外部存储器的扩展.pptx

数据、地址、存储容量、数据总线和地址总线的概念 要掌握单片机存储器的扩展，必须先了解数据、地址、存储容量、数据总线和地址总要掌握单片机存储器的扩展，必须先了解数据、地址、存储容量、数据总线和地址总线的概念。在单片机应用系统中，单片机芯片片内的存储容量往往是不够用的，例如线的概念。在单片机应用系统中，单片机芯片片内的存储容量往往是不够用的，例如80318031片内无程序存储器，而单片微机系统需要依据程序才能运行，所以必须外接程片内无程序存储器，而单片微机系统需要依据程序才能运行，所以必须外接程序存储器芯片。外部存储器芯片与单片机芯片之间如何进行数据通讯呢？要靠地址总序存储器芯片。外部存储器芯片与单片机芯片之间如何进行数据通讯呢？要靠地址总线、数据总线和控制总线来联系两芯片，那么数据和地址的概念是什么？线、数据总线和控制总线来联系两芯片，那么数据和地址的概念是什么？第1页/共21页数据和地址的概念 左图是一外接存储器示意图，它包含了上百个存储单元，每个单元只容纳一个字节，而一个字节含八位二进制数。存储器中每一个存储单元都有唯一的地址号，该地址号所在单元的内容就是八位二进制数据。图中地址号为A0H的存储单元中的数据为91H。该存储器的地址号从00H至FFH，故该存储器有256个存储单元，而一个存储单元含八位二进制数，所以该存储器的存储容量为25682568。第2页/共21页地址号与地址总线之间的关系地址号与地址总线之间的关系 ，存储存储单元中的数据与数据总线之间的关系单元中的数据与数据总线之间的关系 数字电路中每根线一次传送的数据是一位二进制数，那么要传数字电路中每根线一次传送的数据是一位二进制数，那么要传送的地址号是送的地址号是05H05H，它是八位二进制数，故地址总线有，它是八位二进制数，故地址总线有8 8根地址根地址线组成。如图所示。根据单片机芯片传送过来的这八位二进制线组成。如图所示。根据单片机芯片传送过来的这八位二进制地址号，就能找到该地址号所标识的外部存储器的存储单元，地址号，就能找到该地址号所标识的外部存储器的存储单元，单元中的数据若为单元中的数据若为13H13H，那么需要多少根数据线，才能把数据，那么需要多少根数据线，才能把数据13H13H并行读入到单片机中，所以数据总线的数目为并行读入到单片机中，所以数据总线的数目为8 8根。图中表根。图中表示了数据总线每一根数据线传送的二进制数，把它们转换为十示了数据总线每一根数据线传送的二进制数，把它们转换为十六进制为六进制为13H13H。2 2x x=M=M第3页/共21页地址总线中地址线的数目与存储容量之间的地址总线中地址线的数目与存储容量之间的关系关系 地址总线中地址线的数目与存储地址总线中地址线的数目与存储容量之间的关系可以用公式容量之间的关系可以用公式2 2x x=M=M来表示，来表示，x x为地址线的数目，为地址线的数目，MM为存储器芯片内存储单元的数为存储器芯片内存储单元的数目。右图所示存储器芯片的存储目。右图所示存储器芯片的存储容量为容量为25682568，故扩展该芯片所，故扩展该芯片所需的地址线数目为需的地址线数目为8 8。如果存储。如果存储器芯片的存储容量器芯片的存储容量10241024个存储个存储单元，那么它的地址号范围为单元，那么它的地址号范围为000H000H3FFH3FFH，需要的地址线数，需要的地址线数目为目为1010根。根。10241024个存储单元我个存储单元我们通常把它近似为们通常把它近似为1K1K，这样若单，这样若单片机查询的地址范围为片机查询的地址范围为0000H0000HFFFFHFFFFH，可访问的存储容量为，可访问的存储容量为64K864K8，则地址总线的地址线数，则地址总线的地址线数目为目为1616根。而根。而MCS-51MCS-51系列单片系列单片机的片外存储器的最大寻址范围机的片外存储器的最大寻址范围就是就是64KB64KB，B(B(bytebyte)代表字节。代表字节。第4页/共21页单片机单片机P0P0口口地址数据地址数据分时复用功分时复用功能能 如何使如何使P0P0口做到低八位地址和八位二进制数据分时复用，是依口做到低八位地址和八位二进制数据分时复用，是依靠控制线靠控制线ALEALE来协调。当来协调。当ALEALE信号为高电平时，信号为高电平时，P0P0口送出的低口送出的低八位地址通过地址锁存器到达存储器的地址线引脚八位地址通过地址锁存器到达存储器的地址线引脚A7A7A0A0，同时同时P2P2口提供高八位地址。有了地址号，就可以查询到该地址口提供高八位地址。有了地址号，就可以查询到该地址所在外部存储器的存储单元。当准备把单元中的八位二进制数所在外部存储器的存储单元。当准备把单元中的八位二进制数据读入单片机时，据读入单片机时，ALEALE信号下降为低电平，低八位地址被锁存信号下降为低电平，低八位地址被锁存在输出口上，地址锁存器的输入口与输出口被隔离。这样被寻在输出口上，地址锁存器的输入口与输出口被隔离。这样被寻找到的存储单元中数据就会通过数据总线读入找到的存储单元中数据就会通过数据总线读入P0P0口进入单片机口进入单片机芯片，而在读入数据的过程中，就不会影响到存储器的低八位芯片，而在读入数据的过程中，就不会影响到存储器的低八位地址地址A7A0A7A0的信息。所以的信息。所以ALEALE信号线称为地址锁存信号线，它信号线称为地址锁存信号线，它可控制可控制P0P0口做到低八位地址和数据分时复用。口做到低八位地址和数据分时复用。第5页/共21页读选通线读选通线/RD/RD、写选通线写选通线/WR/WR和和程序存储器程序存储器读选通线读选通线/PSEN/PSEN与与外部外部数据存储器读数据存储器读或写数据或写数据 的关的关系系 要对外部数据存储器读或写数据，不仅要通过地址查询到存储单要对外部数据存储器读或写数据，不仅要通过地址查询到存储单元，而且要同时读选通线元，而且要同时读选通线/RDRD或写选通线或写选通线/WRWR为低电平，它们都是为低电平，它们都是低电平有效。同理，要对外部程序存储器读程序机器码，也要同低电平有效。同理，要对外部程序存储器读程序机器码，也要同时使程序存储器输出允许线时使程序存储器输出允许线/PESN/PESN低电平有效。由于单片机低电平有效。由于单片机80318031无片内程序存储器无片内程序存储器ROMROMEPROMEPROM，只有外接程序存储器，只有外接程序存储器，而程序存储器选择线而程序存储器选择线/EAEA为低电平时，为低电平时，MCS-51MCS-51系列单片机执行系列单片机执行外部存储器的指令，所以外部存储器的指令，所以80318031对外扩展程序存储器时，对外扩展程序存储器时，/EAEA需接需接地。地。第6页/共21页外部数据存储器芯片62646264的基本结构 6264是一种8K8的数据存储器芯片，28线双列直插式器件，它的集成度很高，A0A12为13位地址线，输入地址和内部字节的单元对应。O0O7为8位数据线，/CE为选片信号线，/OE、/WE为读写选通线，都是低电平有效。/CE/WE/OE 方式方式 说说 明明001写写O0O7上信息写入上信息写入A0A12上的地址对应单元上的地址对应单元 010读读A0A12上地址对应单元内容输出到上地址对应单元内容输出到O0O7 1XX禁止禁止O0O7呈高阻抗呈高阻抗 外部数据存储器的扩展第7页/共21页外部数据存储器芯片61166116的基本结构 6116是一种2K8的数据存储器芯片，24线的双列直插式器件，A0A10为11位地址线，O0O7为8位数据线，/CE为选片信号线，/OE、/WE为读写选通线。/CE/WE/OE 方式方式 说说 明明001写写O0O7上信息写入地址上信息写入地址A0A10对应单元中对应单元中 010读读地址地址A0A10对应单元中的内容输出到对应单元中的内容输出到O0O7 1XX禁止禁止O0O7呈高阻抗呈高阻抗 第8页/共21页数据所在存储单元在其芯片中的地址如何确定数据存储器RAM6264，此存储器芯片的存储容量为8K8，也就是说该芯片内有8K个存储单元。根据公式2x=M，由于M为8K，存储器芯片地址线数目x应为13根，正好和6264地址线A0A12相符。6264的低八位地址线A7 A0引脚通过地址锁存器与单片机芯片相连，而其高五位地址线A12 A8与单片机芯片直接相连。单片机引脚P2.4P2.0和P0.7P0.0这13根地址线用于提供RAM6264芯片的存储单元的地址。第9页/共21页数据所在存储单元在芯片群中的地址如何确定（1）我们知道标识一片外部RAM芯片6264的存储单元地址，需要单片机的低十三位地址线提供十三位二进制地址号，那么若8031单片机需扩展三片6264芯片，即要标识三片6264芯片大楼的38K个存储单元，单片机需要提供多少根地址线，不仅能标识某一存储单元在某一6264芯片的位置，还能标识这个单元在三片芯片的哪片中，这就需要高三根P2.7、P2.6和P2.5来标识这三片6264芯片。第10页/共21页数据所在存储单元在芯片群中的地址如何确定（2）如何用单片机芯片的高位地址线来标识芯片群中芯片的地址，如何用单片机芯片的高位地址线来标识芯片群中芯片的地址，是依靠每片存储器芯片的片选信号线是依靠每片存储器芯片的片选信号线CECE来做到这一点。来做到这一点。CECE为片选信号线，当该线为低电平时，该线所在的为片选信号线，当该线为低电平时，该线所在的62646264芯片芯片被选中，允许读或写此芯片存储单元中的数据。当其为高电平被选中，允许读或写此芯片存储单元中的数据。当其为高电平时，禁止读写。若分别把时，禁止读写。若分别把P2P2口的高三位口的高三位P2.5P2.5、P2.6P2.6、P2.7P2.7连连接到三片存储器芯片接到三片存储器芯片62646264（1 1）、）、62646264（2 2）、）、62646264（3 3）的片选信号线的片选信号线CECE上，则芯片上，则芯片62646264（1 1）的地址为）的地址为110110，62646264（2 2）的地址为）的地址为101101，62646264（3 3）的地址为）的地址为011011。第11页/共21页数据所在存储单元在芯片群中的地址如何确定（3）所以要寻找所需读写的八位二进制数据在由三片存储器芯片组成的芯片群中哪个芯片中，以及在该芯片的哪个存储单元中，就不仅需要提供数据所在芯片地址，还要提供该数据在芯片中的位置地址，两者相加应该是十六位的，需要十六根地址线，高三根P2.7、P2.6和P2.5提供的三位二进制地址，告诉该数据在哪个芯片里，那么低十三位地址线P2.4P2.0和P0.7 P0.0提供的十三位二进制地址，则可告诉该数据在所在芯片的哪个存储单元里。第12页/共21页数据所在存储单元在芯片群中的地址如何确定（3）现在若单片机芯片8031通过地址总线提供所需读取的数据的十六位二进制地址为101 0000000000001，那么想一想这个数据在哪栋芯片大楼的哪间房子里，该房间的所在大楼的地址为多少？所在大楼的房间号为多少？在由三栋大楼组成的小区中的位置地址号为多少？第13页/共21页 存储芯片地址范围的确定外部RAM芯片6264的存储容量为8K个存储单元，某一6264芯片中8K个存储单元在芯片群中得地址范围如何确定？下表为芯片6264（2）的地址范围：1010000000000000P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.01011111111111111要寻找的存储要寻找的存储单元所在芯片单元所在芯片在芯片群中的在芯片群中的地址地址要寻找的存储单元要寻找的存储单元在芯片中的最小地在芯片中的最小地址址要寻找的存储单元要寻找的存储单元在芯片中的最大地在芯片中的最大地址址第14页/共21页外部数据存储器的扩展的总结上例中，8031单片机的高三位地址线P2.7、P2.6、P2.5用于选中读或写哪一片外部数据存储器芯片6264，而低十三位地址线用于选择选中6264芯片的存储单元。过了选存储单元和选芯片两关还不行，必须此时读选通线/RD或写选通线/WR为低电平，这才能读或写某一芯片中的数据。图例图例若要扩展容量为若要扩展容量为2K82K8的的RAM6116RAM6116，则用于选芯片存储单，则用于选芯片存储单元的低位地址线需几根，若采用线选法元的低位地址线需几根，若采用线选法80318031最多可扩展几最多可扩展几片片61166116。第15页/共21页若要扩展容量为若要扩展容量为2K82K8的的RAM6116RAM6116，则用于选芯片存储单，则用于选芯片存储单元的低位地址线需几根，若采用线选法元的低位地址线需几根，若采用线选法80318031最多可扩展几最多可扩展几片片61166116。第16页/共21页1、上图所示，若要读或写芯片6264（1）中的数据，则高位地址线P2.7应为 ，P2.6应为 ，而P2.5应为 。芯片6264（1）中8K个存储单元的地址范围是 。2 2、RAM6116RAM6116芯片的存储容量为芯片的存储容量为2K82K8，则其地址线引脚为则其地址线引脚为 根，其数据线引根，其数据线引脚为脚为 根。根。3 3、若要扩展容量为、若要扩展容量为2K82K8的的RAM6116RAM6116，则用于选芯片存储单元的低位地址线需几根，若，则用于选芯片存储单元的低位地址线需几根，若采用线选法采用线选法80318031最多可扩展几片最多可扩展几片61166116。习题（1）第17页/共21页习题（2）图中，芯片6116（3）中2K个存储单元的地址范围是 。第18页/共21页第19页/共21页外部数据存储器的扩展外部数据存储器的扩展 第20页/共21页谢谢您的观看！第21页/共21页