MCS51单片机存储器扩展.ppt
1第六章第六章 MCS-51单片机存储器扩展单片机存储器扩展1、单片机系统扩展的三总线结构；、单片机系统扩展的三总线结构；2、存储器扩展的、存储器扩展的 编址技术；编址技术；3、程序存储器和数据存储器的扩展方法。、程序存储器和数据存储器的扩展方法。6.1 单片机扩展及系统结构单片机扩展及系统结构6.2 存储器扩展编址技术存储器扩展编址技术本章主要内容本章主要内容6.3 程序存储器扩展程序存储器扩展6.4 数据存储器扩展数据存储器扩展2为什么要进行单片机的存储器扩展？为什么要进行单片机的存储器扩展？为什么要进行单片机的存储器扩展？为什么要进行单片机的存储器扩展？课题引入课题引入课题引入课题引入子系列子系列机机 型型片内片内ROM片内片内RAM可寻址可寻址ROM范围范围可寻址可寻址RAM范围范围51子系列子系列8031无无128B64KB64KB80514KB128B64KB64KB87514KB128B64KB64KB52子系列子系列8032无无256B64KB64KB80528KB256B64KB64KB 实际应用时，如果单片机内部程序存储器的实际应用时，如果单片机内部程序存储器的实际应用时，如果单片机内部程序存储器的实际应用时，如果单片机内部程序存储器的容量不能满足要求时，就需要在其外部进行存储容量不能满足要求时，就需要在其外部进行存储容量不能满足要求时，就需要在其外部进行存储容量不能满足要求时，就需要在其外部进行存储器的扩展。器的扩展。器的扩展。器的扩展。36.1 MCS-51单片机扩展及系统结构单片机扩展及系统结构8051数据数据存储器存储器程序程序存储器存储器I/O接口接口I/O接口接口I/O设备设备I/O设备设备地址总线地址总线数据总线数据总线控制总线控制总线4地址总线是地址总线是单向单向的，从单片机发出。的，从单片机发出。数据总线是数据总线是双向双向的。的。对于一条控制线，其传送方向是对于一条控制线，其传送方向是单向单向的。的。总线：总线：连接系统中各扩展部件的一组公共信号线。连接系统中各扩展部件的一组公共信号线。地址总线：地址总线：传出单片机送出的地址信号，进行存储传出单片机送出的地址信号，进行存储单元和单元和I/O端口的选择。端口的选择。数据总线：数据总线：单片机和存储单元以及单片机和单片机和存储单元以及单片机和I/O端端口之间传输数据。口之间传输数据。控制总线：控制总线：一组控制信号线的总称。有单片机发出一组控制信号线的总称。有单片机发出的，也有从其他部件发向单片机的。的，也有从其他部件发向单片机的。注注注注 意意意意51、单片机扩展的实现（总线构造）、单片机扩展的实现（总线构造）以以P0口口的的8位口线作位口线作地址地址/数据数据线（复用线）线（复用线）;以以P2口口的的8位口线作位口线作高高8位地址位地址线。线。MCS-51单片机寻址范围为单片机寻址范围为64K，需要，需要16根根地址线地址线:所谓复用：所谓复用：既可作既可作地址地址线（低线（低8位），又可作位），又可作数据数据线。线。复用技术：复用技术：增加一个增加一个8位锁存器，通过对锁存器的控制位锁存器，通过对锁存器的控制实现对地址（低实现对地址（低8位）和数据的分离位）和数据的分离62、扩展时常用的控制信号、扩展时常用的控制信号1）ALE：地址锁存选通信号（高电平有效）。地址锁存选通信号（高电平有效）。2）PSEN：扩展程序存储器（外部扩展程序存储器（外部ROM）读选通信）读选通信号（低电平有效）。号（低电平有效）。3）EA：内外程序存储器的选择信号（低电平有效）。内外程序存储器的选择信号（低电平有效）。4）RD和和WR：扩展外部数据存储器（扩展外部数据存储器（RAM）的读、写）的读、写选通信号（低电平有效）。选通信号（低电平有效）。7单片机总线扩展结构图单片机总线扩展结构图返返 回回86.2 MCS-51单片机存储器扩展编址技术单片机存储器扩展编址技术MCS-51系列单片机存储器有四个部分：系列单片机存储器有四个部分：1）片内）片内ROM（部分有，（部分有，8031无片内无片内ROM）；）；2）片外）片外ROM（扩展）；（扩展）；3）片内）片内RAM（51系列单片机都有，系列单片机都有，256字节）；字节）；4）片外）片外RAM（扩展）（扩展）一、一、MCS-51单片机存储器系统单片机存储器系统 RAM、ROM都可以扩展至都可以扩展至64K。9程序存储器映象程序存储器映象数据存储器映象数据存储器映象10二、单片机扩展存储器编址及映像二、单片机扩展存储器编址及映像存储器编址技术：存储器编址技术：以系统的以系统的高位地址高位地址作为存储器的作为存储器的片选片选信号。信号。直接将直接将地址线地址线连接到存储芯片连接到存储芯片片选片选端。端。将地址线进行适当连接，使得存储器中每一个存将地址线进行适当连接，使得存储器中每一个存储单元可唯一地对应一个编址。储单元可唯一地对应一个编址。1、线选法、线选法112、译码法译码法有效地利用存储空间，有效地利用存储空间，最常用的存储器编址方法。最常用的存储器编址方法。通过译码器对系统的通过译码器对系统的高位地址高位地址进行进行译码译码，以译，以译码输出作为存储芯片的片选信号。码输出作为存储芯片的片选信号。常用译码器：常用译码器：74LS139：双：双24译码器；译码器；74LS138：38译码器译码器121）74LS139：双：双24译码器译码器132）74LS138：3-8译码器译码器使能控制使能控制143）74LS138作译码器的连接作译码器的连接返返 回回156.3 程序存储器扩展程序存储器扩展掩膜掩膜ROM可编程可编程ROM（PROM）：）：内容只能写一次；内容只能写一次；可改写可改写ROM（EPROM）：）：紫外线擦除；紫外线擦除；可改写可改写ROM（EEPROM）：）：电擦除；电擦除；快擦写快擦写ROM：flashROM一、只读存储器（一、只读存储器（ROM）16二、典型只读存储器芯片二、典型只读存储器芯片2716 INTEL公司公司27系列系列产品（加电编程、紫外线擦除产品（加电编程、紫外线擦除EPROM），系列产品还有），系列产品还有2732、2764、27128等。等。存储容量：存储容量：2k 8(位位)、4k 8(位位)、8k 8(位位)、16k 8(位位)芯片引脚：芯片引脚：A10A0：11位地址；位地址；O7O0：数据线；：数据线；：片选：片选/编程控制信号；编程控制信号；正常使用片选（低电平有效），编程正常使用片选（低电平有效），编程时，引入编程脉冲；时，引入编程脉冲；：输出允许信号，低电平有效。：输出允许信号，低电平有效。175种工作方式：种工作方式：1）读方式读方式：均为低电平，被寻址单元均为低电平，被寻址单元内容经数据线读出；内容经数据线读出；2）未选中方式未选中方式：为高电平，数据线输出呈为高电平，数据线输出呈高阻状态；高阻状态；3）编程方式编程方式：Vpp加加25V电压，电压，加加TTL高电平。高电平。进行数据重新写入；进行数据重新写入；4）程序检验方式程序检验方式：Vpp=25V，均为低电平均为低电平5）编程禁止编程禁止18三、程序存储器扩展示例三、程序存储器扩展示例1、线选法编址扩展示例、线选法编址扩展示例192716是是2K 8（位）（位）EPROM，11根地址线根地址线示例中，示例中，2716的地址范围是：的地址范围是：最低地址最低地址：A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 1000，0000，0000，0000（8000H）最高地址最高地址：A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 1000，0111，1111，1111（87FFH）A14A13A12A11（P2.6P2.3)的状态与芯片寻址无关，的状态与芯片寻址无关，A14A13A12A11的所有的所有16种种组合（组合（00001111）都不会影响该芯片的寻址，即）都不会影响该芯片的寻址，即1，000，0000，0000 1，111，1111，1111因此，因此，8000H87FFH、88008FFFH、F800HFFFFH都是都是该芯片的寻址范围。该芯片的寻址范围。该该2716有有16个地址映像区个地址映像区，在这些地址范围内都能访问该芯片。，在这些地址范围内都能访问该芯片。202、多芯片存储器扩展、多芯片存储器扩展当当P2.7=0时，选中时，选中1片，地址为：片，地址为：当当P2.7=1时，选中时，选中2片，地址为：片，地址为：1276422764213、译码法编址示例、译码法编址示例2227640地址范围：地址范围：0000H1FFFH0000,0000,0000,0000 0001,1111,1111,111127641地址范围地址范围：2000H3FFFH0010,0000,0000,0000 0011,1111,1111,111127642地址范围地址范围：4000H5FFFH0100,0000,0000,0000 0101,1111,1111,111127647地址范围地址范围：E000HFFFFH1110,0000,0000,0000 1111,1111,1111,1111 .返返 回回236.4 数据存储器扩展数据存储器扩展静态静态RAM（SRAM）：）：加电即可保存信息；加电即可保存信息；动态动态RAM（DRAM）：）：加电，不断进行周期性加电，不断进行周期性刷新（再生），才可保存信息。刷新（再生），才可保存信息。一、随机存储器概述一、随机存储器概述随机存储器随机存储器RAM（Random Access Memory），），可以进行可以进行读读、写写两种操作，分为静态（两种操作，分为静态（SRAM）和）和动态（动态（DRAM）两种。）两种。24二、典型随机存储器芯片二、典型随机存储器芯片6116(2KB)A10A0：地址线：地址线D7D0：数据线：数据线 ：片选信号：片选信号 ：数据输出允许信号：数据输出允许信号 ：写选通信号：写选通信号256116工作方式工作方式26三、线选法三、线选法RAM扩展举例扩展举例2761161寻址范围：寻址范围：0001,0000,0000,0000 000 1,0111,1111,1111即：即：1000H17FFH61162寻址范围：寻址范围：0000,1000,0000,0000 000 0,1111,1111,1111即：即：0800H0FFFH28本章小结本章小结本章小结本章小结1、单片机系统扩展的三总线结构；、单片机系统扩展的三总线结构；2、程序存储器和数据存储器的扩展方法。、程序存储器和数据存储器的扩展方法。存储器扩展时的地址译码、分配与计算。存储器扩展时的地址译码、分配与计算。主要内容主要内容重、难点重、难点29思考题思考题思考题思考题如图所示，如图所示，8031外同时扩展外同时扩展ROM和和RAM，请，请分别写出两片芯片的地址范围？地址范围是否分别写出两片芯片的地址范围？地址范围是否会重合？如何理解？会重合？如何理解？
