配
5
74LS373
A7 8 ～
8
A0
线选法的优点是电路简单，不需要地址译码器硬件， 体积小，成本低。缺点是可寻址的器件数目受到限制， 故只用于不太复杂的系统中，另外，地址空间不连续， 每个存储单元的地址不惟一，这会给程序设计带来一些 不方便。
外部程序存储器和数据存储器的地址空间可以重叠， 由控制信号区分。(外部程序存储器－/PSEN;数据存储器－/RD,/WR)
MCS-51单片机扩 展存储器的设计
1
整体概况
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概况2
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概况3
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MCS-51单片机扩展存 储器的设计
一.概述 二.系统总线及总线构造 三. 读写控制、地址空间分配和外部地址锁存器 四.程序存储器EPROM的扩展 五. 静态数据存储器的扩展 六.EPROM和RAM的综合扩展 七.E2PROM的扩展
6
4. 单片机的地址总线和数据总线 Байду номын сангаас1系列单片机没有专用的对外地址总线和数
5
2. 系统扩展分类 单一功能的扩展 综合功能的扩展
3. 系统扩展需要解决的问题 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。
15
P2.7 P2.6 P2.5 P2.4～P2.0
ALE
8031
EA
P0
PSEN
线选法
存储器地址空间分配
5
74LS373
A7 8 ～
8
A0
线选法的优点是电路简单，不需要地址译码器硬件， 体积小，成本低。缺点是可寻址的器件数目受到限制， 故只用于不太复杂的系统中，另外，地址空间不连续， 每个存储单元的地址不惟一，这会给程序设计带来一些 不方便。
外部程序存储器和数据存储器的地址空间可以重叠， 由控制信号区分。(外部程序存储器－/PSEN;数据存储器－/RD,/WR)
MCS-51单片机扩 展存储器的设计
1
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MCS-51单片机扩展存 储器的设计
一.概述 二.系统总线及总线构造 三. 读写控制、地址空间分配和外部地址锁存器 四.程序存储器EPROM的扩展 五. 静态数据存储器的扩展 六.EPROM和RAM的综合扩展 七.E2PROM的扩展
6
4. 单片机的地址总线和数据总线 Байду номын сангаас1系列单片机没有专用的对外地址总线和数
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
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13讲：MCS-51单片机系统的存储器扩展
（2）外部数据存储器的扩展
1） 外部数据存储器的扩展方法及时序
读外部数据RAM时序
2） 静态RAM芯片（ 例：6264 管脚图 ）
I/O 0~7：数据线
CE、CE：片选线 WE：写入使能 NC：未使用
A0～A12：地址线
OE：输出使能 VCC、GND：电源
扩展外部数据存储器6264的实例
控制线
举例：要求用 2764 芯片扩展 8031 的片外程序存储器空间, 分
配的地址范围为 0000H~3FFFH。
本例采用完全译码方法。 (1） 确定片数： 因0000H ~ 3FFFH的存储空间为16 KB, 则 所需芯片数=实际要求的存储容量/单个芯片的存 储容量 = 16 KB/ 8 KB= 2（片） (2) 分配地址范围：
（1）外部程序存储器的扩展
程序存储器的扩展要解决的几个问题：
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 （ EPROM、E2PROM、 FLASH芯片等） 扩展电路连接？EPROM（ 2716、2732等）扩展程序存储器 存储器地址分析？单片机输出什么地址值时，可以指向存储器 中的某一单元。
读 写
擦除
擦写允许 擦写禁止 片写
1
1 1 1
11
00 00 00
A5A4A3A2A1A0
11×××× 00×××× 10×××× D7～D0
RDY/BSY
高阻 高阻 RDY/BSY
擦除地址A7～A0
片擦除
1
00
01××××
RDY/BSY
93C46读指令的时序
3)93C46与80C51单片机的接口与编程
；选中93C46
第一章MCS-51系列单片机知识
单片机电子产品设计
主讲人：胡克满 2013年3月 E_mail：hukeman@ 办公室：3114（东校区） 电话：668181
第一章 MCS-51单片机基本知识
本章主要内容： 1.1 什么是单片机 1.2 单片微型计算机及单片微型计算机系统 1.3 MCS-51系列单片机分类 1.4 MCS-51系列单片机的内部结构及引脚 1.5 MCS-51系列单片机的内部数据存储器 本章重点： MCS-51系列单片机选型
单片机电子产品设计
1.5 MCS-51单片机内部数据存储器
MCS-51单片机的芯片内部有RAM和ROM两类存储器，
即所谓的内部RAM和内部ROM。
单片机电子产品设计
1.5.1内部数据存储器低128单元
30H ~7FH
20H ~2FH 18H ~1FH 10H ~17H 08H ~0FH 00H ~07H
单片机电子产品设计
微型计算机系统组成示意图如图所示。
微型计算机系统
输 入 设 备
输 入 接 口 电 路
CPU
运算器 控制器
输 出 接 口 电 路
输 出 设 备
+
存储器
软 件 系 统
硬件系统
单片机电子产品设计
（1）运算器 运算器是计算机的运算部件用于实现算术和逻辑运算。计算机的 数据运算和处理都在这里进行。 （2）控制器 控制器是计算机的指挥控制部件，使计算机各部分能自动协调地 工作。运算器和控制器是计算机的核心部分，常把它们合在一起称之 为中央处理器，简称CPU。 （3）存储器 存储器是计算机的记忆部件，用于存放程序和数据。存储器又分 为内存储器和外存储器。例如实训中使用的EPROM2764。 （4）输入设备 输入设备用于将程序和数据输入到计算机中，如键盘。 （5）输出设备 输出设备用于把计算机数据计算或加工的结果，以用户需要的形 式显示或保存，如显示器、打印机。
第5章1 MCS-51单片机的扩展-存储器扩展
② 存储器地址空间分配
PSEN P2.2--P2.0
A0~A7 A8~A10 OE CS WE OE A0~A7 WE OE A8~A10
P0
ALE WR RD
373 G
2716
D7~D0
6116(2)
D7~D0 CE
6116(1)
D7~D0 CE
8031
P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7
当译码器的输入为某一个固定编码时，其输出只有某 一个固定的引脚输出为低电平，其余的为高电平。
74LS138译码器真值表
输
G1 G2A* G2B*
入
C B A
输
出Y7* Yຫໍສະໝຸດ * Y5* Y4* Y3* Y2* Y1* Y0*
(2) 74LS139（双2-4译码器）
例: 要扩8片8KB的RAM 6264，如何通过74LS138把64KB空 间分配给各个芯片？
P0
ALE WR RD
373 G
2716
D7~D0
6116(2)
D7~D0 CE
6116(1)
D7~D0 CE
8031
P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7
ALE
+5V
A B C G2A G2B G1
AD0~AD7
PA
PB
Y2 Y1 Y0
RD WE CE
8155 PC
P1.0
IO/ M
常用地址锁存器芯片: 74LS373、8282、74LS573 1. 锁存器74LS373（带有三态门的8D锁存器）
第5章 51系列单片机接口技术
第1部分 单片机并行扩展原理
• 大系统（large）：对于硬件需求量大，外部存 储器空间被充分利用的应用系统，其系统结构 规模大，我们称之为大系统。 • 紧凑系统（compact）：对于只扩展少量数据 存储器（RAM/IO口）的系统，称之为紧凑系 统。 • 小系统（small）：把P2口、P0口不作为总线口 使用的系统称之为小系统。
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1
扩展外部存储器的综合设计举例
2 3 4 D
U? 1 2 3 4 5 6 7 8 13 12 15 14 31 19 18 9 17 16 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 INT 1 INT 0 T1 T0 E A/VP X1 X2 RE SE T RD WR 8031 RXD T XD AL E /P PSE N 10 11 30 29 P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 3 4 7 8 13 14 17 18 1 11
存储器中的某一单元
1. 外部程序存储器的扩展原理
图 8.3 MCS - 51 单片机程序存储器的扩展
2. EPROM扩展芯片
2716容量： 2K*8位
图 8.4 2716的引脚图
2716 有五种工作方式, 见下表
2716工作方式选择
图 8.5 2716与8031的连接图
由图8.5可确定2716芯片的地址范围。方法是A10～A0从全 0 开始 , 然后从最低位开始依次加 1, 最后变为全 1, 相当于
例1-1 扩展三片2K存储芯片，试用线选法给出接线图 和地址。 分析：需要11根地址线和3根片选线，分配如下 低位地址线：P0.7~P0.0--A7~A0，P2.2~P2.0-A10~A8，共11根地址线； 高位地址线：P2.5、P2.4、P2.3--A13、A12、A11， 作3片的片选，余下P2.7、P2.6不用，取00。 扩展 接线结构如图：
1. 线选法寻址
线选法使用P2、P0 口的低位地址线对每 个芯片内的统一存储单元进行寻址，称为字 选。所需地址线数由每片的存储单元数决定， 对于8K×8容量的芯片需要13根地址线A0～ A12。 将余下的高位地址线分别接到各个存储芯 片的片选端CS，称为线选。 线选法的优点是：使用简单，节省硬件。 其缺点是：浪费了部分地址空间。
2．译码片选法
3-8 地址译码器：74LS138
C、B、A分别接A15、A14、A13 Y0、Y1…Y7分别连接八片存储器的片选端CE0、CE1…CE7 A13 A14 A15 +5V 74LS138 A Y0 CE0
B
C
Y1
Y2
CE1
CE2
G1 …
G2A.B Y7 CE7
P2.5 P2.6 P2.7
U? A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A1 0 A1 1 A1 2 CE OE PGM VPP 2 76 4 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 11 12 13 15 16 17 18 19
C
VCC
C
13 12 15 14 31 CRYST AL 2 0P 19 18 9 B
D0~D7
D0～D7 OE WE 7#
RD WR
地址：1：0000H-1FFFH ;
2: 2000H-3FFFH ; 3: 4000H-5FFFH
4：6000H-7FFFH ;
7：C00H-DFFFH ;
5: 8000H-9FFFH ; 6: A000H-BFFFH
8: E000H-FFFFH ;
1.4
编址： P2.7、P2.6、P2.5、P2.4、P2.3、P2.2、P2.1、P2.0 P0.7~P0.0 1号片 0 0 1 1 0 0 0 0 00H 0 0 1 1 0 1 1 1 FFH 2号片 0 0 1 0 1 0 0 0 00H 0 0 1 0 1 1 1 1 FFH 3号片 0 0 0 1 1 0 0 0 00H 0 0 0 1 1 1 1 1 FFH 三片的地址范围是： 1号片 3000H~37FFH 2号片 2800H~2FFFH 3号片 1800H~1FFFH
P0口分时复用的实现
ALE PSEN WR P0 P2 A0-A7 A8-A15 数据 A0-A7 A8-A15 指令
MCS-51写外部数据存储器时序图
扩展三总线的实现
单片机地址锁存器的芯片一般有两类： 8D触发器 和8D锁存器。最常用的就是8D锁存器74LS373
74LS373 OC 1Q 1D 2D 2Q 3Q 3D 4D 4Q GND VCC 8Q 8D 7D 7Q 6Q 6D 5D 5Q E 给出控 制OC L L L H 74LS373功能表 使能 E H H L X D H L X X 输出Q H L Q。 Z
MOVX
@DPTR, A
从７FFFH单元读一个数据时, 可用如下指令:
MOV
MOVX
DPTR, ＃7FFFH
Ａ, @DPTR
二、地址译码的方法 多片存储器芯片的扩展
1.线选法
微型机剩余高位地址线直接连接各存储器片选线
2.译码片选法 微型机剩余高位地址线通过地址译码器输出片选信号 多片存储器芯片组成大容量存储器连接常用片选方法
U? D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 OE LE 74AL S373 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 2 5 6 9 12 15 16 19
11 12 13 15 16 17 18 19 11 12 13 15 16 17 18 19
U? 2764
U? 6264 C
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
Nu mb er
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1.3 数据存储器的扩展
一.随机读写存储器RAM的扩展
数据存储器一般采用RAM芯片，这种存储器在电源关 断后，存储的数据将全部丢失。 RAM器件有两大类： 动态RAM（DRAM），一般容量较大，易受干扰
38译 码器
. . .
Y0 Y1 Y6 Y7 Y0 VCC Y7 VCC
CE CS P2.0～P2.4 ALE MCS-51 P0 E 74LS373 ……
A0~A7 A8~A12
CE CS
A8~A12
A8～A12
A8～A12
A0～A7 6264
A0~A7
A0～A7 6264
D0~D7
D0～D7 OE WE 0# RD WR2764源自2712827256
3. 2764与MCS51的连接
1 2 3 4 D D
+5
40
U? 1 2 3 4 5 6 7 8 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 INT 1 INT 0 T1 T0 E A/VP X1 X2 RE SE T RD WR 8 9C5 1
20
静态RAM（SRAM），在工业现场常使用SRAM
SRAM的引脚
型号：6264 前两位数62, 表示SRAM 后两位64÷8=8k字节容量 62256 256÷8=32k 字节容量
6264
逻辑图
6264
引脚图
I/O 0～7：数据线
A0～A12：地址线 CE1、CE2：片选线 OE：输出使能 WE：写入使能
U? P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 3 4 7 8 13 14 17 18 1 11 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 OE LE 7 4AL S37 3 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 2 5 6 9 12 15 16 19 10 9 8 7 6 5 4 3 25 24 21 23 2 20 22 27 1
VCC、GND：电源
NC：未使用
6264 管脚图
6264的工作方式
6264扩展
6264 的 8KB 地址范围不唯一（因为 A14A13 可为任意值） ,
6000H～7FFFH是一种地址范围。当向该片6000H单元写一个数 据DATA时, 可用如下指令:
MOV
MOV
A, ＃DATA
DPTR, ＃6000H
211=2048个单元地址依次选通, 称为字选。即
地址与单元是多对一的关系
2764(8K)/27128(16K) /27256(32K)
Vpp A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND Vcc PGM NC 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 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 Vcc A14 A13 A8 A9 A11 OE A10 CE D7 D6 D5 D4 D3
第八章 MCS-51单片机 存储器的扩展
1.1 1.2 1.3 1.4 MCS-51单片机存储器扩展的概述 程序存储器的扩展 数据存储器的扩展 扩展外部存储器的综合设计举例
1.1 MCS-51单片机扩展的概述
单片机中一般集成了CPU、I/O口、定时器、中断系统、 存储器等计算机的基本部件，外加电源、复位和时钟等简单 的辅助电路即构成一个能够正常工作的最小系统，下图是一 个8051的最小系统。
A0~A7 A8~A15
} }
地址 总线
D0~D7
数据 总线 控制 总线
P2口：地址总线的高8位A8～A15 P0口：地址总线的低8位A0～A7和数据总线D0～D7 控制总线由外部程序存储器读选通信号外部数据存储器读 /写信号 （P3.7）、（P3.6）以及地址锁存选通信号等构成。
扩展外部存储器的综合设计举例
2 3 4 D
U? 1 2 3 4 5 6 7 8 13 12 15 14 31 19 18 9 17 16 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 INT 1 INT 0 T1 T0 E A/VP X1 X2 RE SE T RD WR 8031 RXD T XD AL E /P PSE N 10 11 30 29 P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 3 4 7 8 13 14 17 18 1 11
存储器中的某一单元
1. 外部程序存储器的扩展原理
图 8.3 MCS - 51 单片机程序存储器的扩展
2. EPROM扩展芯片
2716容量： 2K*8位
图 8.4 2716的引脚图
2716 有五种工作方式, 见下表
2716工作方式选择
图 8.5 2716与8031的连接图
由图8.5可确定2716芯片的地址范围。方法是A10～A0从全 0 开始 , 然后从最低位开始依次加 1, 最后变为全 1, 相当于
例1-1 扩展三片2K存储芯片，试用线选法给出接线图 和地址。 分析：需要11根地址线和3根片选线，分配如下 低位地址线：P0.7~P0.0--A7~A0，P2.2~P2.0-A10~A8，共11根地址线； 高位地址线：P2.5、P2.4、P2.3--A13、A12、A11， 作3片的片选，余下P2.7、P2.6不用，取00。 扩展 接线结构如图：
1. 线选法寻址
线选法使用P2、P0 口的低位地址线对每 个芯片内的统一存储单元进行寻址，称为字 选。所需地址线数由每片的存储单元数决定， 对于8K×8容量的芯片需要13根地址线A0～ A12。 将余下的高位地址线分别接到各个存储芯 片的片选端CS，称为线选。 线选法的优点是：使用简单，节省硬件。 其缺点是：浪费了部分地址空间。
2．译码片选法
3-8 地址译码器：74LS138
C、B、A分别接A15、A14、A13 Y0、Y1…Y7分别连接八片存储器的片选端CE0、CE1…CE7 A13 A14 A15 +5V 74LS138 A Y0 CE0
B
C
Y1
Y2
CE1
CE2
G1 …
G2A.B Y7 CE7
P2.5 P2.6 P2.7
U? A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A1 0 A1 1 A1 2 CE OE PGM VPP 2 76 4 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 11 12 13 15 16 17 18 19
C
VCC
C
13 12 15 14 31 CRYST AL 2 0P 19 18 9 B
D0~D7
D0～D7 OE WE 7#
RD WR
地址：1：0000H-1FFFH ;
2: 2000H-3FFFH ; 3: 4000H-5FFFH
4：6000H-7FFFH ;
7：C00H-DFFFH ;
5: 8000H-9FFFH ; 6: A000H-BFFFH
8: E000H-FFFFH ;
1.4
编址： P2.7、P2.6、P2.5、P2.4、P2.3、P2.2、P2.1、P2.0 P0.7~P0.0 1号片 0 0 1 1 0 0 0 0 00H 0 0 1 1 0 1 1 1 FFH 2号片 0 0 1 0 1 0 0 0 00H 0 0 1 0 1 1 1 1 FFH 3号片 0 0 0 1 1 0 0 0 00H 0 0 0 1 1 1 1 1 FFH 三片的地址范围是： 1号片 3000H~37FFH 2号片 2800H~2FFFH 3号片 1800H~1FFFH
P0口分时复用的实现
ALE PSEN WR P0 P2 A0-A7 A8-A15 数据 A0-A7 A8-A15 指令
MCS-51写外部数据存储器时序图
扩展三总线的实现
单片机地址锁存器的芯片一般有两类： 8D触发器 和8D锁存器。最常用的就是8D锁存器74LS373
74LS373 OC 1Q 1D 2D 2Q 3Q 3D 4D 4Q GND VCC 8Q 8D 7D 7Q 6Q 6D 5D 5Q E 给出控 制OC L L L H 74LS373功能表 使能 E H H L X D H L X X 输出Q H L Q。 Z
MOVX
@DPTR, A
从７FFFH单元读一个数据时, 可用如下指令:
MOV
MOVX
DPTR, ＃7FFFH
Ａ, @DPTR
二、地址译码的方法 多片存储器芯片的扩展
1.线选法
微型机剩余高位地址线直接连接各存储器片选线
2.译码片选法 微型机剩余高位地址线通过地址译码器输出片选信号 多片存储器芯片组成大容量存储器连接常用片选方法
U? D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 OE LE 74AL S373 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 2 5 6 9 12 15 16 19
11 12 13 15 16 17 18 19 11 12 13 15 16 17 18 19
U? 2764
U? 6264 C
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
Nu mb er
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1.3 数据存储器的扩展
一.随机读写存储器RAM的扩展
数据存储器一般采用RAM芯片，这种存储器在电源关 断后，存储的数据将全部丢失。 RAM器件有两大类： 动态RAM（DRAM），一般容量较大，易受干扰
38译 码器
. . .
Y0 Y1 Y6 Y7 Y0 VCC Y7 VCC
CE CS P2.0～P2.4 ALE MCS-51 P0 E 74LS373 ……
A0~A7 A8~A12
CE CS
A8~A12
A8～A12
A8～A12
A0～A7 6264
A0~A7
A0～A7 6264
D0~D7
D0～D7 OE WE 0# RD WR2764源自2712827256
3. 2764与MCS51的连接
1 2 3 4 D D
+5
40
U? 1 2 3 4 5 6 7 8 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 INT 1 INT 0 T1 T0 E A/VP X1 X2 RE SE T RD WR 8 9C5 1
20
静态RAM（SRAM），在工业现场常使用SRAM
SRAM的引脚
型号：6264 前两位数62, 表示SRAM 后两位64÷8=8k字节容量 62256 256÷8=32k 字节容量
6264
逻辑图
6264
引脚图
I/O 0～7：数据线
A0～A12：地址线 CE1、CE2：片选线 OE：输出使能 WE：写入使能
U? P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 3 4 7 8 13 14 17 18 1 11 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 OE LE 7 4AL S37 3 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 2 5 6 9 12 15 16 19 10 9 8 7 6 5 4 3 25 24 21 23 2 20 22 27 1
VCC、GND：电源
NC：未使用
6264 管脚图
6264的工作方式
6264扩展
6264 的 8KB 地址范围不唯一（因为 A14A13 可为任意值） ,
6000H～7FFFH是一种地址范围。当向该片6000H单元写一个数 据DATA时, 可用如下指令:
MOV
MOV
A, ＃DATA
DPTR, ＃6000H
211=2048个单元地址依次选通, 称为字选。即
地址与单元是多对一的关系
2764(8K)/27128(16K) /27256(32K)
Vpp A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND Vcc PGM NC 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 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 Vcc A14 A13 A8 A9 A11 OE A10 CE D7 D6 D5 D4 D3
第八章 MCS-51单片机 存储器的扩展
1.1 1.2 1.3 1.4 MCS-51单片机存储器扩展的概述 程序存储器的扩展 数据存储器的扩展 扩展外部存储器的综合设计举例
1.1 MCS-51单片机扩展的概述
单片机中一般集成了CPU、I/O口、定时器、中断系统、 存储器等计算机的基本部件，外加电源、复位和时钟等简单 的辅助电路即构成一个能够正常工作的最小系统，下图是一 个8051的最小系统。
A0~A7 A8~A15
} }
地址 总线
D0~D7
数据 总线 控制 总线
P2口：地址总线的高8位A8～A15 P0口：地址总线的低8位A0～A7和数据总线D0～D7 控制总线由外部程序存储器读选通信号外部数据存储器读 /写信号 （P3.7）、（P3.6）以及地址锁存选通信号等构成。