STC89C52單片機(jī)存儲器擴(kuò)展

1、1會計學(xué)STC89C52單片機(jī)存儲器擴(kuò)展單片機(jī)存儲器擴(kuò)展 STC89C52單片機(jī)屬于總線型結(jié)構(gòu)，片內(nèi)各功能部件都是按總線關(guān)系設(shè)計并集成為整體的。 為減少連接線，簡化組成結(jié)構(gòu)，可把具有共性的連線歸并成一組公共連線，即總線傳送信息的公共通道（BUS）。單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展主要包括存儲器擴(kuò)展和I/O接口部件擴(kuò)展。三總線：地址總線(AB) 、數(shù)據(jù)總線(DB)、控制總線(CB).STC89C52單片機(jī)與外部設(shè)備連接有兩種方式：第8章 單片機(jī)接口技術(shù) I/O口方式（非總線方式 ） 總線方式STC89C52單片機(jī)沒有專用總線引腳，而是采用了I/O引腳兼作總線引腳的方案。I/O口方式采用片內(nèi)RAM指令訪問外設(shè) 例如

2、：MOV A,P0 總線方式采用片外RAM指令訪問外設(shè)例如：MOVX A, DPTR （片外RAM 00FFFFH）STC89C52單片機(jī)的存儲器擴(kuò)展即包括程序存儲程序存儲器擴(kuò)展器擴(kuò)展又包括數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展。AT89S51單片機(jī)采用程序存儲器空間和數(shù)據(jù)存儲器空間截然分開的哈佛結(jié)構(gòu)。擴(kuò)展后，系統(tǒng)形成了兩個并兩個并行的外部存儲器空間行的外部存儲器空間。數(shù)據(jù)總線P0口地址總線P0+P2控制總線P3口+控制引腳STC89C52為減少引腳數(shù)量，采用了復(fù)用P0口方案，即P0口兼作數(shù)據(jù)線和低8位地址線，為了將地址和數(shù)據(jù)信息區(qū)分開來，需要在P0口外部增加地址鎖存器地址鎖存器，即將地址信息的低8位鎖

3、存后輸出。使用的控制信號如下: 作為外擴(kuò)程序存儲器的讀選通控制信號。 和 為外擴(kuò)數(shù)據(jù)存儲器和I/O的讀、寫選通控制信號。ALE作為P0口發(fā)出的低8位地址鎖存控制信號。 為片內(nèi)外程序存儲器的選擇控制信號。PSENWRRDEAEAEA發(fā)器結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：內(nèi)部由8路D觸發(fā)器和8個三態(tài)緩沖器組成。原理原理：/OE端為低電平時，D端信號在 G端正脈沖作用下實現(xiàn)“接通-鎖存鎖存-隔離”功能。導(dǎo)通鎖存隔離 74LS373的引腳373373功能表功能表引腳說明： D7D0：8位數(shù)據(jù)輸入線， Q7Q0：8位數(shù)據(jù)輸出線。 G：數(shù)據(jù)輸入鎖存選通信號。當(dāng)加到該引腳的信號為高電平時，外部數(shù)據(jù)選通到內(nèi)部鎖存器，負(fù)跳變時，數(shù)據(jù)

4、鎖存到鎖存器中。 ：數(shù)據(jù)輸出允許信號，低電平有效。當(dāng)該信號為低電平時，三態(tài)門打開，鎖存器中數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)輸出線。當(dāng)該信號為高電平時，輸出線為高阻態(tài)。OE373的工作過程：1、P0口先將低8位地址信號鎖存在373中；2、373的輸出端與輸入端（P0口）隔離；3、P0口輸出8位數(shù)據(jù)信號+ P2口輸出高8位地址信號+ 373輸出低8位地址信號 同時產(chǎn)生16位地址信號+8位數(shù)據(jù)信號STC89C52單片機(jī)P0口與74LS373的連接方便。方便。 實際系統(tǒng)設(shè)計中，既需要擴(kuò)展程序存儲器，又需要擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器，如何把片外的兩個如何把片外的兩個64KB64KB地址空間分配地址空間分配給各個程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器

5、芯片，給各個程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器芯片，使一個存儲單元一個存儲單元只對應(yīng)一個地址只對應(yīng)一個地址，避免單片機(jī)發(fā)出一個地址時，同時訪問兩個單元，發(fā)生數(shù)據(jù)沖突。這就是存儲器地址空間分地址空間分配問題配問題。 STC89C52單片機(jī)發(fā)出的地址碼用于選擇某個存儲器單元，在這個過程中單片機(jī)必須進(jìn)行兩種選擇：一是一是選中該存儲器芯片，稱為選中該存儲器芯片，稱為“片選片選”，未被選中的芯片不能被訪問。二是在二是在“片選片選”的基礎(chǔ)上再根據(jù)單片機(jī)發(fā)出的基礎(chǔ)上再根據(jù)單片機(jī)發(fā)出的地址碼來對的地址碼來對“選中選中” 芯片的某一單元進(jìn)行訪問，即芯片的某一單元進(jìn)行訪問，即“單元選擇單元選擇”。為實現(xiàn)片選，存儲器芯片都有片

6、選引腳。同時也都有多條地址線引腳，以便進(jìn)行單元選擇。注意，“片選”和“單元選擇”都是單片機(jī)通過地址線一次發(fā)出的地址信號來完成選擇的。 1. 1.線選法線選法-一般只適用于外擴(kuò)少量的片外存儲器和I/O接口芯片。 線選法是指直接利用單片機(jī)系統(tǒng)的某一高位地址線作為存儲器芯片（或I/O接口芯片）的“片選”控制信號。為此，只需要把用到的高位地址線與存儲器芯片的“片選”端直接連接即可。 線選法的優(yōu)點是線選法的優(yōu)點是電路簡單電路簡單，不需要另外增加地址譯碼器硬件電路，體積小，成本低體積小，成本低。缺點是缺點是可尋址的芯可尋址的芯片數(shù)目受到限制片數(shù)目受到限制，芯片之間地址不連續(xù)芯片之間地址不連續(xù)，地址空間沒地

7、址空間沒有充分利用有充分利用。3線線-8線線譯碼器，有譯碼器，有3個數(shù)據(jù)輸入端個數(shù)據(jù)輸入端，經(jīng)經(jīng)譯碼產(chǎn)生譯碼產(chǎn)生8種狀態(tài)種狀態(tài)。138真值表真值表 當(dāng)一個選通端為G1為高電平，且另外兩個選通端 和 為低電平時，可將輸入端C、B、A的二進(jìn)制編碼在一個對應(yīng)的引腳輸出端以低電平譯出,其余引腳輸出均為高電平。此時，可將輸此時，可將輸出為低電平的引腳作為某一存儲器芯片出為低電平的引腳作為某一存儲器芯片的片選信號。的片選信號。G2AG2B 雙雙2 2線線-4-4線譯碼器線譯碼器。這兩個譯碼器完全獨立這兩個譯碼器完全獨立，分別有各自的數(shù)據(jù)輸入端、譯碼狀態(tài)輸出端以及數(shù)據(jù)輸入允許。 P2.7、P2.6、P2.5

8、（高3位地址線）分別接74LS138的C、B、A端，由于對高3位地址譯碼，這樣譯碼器有8個輸出分別接到8片6264的各各 “片選片選”端端，實現(xiàn)8選1的片選。低低13位地址位地址（P2.4P2.0，P0.7P0.0）完成對選中的6264芯片中的各個存儲單元的“單元選擇”。全地址譯碼，全地址譯碼，地址有重疊嗎？地址有重疊嗎？Y7 采用譯碼器劃分的地址空間塊都是相等的，如果將地址空間塊劃分為不等的塊，可采用可編程邏輯器件FPGA對其編程來代替譯碼器進(jìn)行非線性譯碼。用戶沒有必要再擴(kuò)展外部程序存儲器。用戶沒有必要再擴(kuò)展外部程序存儲器。PSENEAEAEAPSENWRRD P0P0口口作為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用

9、的雙向總線，用于輸入指令或輸出程序存儲器的低8位地址PCL。 P2P2口口專門用于輸出程序存儲器的高8位地址PCH。P0口分時復(fù)用，故首先要將P0口輸出的低8位地址PCL鎖存在鎖存器中，然后P0口再作為數(shù)據(jù)口。在每個機(jī)器周期中，允許地址每個機(jī)器周期中，允許地址鎖存兩次有效鎖存兩次有效，ALE在下降沿時，將P0口的低8位地址PCL鎖存在鎖存器中。不執(zhí)行不執(zhí)行MOVXMOVX類指令時類指令時 地址地址E8HF9H1001H1002H代碼代碼程序存儲器程序存儲器PSENRD 地址鎖存地址鎖存 地址鎖存地址鎖存不執(zhí)行不執(zhí)行MOVXMOVX類指令時類指令時地址地址 代碼代碼程序存儲器程序存儲器PSENR

10、D 地址鎖存地址鎖存 地址鎖存地址鎖存行的是“MOVX A,Ri”或“MOVX Ri,A”指令，則Ri的內(nèi)容為低8位地址，而P2口線上將是P2口鎖存器的內(nèi)容。ROM1003 E0地址地址代碼代碼片外片外RAM地址地址 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)6001 09 地址鎖存地址鎖存 地址鎖存地址鎖存有效有效無效無效M0VX A,DPTR信號，下一個機(jī)器周期中下一個機(jī)器周期中ALE的有效鎖存信的有效鎖存信號號也不再出現(xiàn)也不再出現(xiàn)；當(dāng)/ 有效有效時，P0口將讀/寫數(shù)據(jù)存儲器中的數(shù)據(jù)。36RDWR場某些小容量芯片價格反而比大容量芯片還貴。所以，應(yīng)盡量采用大容量芯片應(yīng)盡量采用大容量芯片。CE常用常用EPROM芯片引腳定義芯片

11、引腳定義芯片引腳功能：芯片引腳功能：A0A0A15A15：地址線引腳。地址線引腳。其數(shù)目由芯片的存儲容量其數(shù)目由芯片的存儲容量決定決定，用于進(jìn)行單元選擇。，用于進(jìn)行單元選擇。D7D7D0D0：數(shù)據(jù)線引腳。數(shù)據(jù)線引腳。 ：片選控制端。片選控制端。 ：輸出允許控制端。輸出允許控制端。 ：編程時，編程脈編程時，編程脈沖的輸入端。沖的輸入端。V VPPPP：編程時，編程電壓編程時，編程電壓（+12V+12V或或+25V+25V）輸入端。）輸入端。V VCCCC：+5V+5V，芯片的工作電，芯片的工作電壓。壓。GND GND ：數(shù)字地。：數(shù)字地。NCNC：無用端。無用端。CEOEPCM、的差別僅在26引

12、腳。2764的26腳是空腳，27128的26腳是地址線A13，在設(shè)計外擴(kuò)存儲器電路時，應(yīng)選用應(yīng)選用2712827128芯片設(shè)計電路芯片設(shè)計電路。在實際應(yīng)用時，可將可將2712827128換成換成27642764，系統(tǒng)仍能正常運行。C EO EEPROM芯片一般有讀出、未選中、編程、程序校驗、編程禁止等5種工作方式。這5種工作方式，由 、 、 信號的組合確定。PCM低功耗的維持狀態(tài)。（3 3）編程方式。）編程方式。在VPP端加上規(guī)定好的高壓高壓，和端加上合適的電平（不同芯片要求不同），能將數(shù)據(jù)寫入到指定地址單元。編程地址編程地址和編程數(shù)據(jù)編程數(shù)據(jù)分別由系統(tǒng)的A15A0和D7D0提供。OECEOE

13、CE由于外擴(kuò)的EPROM在正常使用中只讀不寫，故EPROM芯片只有讀出控制引腳 ，該引腳與STC89C52單片機(jī)的 相連。單片EPROM擴(kuò)展，可不需要考慮片選問題，27128的片選端直接接地。當(dāng)然也可接到某一高位地址線上（A15或A14）進(jìn)行線選或接某一地址譯碼器的輸出端。PSEN（2）將高位剩余的剩余的2 2條地址線條地址線P2.7P2.7，P2.6P2.6接到74LS139譯碼器的輸入端A、B，譯碼器使能端 直接接地，輸出端 分別接到4片27128的片選端。片選信號由譯譯碼器碼器產(chǎn)生產(chǎn)生。Y3G若此時P2.7=0、P2.6=0，選中IC1。地址線A15A0與P2、P0對應(yīng)關(guān)系如下：P2.7

14、P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.000STC89C52STC89C52單片機(jī)與單片機(jī)與4 4片片27128EPROM27128EPROM的接口電路的接口電路P2.7P2.6譯碼器譯碼器輸出輸出選中選中芯片芯片地址范圍地址范圍存儲存儲容量容量00Y0IC10000H3FFFH16KB01Y1IC24000H7FFFH16KB10Y2IC38000HBFFFH16KB11Y3IC4C000HFFFFH16KB二個字節(jié)，依次類推。當(dāng)PC=3FFFH時，從IC1最后一個單元取指令，然后PC=4000H，CPU向P2口

15、、P0口送出4000H地址時，則選中第二個程序存儲器IC2，IC2的地址范圍為4000H7FFFH，讀指令過程同IC1。PSEN8EH8EH）的EXTRAMEXTRAM位為0 0時，在00H00H到到FFHFFH單元（256B）,使用MOVX DPTR指令訪問的是內(nèi)部擴(kuò)展的RAM,超過0FFH的地址空間將訪問外部擴(kuò)展的RAM；而采用MOVX Ri只能訪問片內(nèi)擴(kuò)展的00H到FFH單元。端允許由單片機(jī)的讀選通信號控制），而不會發(fā)生總線沖突不會發(fā)生總線沖突。STC89C52單片機(jī)對片外RAM的讀和寫兩種操作時序的基本過程是相同的。WRRDOEPSENA,DPTR”后使 信號變有效（見處），信號使被尋

16、址的片外RAM把數(shù)據(jù)送上P0口總線（見處），當(dāng)回到高電平后（處），P0總線變?yōu)閼腋顟B(tài)。RDRD30 0307(1)讀周期開始讀周期開始(2)(4)(5)讀有效讀有效(7) (8)地址地址數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)ACC 片外片外RAM在S4狀態(tài)，寫信號有效（處），選通片外RAM，之后，P0口上的數(shù)據(jù)就寫到RAM內(nèi)了，然后寫信號變?yōu)闊o效（處）。WRWEWRWRMOV DPTR,#3004HMOV A,#45HMOVX DPTR,AROM 片外RAM指令地址 代碼 地址 數(shù)據(jù) 1004H E0H 3004H 00H片外片外RAM地址地址數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)30 04H(1)(2)(3)A45(4)(5)00DPHDPL300

17、4(6)各引腳功能：各引腳功能：A0A14：地址輸入線。D0D7：雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線。 ：片選信號輸入線。對6264芯片，當(dāng)24腳（CS）為高電平且片選信號為低電平時才選中該片。 ：讀選通信號輸入線，低電平有效。 ：寫允許信號輸入線，低電平有效。VCC 工作電源+5V。GND 地。CEOEWECERDWRP2.7P2.6譯碼器譯碼器輸出輸出選中芯選中芯片片地址范圍地址范圍存儲容存儲容量量00Y0IC10000H3FFFH16KB01Y1IC24000H7FFFH16KB10Y2IC38000HBFFFH16KB11Y3IC4C000HFFFFH16KB4片片62128芯片的地址空間分配表芯片的地址

18、空間分配表 先把尋址地址4000H送到DPTR中，當(dāng)執(zhí)行“MOVX A，DPTR”時，DPTR的低8位（00H）經(jīng)P0口輸出并鎖存，高8位（40H）經(jīng)P2口直接輸出，根據(jù)P0口、P2口狀態(tài)選中IC2的4000H單元。當(dāng)單片機(jī)讀選通信號 為低電平時，片外4000H單元的數(shù)據(jù)經(jīng)P0口送往累加器A。當(dāng)執(zhí)行指令“MOV 50H，A”寫入片內(nèi)RAM50H單元。RD 先把片內(nèi)RAM 60H單元的數(shù)據(jù)送到A中，第2條指令把尋址地址8000H送到數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR中，當(dāng)執(zhí)行“MOVX DPTR，A”時，DPTR的低8位（00H）由P0口輸出并鎖存，高8位（80H）由P2口直接輸出，根據(jù)P0口、P2口狀態(tài)選

19、中IC3（6264）的8000H單元。當(dāng)寫選通信號 有效時，A中的內(nèi)容送往片外RAM 8000H單元。WR，片選端后。當(dāng)片選端后。當(dāng)P2.6=1P2.6=1，P2.5=0P2.5=0時，選中第一時，選中第一組組IC1IC1和和IC3IC3；當(dāng)；當(dāng)P2.6=0P2.6=0，P2.5=1P2.5=1時，選中第時，選中第二組二組IC2IC2和和IC4IC4。線選法擴(kuò)展電路圖線選法擴(kuò)展電路圖高位剩余了一條地址線P2.7未接未接。設(shè)無用位P2.7=1，若此時P2.6=1、P2.5=0，選中IC1、IC3。地址線A15A0與P2、P0對應(yīng)關(guān)系如下：P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P

20、2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0110設(shè)無用位P2.7=1，若此時P2.6=0、P2.5=1，選中IC2、IC4。地址線A15A0與P2、P0對應(yīng)關(guān)系如下：P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0101因此，IC1、IC3的地址空間為的地址空間為C000HDFFFH。因此，因此，IC2、IC4的地址空間為的地址空間為A000HBFFFH。芯芯 片片地地 址址 范范 圍圍2764（1）IC1C000HDFFFH2764（2）IC2A000HBFFFH6264（1）IC3C

21、000HDFFFH6264（2）IC4A000HBFFFH從表中可以看出，第一組兩片芯片地址空間完全重疊，第二組兩片芯片地址空間也完全重疊。 、 、 三個信號只能一個有效，所以即使地址空間重疊，也不會發(fā)生數(shù)據(jù)即使地址空間重疊，也不會發(fā)生數(shù)據(jù)沖突沖突。PSENWRRD方法1：C51#include#include#include #define uint unsigned int#define uchar unsigned char uchar xdata xADDR256 _at_ 0 xc000void delay(uint z) uint i; for(i=0;iz;i+);編寫程序?qū)⑵?/p>

22、數(shù)據(jù)存儲器中C000HC0FFH單元設(shè)置為01H-FFH.并讀取這些數(shù)據(jù)送P1口顯示。void movcd(uchar lenth)uint i; for(i=0;ilenth+1;i+)xADDRi=i;void Display(uchar lenth)uint i; for(i=0;ilenth;i+) P1=xADDRi; delay(20000); void main() movcd(0 xff); while(1) Display(0 xff); KeilC51 方法2：用DPTR作為數(shù)據(jù)區(qū)地址指針，通過字節(jié)計數(shù)器控制循環(huán)。參考程序如下： MOV DPTR,#0C000H ;設(shè)置數(shù)據(jù)

23、塊指針的初值 MOV R2,#00H;設(shè)置塊長度計數(shù)器初值為256次） MOV A,#00HLOOP：MOVX DPTR,A; 寫數(shù)到片外存儲單元 INC DPTR;地址指針加1INCA DJNZ R2,LOOP;數(shù)據(jù)塊長度減1， 若不為0則跳 LOOP繼續(xù)置數(shù)HERE：SJMP HERE;執(zhí)行完畢，原地踏步方法3：用DPTR作為數(shù)據(jù)區(qū)地址指針，通過比較特征地址控制循環(huán)。參考程序如下： MOV DPTR,#0C000H ;設(shè)置數(shù)據(jù)塊指針的初值 MOV A,#00H LOOP：MOVX DPTR,A;給片外單元送數(shù) INC DPTR;數(shù)據(jù)塊地址指針加1 INC A MOV R7,DPL;數(shù)據(jù)塊末

24、地址加1送R7 CJNE R7,#0,LOOP;與末地址+1比較HERE：SJMP HERE、IC3、IC4的片選端。GY0Y3 譯碼法擴(kuò)展電路圖譯碼法擴(kuò)展電路圖 （1）擴(kuò)展接口電路如圖所示：GP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0000當(dāng)P2.7、P2.6、P2.5全為0，P2.4P2.0與P0.7P0.0這13條地址線的任意狀態(tài)都能選中IC1的某一單元。當(dāng)“”全為“0”時，則為最小地址0000H；當(dāng)“”全為“1”時，則為最大地址1FFFH。因此，IC1的地址空間為0000H1FFFH。同理，可得其他芯片的地址范圍。P2.5（B）P2.6（A）芯片芯片地址范圍地址范圍00IC10000H1FFFH01IC24000H5FFFH10IC32000H3FFFH11IC46000H7FFFHHERE：SJMPHERE ;原地跳轉(zhuǎn)，模擬一段實際要TAB：DB , ;外部程序存儲器中要傳送的64個單元的內(nèi)容KeilC51 數(shù)據(jù)是否已經(jīng)傳送完畢，未完則繼續(xù)HERE：SJMPHERE ;原地跳轉(zhuǎn)，模擬一段實際要TAB：DB , ;外部程序存儲器中要傳送的64個單元的內(nèi)容KeilC51 STC89C52單片機(jī)屬于總線