工学单片机原理及应用.pptx

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1、会计学1工学单片机原理及应用工学单片机原理及应用学习目标学习目标学习目标学习目标n掌握掌握5151单片机扩展总线的结构及组成单片机扩展总线的结构及组成n掌握并行总线的逻辑与时序掌握并行总线的逻辑与时序n掌握并行总线扩展的地址译码方法掌握并行总线扩展的地址译码方法n掌握掌握5151单片机扩展存储器的方法单片机扩展存储器的方法n掌握掌握5151单片机扩展单片机扩展I/OI/O接口的方法接口的方法第1页/共100页7.1 517.1 51单片机扩展总线基础单片机扩展总线基础单片机扩展总线基础单片机扩展总线基础 单单单单片片片片机机机机集集集集成成成成了了了了CPUCPUCPUCPU、I/OI/OI/

2、OI/O接接接接口口口口、存存存存储储储储器器器器、定定定定时时时时器器器器和和和和中中中中断断断断系系系系统统统统等等等等计计计计算算算算机机机机的的的的基基基基本本本本部部部部件件件件，外外外外加加加加电电电电源源源源、复复复复位位位位和和和和时时时时钟等辅助电路即构成一个能够正常工作的钟等辅助电路即构成一个能够正常工作的钟等辅助电路即构成一个能够正常工作的钟等辅助电路即构成一个能够正常工作的最小系统最小系统最小系统最小系统。第2页/共100页 然然然然而而而而，51515151单单单单片片片片机机机机的的的的片片片片上上上上资资资资源源源源终终终终归归归归有有有有限限限限，针针针针对对对

3、对某某某某些些些些应应应应用用用用可可可可能能能能需需需需要要要要扩扩扩扩展展展展，如如如如增增增增加加加加存存存存储储储储器器器器容容容容量量量量和和和和输输输输入入入入输输输输出出出出端端端端口数量，增加口数量，增加口数量，增加口数量，增加ADCADCADCADC和和和和DACDACDACDAC等。等。等。等。第3页/共100页MCS51 P2，P0 RD WR外部程序外部程序存存 贮贮 器器扩展RAM并行I/O接口串行I/O接口A/D转换D/A转换定时器计数器并行I/O设 备串行I/O设 备模拟量输 入模拟量输 出数据总线和地址总线数据总线和地址总线PSENPSEN、RD 和WR等信号构

4、成了控制总线控制总线。第4页/共100页 为减少引脚数量，扩展总线中的数据总线和地址总为减少引脚数量，扩展总线中的数据总线和地址总为减少引脚数量，扩展总线中的数据总线和地址总为减少引脚数量，扩展总线中的数据总线和地址总线低线低线低线低8 8 8 8位采用了位采用了位采用了位采用了分时复用分时复用分时复用分时复用技术，即技术，即技术，即技术，即P0P0P0P0口分时传送地址总口分时传送地址总口分时传送地址总口分时传送地址总线信号的低线信号的低线信号的低线信号的低8 8 8 8位（位（位（位（A0-A7A0-A7A0-A7A0-A7）和数据总线信号（）和数据总线信号（）和数据总线信号（）和数据总线

5、信号（D0-D7D0-D7D0-D7D0-D7）.单片机扩展总线的结构和组成单片机扩展总线的结构和组成第5页/共100页从从从从P0P0P0P0口中分离出地址总线低口中分离出地址总线低口中分离出地址总线低口中分离出地址总线低8 8 8 8位地址信号：位地址信号：位地址信号：位地址信号：外接一个锁存器。外接一个锁存器。外接一个锁存器。外接一个锁存器。第6页/共100页单片机的扩展总线信号包括：单片机的扩展总线信号包括：单片机的扩展总线信号包括：单片机的扩展总线信号包括：地址总线信号地址总线信号地址总线信号地址总线信号 A0-A15A0-A15A0-A15A0-A15；数据总线信号数据总线信号数据

6、总线信号数据总线信号 D0-D7D0-D7D0-D7D0-D7；控制总线信号控制总线信号控制总线信号控制总线信号 ALEALEALEALE、EAEAEAEA、PSENPSEN、RD RD 和和WR.WR.第7页/共100页 扩展总线信扩展总线信号名号名信号的含义信号的含义与单片机引脚号信与单片机引脚号信号定义的对应关系号定义的对应关系A0-A7A0-A7数据总线低数据总线低8 8位位P0P0口锁存输出口锁存输出A8-A15A8-A15数据总线高数据总线高8 8位位P2P2口口D0-D7D0-D7数据总线，数据总线，8 8位宽度位宽度P0P0口口ALEALE控制信号，地址锁存使能控制信号，地址锁

7、存使能ALEALE控制信号，程序存储器使能，低电平有效控制信号，程序存储器使能，低电平有效控制信号，外部访问使能信号，低电平有效控制信号，外部访问使能信号，低电平有效 /V /VPPPP控制信号，读信号，低电平有效控制信号，读信号，低电平有效 /P3.7 /P3.7控制信号，写信号，低电平有效控制信号，写信号，低电平有效 /P3.7 /P3.7第8页/共100页1.1.1.1.访问外部程序存储器访问外部程序存储器访问外部程序存储器访问外部程序存储器2.2.2.2.访问外部数据存储器或数据端口访问外部数据存储器或数据端口访问外部数据存储器或数据端口访问外部数据存储器或数据端口(读读读读 XRAM

8、)XRAM)XRAM)XRAM)3.3.3.3.访问外部数据存储器或数据端口访问外部数据存储器或数据端口访问外部数据存储器或数据端口访问外部数据存储器或数据端口(写写写写 XRAM)XRAM)XRAM)XRAM)扩展总线的逻辑关系和时序分析扩展总线的逻辑关系和时序分析第9页/共100页state 1P1 P2state 2P1 P2state 3P1 P2state 4P1 P2state 5P1 P2state 6P1 P2state 1P1 P2state 2P1 P2CLKALEPSENP0P2访问外部程序存储器访问外部程序存储器MOVCMOVC A,A+DPTR A,A+DPTRPCL

9、DPLPCLDPHPCHPCH数据数据指令指令取指令阶段取指令阶段执行指令阶段执行指令阶段第10页/共100页state 1P1 P2state 2P1 P2state 3P1 P2state 4P1 P2state 5P1 P2state 6P1 P2state 1P1 P2state 2P1 P2CLKALEPSENP0P2PCLDPLPCLDPHPCHPCH数据指令指令读外部数据存储器或端口读外部数据存储器或端口MOVXMOVX A,DPTR A,DPTR取指令阶段取指令阶段第11页/共100页state 4P1 P2state 5P1 P2state 6P1 P2state 1P1 P

10、2state 2P1 P2state 3P1 P2state 4P1 P2state 5P1 P2CLKALERDP0P2DPLDPH数据数据读外部数据存储器或端口读外部数据存储器或端口 MOVX A,DPTR MOVX A,DPTR 执行阶段执行阶段第12页/共100页state 1P1 P2state 2P1 P2state 3P1 P2state 4P1 P2state 5P1 P2state 6P1 P2state 1P1 P2state 2P1 P2CLKALEPSENP0P2PCLDPLPCLDPHPCHPCH数据指令取指令阶段取指令阶段写外部数据存储器或端口写外部数据存储器或端口

11、MOVXMOVX DPTR,A DPTR,A第13页/共100页state 4P1 P2state 5P1 P2state 6P1 P2state 1P1 P2state 2P1 P2state 3P1 P2state 4P1 P2state 5P1 P2CLKALEWRP0P2DPH数据数据写外部数据存储器或端口写外部数据存储器或端口 MOVX DPTR,A MOVX DPTR,A 执行阶段执行阶段DPL第14页/共100页扩展存储器时，通常使用多个存储器芯片。扩展存储器时，通常使用多个存储器芯片。扩展存储器时，通常使用多个存储器芯片。扩展存储器时，通常使用多个存储器芯片。总线扩展的地址译码

12、方法总线扩展的地址译码方法 存储器芯片 316 KB存储器芯片 216 KB存储器芯片 116 KB64KB64KB存储器芯片 416 KB第15页/共100页每个存储器芯片中的存储单元的地址是不同的。每个存储器芯片中的存储单元的地址是不同的。每个存储器芯片中的存储单元的地址是不同的。每个存储器芯片中的存储单元的地址是不同的。FFFFHFFFFH存储器芯片 416 KB存储器芯片 316 KB存储器芯片 216 KB存储器芯片 116 KB0000H0000HFFFFH C000HBFFFH 8000H7FFFH 4000H3FFFH 0000H第16页/共100页 相相相相应应应应地地地地，

13、整整整整个个个个存存存存储储储储空空空空间间间间可可可可分分分分为为为为4 4 4 4页页页页，不不不不同同同同的的的的存存存存储储储储芯片占用不同的页面。芯片占用不同的页面。芯片占用不同的页面。芯片占用不同的页面。FFFFHFFFFH第4页存储器芯片 4第3页存储器芯片 3第2页存储器芯片 2每1页存储器芯片 10000H0000HFFFFH C000HBFFFH 8000H7FFFH 4000H3FFFH 0000H第17页/共100页地地地地址址址址空空空空间间间间分分分分配配配配就就就就是是是是把把把把64KB64KB64KB64KB的的的的寻寻寻寻址址址址空空空空间间间间通通通通过过

14、过过地地地地址址址址译译译译码码码码的的的的方方方方法法法法分分分分成成成成若若若若干干干干个个个个页页页页面面面面，不不不不同同同同的的的的存存存存储储储储器器器器芯芯芯芯片片片片占占占占用不同的页面。用不同的页面。用不同的页面。用不同的页面。第4页存储器芯片 4第3页存储器芯片 3第2页存储器芯片 2每1页存储器芯片 1FFFFH C000HBFFFH 8000H7FFFH 4000H3FFFH 0000H111111 1111 1111 111111 1111 1111 1111 111100 0000 0000 000000 0000 0000 0000101011 1111 1111

15、 111111 1111 1111 1111 101000 0000 0000 000000 0000 0000 0000010111 1111 1111 111111 1111 1111 1111 010100 0000 0000 000000 0000 0000 0000000011 1111 1111 111111 1111 1111 1111 000000 0000 0000 000000 0000 0000 0000第18页/共100页高高高高位位位位地地地地址址址址线线线线用用用用于于于于选选选选择择择择页页页页面面面面，称称称称为为为为选选选选页页页页（片片片片）地地地地址址址址

16、；低位地址线用来选择页内单元，称为；低位地址线用来选择页内单元，称为；低位地址线用来选择页内单元，称为；低位地址线用来选择页内单元，称为页内地址页内地址页内地址页内地址。010100 000000 0000 0000 00000000 0000010100 011100 0111 1111 11111111 1111010111 1111 1111 111111 1111 1111 1111同一页内同一页内(16KB)(16KB).A15A14A13A0第19页/共100页地地地地址址址址译译译译码码码码时时时时，选选选选页页页页地地地地址址址址用用用用于于于于产产产产生生生生页页页页面面面面

17、选选选选择择择择信信信信号号号号，页内地址用于产生页内地址用于产生页内地址用于产生页内地址用于产生页内单元选择信号页内单元选择信号页内单元选择信号页内单元选择信号。扩展存储器地址范围扩展存储器地址范围.doc第20页/共100页扩扩扩扩展展展展I/OI/OI/OI/O端端端端口口口口与与与与扩扩扩扩展展展展存存存存储储储储器器器器类类类类似似似似，只只只只是是是是用用用用寄寄寄寄存存存存器器器器代替存储器芯片，而且通常直接产生代替存储器芯片，而且通常直接产生代替存储器芯片，而且通常直接产生代替存储器芯片，而且通常直接产生端口选择信号端口选择信号端口选择信号端口选择信号。扩展端口地址扩展端口地址

18、.doc第21页/共100页地址译码的方法通常有三种地址译码的方法通常有三种:全地址译码全地址译码部分地址译码部分地址译码线选译码。线选译码。第22页/共100页1.1.1.1.全地址译码全地址译码全地址译码全地址译码 所有的地址线都参与译码，每个存储单元或端口所有的地址线都参与译码，每个存储单元或端口所有的地址线都参与译码，每个存储单元或端口所有的地址线都参与译码，每个存储单元或端口与一个确定的地址一一对应。与一个确定的地址一一对应。与一个确定的地址一一对应。与一个确定的地址一一对应。所有的选页地址线参与选页地址译码；所有的选页地址线参与选页地址译码；所有的页内地址线参与页内单元的译码（存储

19、器所有的页内地址线参与页内单元的译码（存储器芯片自身功能）。芯片自身功能）。第23页/共100页例例例例：若若若若页页页页面面面面的的的的大大大大小小小小为为为为8KB8KB8KB8KB，64KB64KB64KB64KB的的的的存存存存储储储储空空空空间间间间分分分分成成成成8 8 8 8页页页页，则则则则页页页页内内内内地地地地址址址址应应应应为为为为13131313位位位位，即即即即A0-A12A0-A12A0-A12A0-A12；其其其其余余余余地地地地址址址址为为为为选选选选页页页页地地地地址址址址，即即即即 A13-A15A13-A15A13-A15A13-A15，全全全全地地地地址

20、址址址译译译译码码码码要要要要求求求求所所所所有有有有选选选选页页页页地地地地址址址址都都都都参参参参与选页译码，产生与选页译码，产生与选页译码，产生与选页译码，产生8 8 8 8个页面选择信号。个页面选择信号。个页面选择信号。个页面选择信号。第24页/共100页2.2.部分地址译码部分地址译码部分地址译码部分地址译码 只只只只有有有有部部部部分分分分地地地地址址址址参参参参与与与与译译译译码码码码，一一一一个个个个存存存存储储储储单单单单元元元元或或或或端端端端口口口口与与与与多个地址对应。多个地址对应。多个地址对应。多个地址对应。部分地址译码法可以简化译码电路的设计。部分地址译码法可以简化

21、译码电路的设计。第25页/共100页3.3.3.3.线选译码线选译码线选译码线选译码 线线线线选选选选译译译译码码码码是是是是部部部部分分分分地地地地址址址址译译译译码码码码的的的的特特特特殊殊殊殊形形形形式式式式，即即即即直直直直接接接接用用用用地地地地址址址址线线线线来来来来选选选选通通通通存存存存储储储储器器器器芯芯芯芯片片片片或或或或端端端端口口口口，一一一一个个个个存存存存储储储储单单单单元元元元或或或或端端端端口与多个地址对应口与多个地址对应口与多个地址对应口与多个地址对应。第26页/共100页 例例例例如如如如，不不不不用用用用译译译译码码码码电电电电路路路路，仅仅仅仅用用用用高

22、高高高位位位位地地地地址址址址线线线线就就就就可可可可以以以以把把把把64KB64KB64KB64KB的存储空间划分为不同的区域。的存储空间划分为不同的区域。的存储空间划分为不同的区域。的存储空间划分为不同的区域。第27页/共100页n n地址空间分配地址空间分配地址空间分配地址空间分配 n n总线驱动能力总线驱动能力总线驱动能力总线驱动能力 n n电平的匹配电平的匹配电平的匹配电平的匹配 n n控制时序和逻辑的匹配控制时序和逻辑的匹配控制时序和逻辑的匹配控制时序和逻辑的匹配 n n速度的协调速度的协调速度的协调速度的协调n n状态信号的处理状态信号的处理状态信号的处理状态信号的处理 扩展时应

23、该考虑的问题扩展时应该考虑的问题第28页/共100页51515151系列单片机采用总线扩展方式可以实现：系列单片机采用总线扩展方式可以实现：系列单片机采用总线扩展方式可以实现：系列单片机采用总线扩展方式可以实现：n n存储器扩展；存储器扩展；存储器扩展；存储器扩展；n n输入输入输入输入/输出端口扩展；输出端口扩展；输出端口扩展；输出端口扩展；n n功能部件（如定时器、计数器、键盘、显示器功能部件（如定时器、计数器、键盘、显示器功能部件（如定时器、计数器、键盘、显示器功能部件（如定时器、计数器、键盘、显示器等）的扩展；等）的扩展；等）的扩展；等）的扩展；n nA/DA/DA/DA/D和的和的和

24、的和的D/AD/AD/AD/A扩展；扩展；扩展；扩展；第29页/共100页7.2 517.2 51单片机存储器的扩展单片机存储器的扩展 存储器基础知识存储器基础知识存储器基础知识存储器基础知识 程序存储器的扩展程序存储器的扩展程序存储器的扩展程序存储器的扩展 数据存储器的扩展数据存储器的扩展数据存储器的扩展数据存储器的扩展 存储器综合扩展举例存储器综合扩展举例存储器综合扩展举例存储器综合扩展举例第30页/共100页1.1.1.1.半导体存储器的分类半导体存储器的分类半导体存储器的分类半导体存储器的分类 存储器基础知识存储器基础知识 半导体半导体存储器存储器随机存随机存取存储取存储器器（RAMR

25、AM）只只 读读 存储器存储器（ROMROM）静态静态RAMRAM（SRAMSRAM）动态动态RAMRAM（DRAMDRAM）非易失性非易失性RAMRAM（NVRAMNVRAM）掩膜式掩膜式ROMROM可编程可编程ROMROM（PROMPROM）可擦除可编程可擦除可编程ROMROM（EPROMEPROM）电可擦除可编程电可擦除可编程ROMROM（E E2 2PROMPROM）闪速存储器（闪速存储器（Flash MemoryFlash Memory）第31页/共100页2.2.2.2.常用常用常用常用EPROMEPROMEPROMEPROM介绍介绍介绍介绍 EPROM的的电电路路结结构构主主要要

26、包包括括:地地址址译译码码器器、存存储储矩矩阵和输出缓冲器阵和输出缓冲器。第32页/共100页常用的常用的EPROM芯片芯片 型型 号号性性 能能27162716273227322764276427128271282725627256容量容量/bit/bit2KB82KB84KB84KB88KB88KB816KB816KB832KB832KB8读写时间读写时间/ns/ns350350250250250250250250250250封装封装DIP24DIP24DIP24DIP24DIP28DIP28DIP28DIP28DIP28DIP28第33页/共100页EPROMEPROMEPROMEPRO

27、M芯片引脚图芯片引脚图芯片引脚图芯片引脚图(2764)(2764)(2764)(2764)第34页/共100页3.3.3.3.常用常用常用常用SRAMSRAMSRAMSRAM介绍介绍介绍介绍 (6264)(6264)(6264)(6264)第35页/共100页常用的常用的SRAM芯片芯片型型 号号 性性 能能61166116626462646225662256容量容量/bit/bit2KB82KB88KB88KB832KB832KB8读写时间读写时间/ns/ns200200200200200200工作电压工作电压/V/V5 55 55 5典型工作电流典型工作电流/mA/mA353540408

28、8典型维持电流典型维持电流/mA/mA5 52 20 05 5封装封装DIP24DIP24DIP28DIP28DIP28DIP28第36页/共100页SRAMSRAMSRAMSRAM芯片引脚图芯片引脚图芯片引脚图芯片引脚图(6264)(6264)(6264)(6264)第37页/共100页3.EEPROM3.EEPROM3.EEPROM3.EEPROM简介简介简介简介 Electrically Erasable Programmable ROM 相同容量的相同容量的EEPROMEEPROM和和EPROMEPROM的引脚是兼容的。的引脚是兼容的。型型 号号2816A2816A2817281728

29、17A2817A2864A2864A存储容量存储容量2KB82KB82KB82KB82KB82KB88KB88KB8第38页/共100页程序存储器的扩展主要考虑以下几个问题：程序存储器的扩展主要考虑以下几个问题：程序存储器的扩展主要考虑以下几个问题：程序存储器的扩展主要考虑以下几个问题：1.1.1.1.地址线的连接地址线的连接地址线的连接地址线的连接2.2.2.2.数据线的连接数据线的连接数据线的连接数据线的连接3.3.3.3.控制信号的连接控制信号的连接控制信号的连接控制信号的连接4.4.4.4.译码电路的设计译码电路的设计译码电路的设计译码电路的设计程序存储器的扩展程序存储器的扩展 第39

30、页/共100页例例例例7-1 7-1 7-1 7-1 若单片机为若单片机为若单片机为若单片机为8031803180318031，试采用，试采用，试采用，试采用2764276427642764扩展扩展扩展扩展8KB8KB8KB8KB的程序存的程序存的程序存的程序存储器。储器。储器。储器。扩展存储器地址范围.doc第40页/共100页例例例例7-2 7-2 7-2 7-2 若若若若单单单单片片片片机机机机为为为为8031,8031,8031,8031,试试试试采采采采用用用用2764276427642764扩扩扩扩展展展展32KB32KB32KB32KB的的的的程程程程序序序序存存存存储器储器储器

31、储器。扩展存储器地址范围.doc第41页/共100页 扩扩扩扩展展展展外外外外部部部部数数数数据据据据存存存存储储储储器器器器与与与与扩扩扩扩展展展展外外外外部部部部程程程程序序序序存存存存储储储储器器器器的的的的设设设设计计计计方方方方法法法法基基基基本本本本一一一一样样样样，但但但但所所所所用用用用的的的的控控控控制制制制信信信信号号号号不不不不同同同同，片片片片外外外外数数数数据据据据存存存存储储储储器器器器的的的的读读读读/写写写写由由由由单单单单片片片片机机机机的的的的 RD RD RD RD(P3.7)(P3.7)(P3.7)(P3.7)和和和和 WR WR WR WR(P3.6)

32、(P3.6)(P3.6)(P3.6)信信信信号控制，而读片外程序存储器的信号为号控制，而读片外程序存储器的信号为号控制，而读片外程序存储器的信号为号控制，而读片外程序存储器的信号为 PSEN.PSEN.PSEN.PSEN.数据存储器的扩展数据存储器的扩展 第42页/共100页例例例例7-4 7-4 7-4 7-4 若单片机为若单片机为若单片机为若单片机为8031803180318031，试采用，试采用，试采用，试采用SRAMSRAMSRAMSRAM芯片把外部数据存储器扩展芯片把外部数据存储器扩展芯片把外部数据存储器扩展芯片把外部数据存储器扩展为为为为32KB32KB32KB32KB。分析：由于

33、没有指定分析：由于没有指定分析：由于没有指定分析：由于没有指定SRAMSRAMSRAMSRAM的具体型号，外部数据存储器扩展为的具体型号，外部数据存储器扩展为的具体型号，外部数据存储器扩展为的具体型号，外部数据存储器扩展为32KB32KB32KB32KB有多种设计方案。有多种设计方案。有多种设计方案。有多种设计方案。方案一：方案一：方案一：方案一：62256 62256 62256 62256 的存储容量为的存储容量为的存储容量为的存储容量为32KB32KB32KB32KB，可以采用，可以采用，可以采用，可以采用1 1 1 1片片片片62256622566225662256来设计。来设计。来设

34、计。来设计。方案二：方案二：方案二：方案二：62128621286212862128的存储容量为的存储容量为的存储容量为的存储容量为16KB16KB16KB16KB，可以采用，可以采用，可以采用，可以采用2 2 2 2片片片片62128621286212862128来设计。来设计。来设计。来设计。方案三：方案三：方案三：方案三：6264626462646264的存储容量为的存储容量为的存储容量为的存储容量为8KB8KB8KB8KB，可以用，可以用，可以用，可以用4 4 4 4片片片片6264626462646264来设计。来设计。来设计。来设计。方案四：方案四：方案四：方案四：61166116

35、61166116的存储容量为的存储容量为的存储容量为的存储容量为2KB2KB2KB2KB，可以用，可以用，可以用，可以用16161616片片片片6116611661166116来设计来设计来设计来设计方案五：可以用方案五：可以用方案五：可以用方案五：可以用1 1 1 1片片片片62128621286212862128和和和和2 2 2 2片片片片6264626462646264来设计。来设计。来设计。来设计。方案六：可以用方案六：可以用方案六：可以用方案六：可以用1 1 1 1片片片片62128621286212862128和和和和8 8 8 8片片片片6264626462646264来设计。

36、来设计。来设计。来设计。采用大容量的采用大容量的采用大容量的采用大容量的SRAMSRAMSRAMSRAM芯片会使使用的芯片数量减少，译码电路芯片会使使用的芯片数量减少，译码电路芯片会使使用的芯片数量减少，译码电路芯片会使使用的芯片数量减少，译码电路的复杂性降低，从而提高电路的可靠性。因此方案一和方案二是的复杂性降低，从而提高电路的可靠性。因此方案一和方案二是的复杂性降低，从而提高电路的可靠性。因此方案一和方案二是的复杂性降低，从而提高电路的可靠性。因此方案一和方案二是比较合理的设计方案。比较合理的设计方案。比较合理的设计方案。比较合理的设计方案。第43页/共100页例例例例7-4 7-4 7-

37、4 7-4 采用一片采用一片采用一片采用一片62256622566225662256扩展扩展扩展扩展32KB32KB32KB32KB外部数据存储器。外部数据存储器。外部数据存储器。外部数据存储器。扩展存储器地址范围.doc第44页/共100页扩展存储器地址范围.doc例例7-4 7-4 采用两片采用两片6212862128扩展扩展32KB32KB外部数据存储器。外部数据存储器。第45页/共100页例例例例7-5 7-5 7-5 7-5 若若若若单单单单片片片片机机机机为为为为8031803180318031，请请请请用用用用1 1 1 1片片片片2764276427642764扩扩扩扩展展展展

38、8KB8KB8KB8KB程程程程序序序序存存存存储器储器储器储器,用用用用1 1 1 1片片片片62256622566225662256扩展扩展扩展扩展32KB32KB32KB32KB外部数据存储器。外部数据存储器。外部数据存储器。外部数据存储器。存储器综合扩展存储器综合扩展 第46页/共100页扩展存储器地址范围?第47页/共100页扩展EPROM地址译码方式?部分地址译码第48页/共100页扩展RAM地址译码方式?线选译码第49页/共100页7.3 517.3 51单片机并行单片机并行I IO O端口的端口的扩展扩展 简单简单简单简单I/OI/OI/OI/O端口扩展端口扩展端口扩展端口扩展

39、 采用专用芯片扩展采用专用芯片扩展采用专用芯片扩展采用专用芯片扩展I/OI/OI/OI/O端口端口端口端口 采用串行通讯方式扩展采用串行通讯方式扩展采用串行通讯方式扩展采用串行通讯方式扩展I/OI/OI/OI/O端端端端口口口口第50页/共100页 常用的并行常用的并行常用的并行常用的并行I/OI/OI/OI/O端口扩展方法主要有简单扩展、专端口扩展方法主要有简单扩展、专端口扩展方法主要有简单扩展、专端口扩展方法主要有简单扩展、专用接口芯片扩展和串行扩展三种。用接口芯片扩展和串行扩展三种。用接口芯片扩展和串行扩展三种。用接口芯片扩展和串行扩展三种。简单扩展简单扩展简单扩展简单扩展就是用就是用就

40、是用就是用74LS37774LS37774LS37774LS377、74LS37374LS37374LS37374LS373、74LS24474LS24474LS24474LS244、74LS24574LS24574LS24574LS245等锁存器、三态门或双向缓冲器构造一个简单等锁存器、三态门或双向缓冲器构造一个简单等锁存器、三态门或双向缓冲器构造一个简单等锁存器、三态门或双向缓冲器构造一个简单的输入的输入的输入的输入/输出端口；输出端口；输出端口；输出端口；专用接口芯片扩展专用接口芯片扩展专用接口芯片扩展专用接口芯片扩展是采用是采用是采用是采用8155815581558155、825582

41、5582558255等专用接口等专用接口等专用接口等专用接口芯片来扩展输入芯片来扩展输入芯片来扩展输入芯片来扩展输入/输出端口；输出端口；输出端口；输出端口；串行扩展串行扩展串行扩展串行扩展是采用串行通讯的方式扩展并行输入是采用串行通讯的方式扩展并行输入是采用串行通讯的方式扩展并行输入是采用串行通讯的方式扩展并行输入/输输输输出端口。出端口。出端口。出端口。第51页/共100页扩展时需要注意以下几点：扩展时需要注意以下几点：扩展时需要注意以下几点：扩展时需要注意以下几点：n n 扩扩扩扩展展展展的的的的并并并并行行行行I/OI/OI/OI/O端端端端口口口口和和和和外外外外部部部部数数数数据据

42、据据存存存存储储储储器器器器统统统统一一一一编编编编址址址址，采采采采用用用用相相相相同同同同的的的的控控控控制制制制信信信信号号号号，相相相相同同同同的的的的寻寻寻寻址址址址方方方方式式式式和和和和相相相相同同同同的的的的指指指指令令令令（MOVXMOVXMOVXMOVX）.n n 系系系系统统统统中中中中所所所所有有有有并并并并行行行行I/OI/OI/OI/O端端端端口口口口扩扩扩扩展展展展芯芯芯芯片片片片均均均均应应应应按按按按照照照照“输输输输入入入入三态、输出锁存三态、输出锁存三态、输出锁存三态、输出锁存”的原则与总线相连。的原则与总线相连。的原则与总线相连。的原则与总线相连。n n

43、 注意注意注意注意P0P0P0P0口的负载能力。口的负载能力。口的负载能力。口的负载能力。第52页/共100页1.1.1.1.采用锁存器扩展简单的采用锁存器扩展简单的采用锁存器扩展简单的采用锁存器扩展简单的8 8 8 8位输出端口位输出端口位输出端口位输出端口简单简单I/OI/O端口扩展端口扩展 第53页/共100页state 4P1 P2state 5P1 P2state 6P1 P2state 1P1 P2state 2P1 P2state 3P1 P2state 4P1 P2state 5P1 P2CLKALEWRP0P2DPH数据数据写外部数据存储器或端口写外部数据存储器或端口 MOV

44、X DPTR,A MOVX DPTR,A 执行阶段执行阶段DPL第54页/共100页地址译码方式地址译码方式?端口地址?第55页/共100页MOV DPTR,#7FFFHMOV A，#96HMOVX DPTR，A第56页/共100页2.2.用三态门扩展用三态门扩展8 8位并行输入端口位并行输入端口第57页/共100页state 4P1 P2state 5P1 P2state 6P1 P2state 1P1 P2state 2P1 P2state 3P1 P2state 4P1 P2state 5P1 P2CLKALERDP0P2DPLDPH数据数据读外部数据存储器或端口读外部数据存储器或端口

45、MOVX A,DPTR MOVX A,DPTR 执行阶段执行阶段第58页/共100页MOV DPTR,#0BFFFHMOVX A,DPTR端口地址?第59页/共100页MOV DPTR,#0BFFFHMOVX A,DPTR3.3.采用锁存器扩展选通输入的采用锁存器扩展选通输入的8 8位并行口位并行口 第60页/共100页4.4.简单简单I/OI/O接口扩展应用接口扩展应用第61页/共100页4.4.不用总线信号扩展不用总线信号扩展I/OI/O端口端口端口地址多少端口地址多少?地址译码方式地址译码方式?第62页/共100页CLRCLRP3.2P3.2MOVMOVP1,#6CHP1,#6CHCLR

46、CLRP3.0P3.0SETBSETBP3.0P3.0向向U2U2对应的端口输出对应的端口输出数据数据6CH6CH的程序段的程序段:第63页/共100页 常用的并行扩展芯片有常用的并行扩展芯片有8255A8255A和和81558155.8255A8255A可以外扩三个可以外扩三个8 8位的并行输入位的并行输入/输出端口；输出端口；81558155可可以以外外扩扩256Bytes256Bytes静静态态RAMRAM、一一个个可可编编程程的的1414位位减减法法计计数数器器、两两个个8 8位位并并行行I/OI/O端端口口和和一一个个6 6位位并并行行I/OI/O端口。端口。使用专用芯片扩展使用专用

47、芯片扩展I/OI/O端口端口 第64页/共100页1.8255A 1.8255A 的的内部结内部结构构 第65页/共100页8255A8255A内部有四个端口：内部有四个端口：A A端口；端口；B B端口；端口；C C端口；端口；控制字端口。控制字端口。用于输入用于输入/输出输出用于芯片内部控制用于芯片内部控制第66页/共100页2.8255A2.8255A的引脚的引脚CSCS：选片信号；选片信号；RESETRESET：复位信号；复位信号；RDRD：读端口控制信号；读端口控制信号；WRWR：写端口控制信号；写端口控制信号；A1,A0A1,A0：地址信号。地址信号。端口0 0A口0 1B口1 0

48、C口1 1控制字寄存器A1 A0第67页/共100页所选断口操作00 001A口读A口00 010A口写A口00 101B口读B口00 110B口写B口01 001C口读C口01 010C口写C口01 110控制字寄存器写控制字寄存器1 高阻状态A1 A03.3.读写控制逻辑读写控制逻辑第68页/共100页4.8255A4.8255A与单片机的接口与单片机的接口第69页/共100页A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0端口端口端 口 地 址端 口 地 址0 00Port A0000H0 01Port B0001H0 10Port C0002H0

49、 11控制字端口控制字端口0003H8255 A 端端 口口 地地 址址A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0端口端口端 口 地 址端 口 地 址0111111111111100Port A7FC0H0111111111111101Port B7FC1H0111111111111110Port C7FC2H0111111111111111控制字端口控制字端口 7FC3H第70页/共100页8255共有三种工作方式：共有三种工作方式：工作方式工作方式 0，又称基本输入输出方式，又称基本输入输出方式工作方式工作方式 1，又称选通输入输出方式，又称选

50、通输入输出方式工作方式工作方式 2，又称双向输入输出方式，又称双向输入输出方式5.82555.8255的工作方式的工作方式第71页/共100页A口口或或B口口工工作作于于方方式式0时时可可用用于于输输入入或或输输出出，不需要使用联络信号。不需要使用联络信号。端口端口A输入：输入：MOVDPTR,#7FC0H MOV A,DPTR端口端口B输出：输出：MOVDPTR,#7FC1H MOV DPTR,A1）工作方式工作方式 0 -基本输入基本输入/输出方式输出方式第72页/共100页在在这这种种方方式式下下，A口口和和B口口仍仍作作为为数数据据的的输输入入或输出口，同时要利用或输出口，同时要利用C