第09章總線與擴(kuò)展

1、本章介紹的主要內(nèi)容本章介紹的主要內(nèi)容 MCS51系列單片機(jī)的特點(diǎn)就是體積小，功能全，系列單片機(jī)的特點(diǎn)就是體積小，功能全，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，硬件設(shè)計(jì)靈活。對于簡單系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，硬件設(shè)計(jì)靈活。對于簡單 的應(yīng)用，最的應(yīng)用，最小系統(tǒng)即能滿足要求。小系統(tǒng)即能滿足要求。 所謂所謂最小系統(tǒng)最小系統(tǒng)是指在最少的外部電路條件下，形是指在最少的外部電路條件下，形成一個(gè)可獨(dú)立工作的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。一片成一個(gè)可獨(dú)立工作的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。一片89C51，或者一片或者一片8031外接一片外接一片 EPROM就構(gòu)成了一個(gè)單片機(jī)就構(gòu)成了一個(gè)單片機(jī)最小系統(tǒng)。最小系統(tǒng)。 在很多復(fù)雜的應(yīng)用情況下，單片機(jī)內(nèi)的在很多復(fù)雜的應(yīng)用情況下，單片

2、機(jī)內(nèi)的RAM ，ROM 和和 I/O接口數(shù)量有限，不夠使用，這種情況下就接口數(shù)量有限，不夠使用，這種情況下就需要進(jìn)行擴(kuò)展。因此需要進(jìn)行擴(kuò)展。因此單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò) 展主要是指外接展主要是指外接數(shù)據(jù)存貯器、程序存貯器或數(shù)據(jù)存貯器、程序存貯器或I/O接口等，以滿足應(yīng)用系接口等，以滿足應(yīng)用系統(tǒng)的需要。統(tǒng)的需要。 單片機(jī)是通過地址總線，數(shù)據(jù)總線和控制總線與外單片機(jī)是通過地址總線，數(shù)據(jù)總線和控制總線與外部交換信息的。部交換信息的。MCS-51單片機(jī)的總線接口信號見圖單片機(jī)的總線接口信號見圖 由圖可見：由圖可見： 1）由于由于Po分時(shí)傳送地址分時(shí)傳送地址/數(shù)據(jù)信息，在接口電路數(shù)據(jù)信息，在接口電路

3、中，通常配置地址鎖存器，有中，通常配置地址鎖存器，有ALE信號鎖存低信號鎖存低8位位地址地址AoA7，以分離地址和數(shù)據(jù)信息。以分離地址和數(shù)據(jù)信息。 2）P2口傳送高口傳送高8位地址位地址A8A15。 3 ) PSEN為程序存儲(chǔ)器的控制信號，是在取指令為程序存儲(chǔ)器的控制信號，是在取指令 碼時(shí)或執(zhí)行碼時(shí)或執(zhí)行MOVC指令時(shí)變?yōu)橛行?。指令時(shí)變?yōu)橛行А?RD、WR為為 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和I/O口的讀、寫控制口的讀、寫控制 信號。是執(zhí)行信號。是執(zhí)行MOVX指令時(shí)變?yōu)橛行?。指令時(shí)變?yōu)橛行?。系統(tǒng)的擴(kuò)展的連線原則系統(tǒng)的擴(kuò)展的連線原則 系統(tǒng)的擴(kuò)展歸結(jié)為三總線的連接，連接的方法很系統(tǒng)的擴(kuò)展歸結(jié)為三總線的連接

4、，連接的方法很簡單，連線時(shí)應(yīng)遵守下列原則：簡單，連線時(shí)應(yīng)遵守下列原則：1。連接的雙方連接的雙方 數(shù)據(jù)線連數(shù)據(jù)線，地址線連地址線，數(shù)據(jù)線連數(shù)據(jù)線，地址線連地址線， 控制線連控制線。要特別注意的是：控制線連控制線。要特別注意的是： 程序存儲(chǔ)器接程序存儲(chǔ)器接PSEN; 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器接RD和和WR2。 控制線相同的地址線不能相同，控制線相同的地址線不能相同， 地址線相同的控制線不能相同。地址線相同的控制線不能相同。3。 片選信號有效的芯片才選中工作，當(dāng)一類芯片僅一片選信號有效的芯片才選中工作，當(dāng)一類芯片僅一片時(shí)片選端可接地，當(dāng)同類芯片多片時(shí)片選端可通過片時(shí)片選端可接地，當(dāng)同類芯片多片時(shí)片選端

5、可通過線譯碼、部分譯碼、全譯碼接地址線（通常是高位地線譯碼、部分譯碼、全譯碼接地址線（通常是高位地址線）址線） ，在單片機(jī)中多采用線選法。，在單片機(jī)中多采用線選法。9.1.2 系統(tǒng)擴(kuò)展的方法系統(tǒng)擴(kuò)展的方法 通常和計(jì)算機(jī)接口的專用芯片也具備三總線通常和計(jì)算機(jī)接口的專用芯片也具備三總線引腳，即數(shù)據(jù)線、地址線和讀、寫控制線，此外引腳，即數(shù)據(jù)線、地址線和讀、寫控制線，此外還有片選線。其中地址線的根數(shù)因芯片不同而不還有片選線。其中地址線的根數(shù)因芯片不同而不同，取決于片內(nèi)存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)或同，取決于片內(nèi)存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)或I/O接口內(nèi)寄接口內(nèi)寄存器（又稱為端口）的個(gè)數(shù)，存器（又稱為端口）的個(gè)數(shù)，N根地址線和單元

6、根地址線和單元的個(gè)數(shù)的關(guān)系是：單元的個(gè)數(shù)的個(gè)數(shù)的關(guān)系是：單元的個(gè)數(shù) 。CPU、MCU和這些芯片的連接的方法是對應(yīng)的線相連。和這些芯片的連接的方法是對應(yīng)的線相連。規(guī)律如下：規(guī)律如下：數(shù)據(jù)線的連接：數(shù)據(jù)線的連接：外接芯片的數(shù)據(jù)線外接芯片的數(shù)據(jù)線D0-D7接圖接圖 9-1單片機(jī)的數(shù)據(jù)線的單片機(jī)的數(shù)據(jù)線的D0-D7，對于并行接口，對于并行接口，數(shù)據(jù)線通常為數(shù)據(jù)線通常為8位、各位對應(yīng)連接就可以了。位、各位對應(yīng)連接就可以了。NN2控制線的連接控制線的連接 外接外接程序存儲(chǔ)器：程序存儲(chǔ)器： 由于程序存儲(chǔ)器只讀，通常使用狀態(tài)是讀操作，因由于程序存儲(chǔ)器只讀，通常使用狀態(tài)是讀操作，因此只需連此只需連OE引腳。由于

7、引腳。由于PSEN 為程序存儲(chǔ)器的選通控為程序存儲(chǔ)器的選通控制信號，因此單片機(jī)的制信號，因此單片機(jī)的 PSEN 連接連接ROM的輸出允許的輸出允許端端OE； 外接外接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和I/O口口： 由于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可讀可寫，而由于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可讀可寫，而RD（P3.7）和）和WR (P3.6)為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）和）和I/O口的讀寫控制信號，口的讀寫控制信號，因此單片機(jī)的因此單片機(jī)的RD應(yīng)連接擴(kuò)展芯片的應(yīng)連接擴(kuò)展芯片的OE (輸出允許輸出允許)或或RD端，單片機(jī)的端，單片機(jī)的WR應(yīng)連接擴(kuò)展芯片的應(yīng)連接擴(kuò)展芯片的WR或或WE端。端。地址線的連接地址線的連接 如前面所述，和計(jì)算機(jī)

8、接口的專用芯片會(huì)如前面所述，和計(jì)算機(jī)接口的專用芯片會(huì)有有N根地址線引腳，用于選擇片內(nèi)的存儲(chǔ)單元根地址線引腳，用于選擇片內(nèi)的存儲(chǔ)單元或端口，稱為或端口，稱為字選或片內(nèi)選擇字選或片內(nèi)選擇；為區(qū)別同類型；為區(qū)別同類型的不同芯片，外圍芯片通常都有一個(gè)的不同芯片，外圍芯片通常都有一個(gè)片選片選引腳，引腳，僅當(dāng)該引腳為有效電平（通常為低電平）該片僅當(dāng)該引腳為有效電平（通常為低電平）該片才被選中。才被選中。 一個(gè)芯片的某個(gè)單元或某個(gè)端口的地址由一個(gè)芯片的某個(gè)單元或某個(gè)端口的地址由片選的地址和片內(nèi)字選擇地址共同組成，因此片選的地址和片內(nèi)字選擇地址共同組成，因此字選和片選引腳均應(yīng)接到單片機(jī)的地址線上。字選和片選引

9、腳均應(yīng)接到單片機(jī)的地址線上。連線的方法是連線的方法是： 字選：外圍芯片的字選（片內(nèi)選擇）地址線引字選：外圍芯片的字選（片內(nèi)選擇）地址線引腳直接接單片機(jī)的從腳直接接單片機(jī)的從A0開始的低位地址線開始的低位地址線 片選：片選引腳的連接方法三種：片選：片選引腳的連接方法三種：1）片選引腳接單片機(jī)用于片內(nèi)尋址剩下）片選引腳接單片機(jī)用于片內(nèi)尋址剩下的高位地址線某根；此法稱為線選法，的高位地址線某根；此法稱為線選法，或稱線譯碼。用于外圍芯片不多的情況，或稱線譯碼。用于外圍芯片不多的情況，是最簡單，最低廉的方法。見左圖是最簡單，最低廉的方法。見左圖2）片選引腳接對高位地址線進(jìn)行譯碼后的輸出。）片選引腳接對高

10、位地址線進(jìn)行譯碼后的輸出。 譯碼可采用部分譯碼或全譯碼法，譯碼可采用部分譯碼或全譯碼法，所謂部分譯碼就是用片內(nèi)尋址剩下的所謂部分譯碼就是用片內(nèi)尋址剩下的高位地址線中的幾根進(jìn)行譯碼，高位地址線中的幾根進(jìn)行譯碼，所謂全譯碼就是用片內(nèi)尋址剩下的所所謂全譯碼就是用片內(nèi)尋址剩下的所有的高位地址線進(jìn)行譯碼。有的高位地址線進(jìn)行譯碼。該法的缺點(diǎn)是要增加地址譯碼器。該法的缺點(diǎn)是要增加地址譯碼器。全譯碼法的優(yōu)點(diǎn)是地址唯一。見左圖全譯碼法的優(yōu)點(diǎn)是地址唯一。見左圖3）片選端可直接接地。）片選端可直接接地。 當(dāng)接入單片機(jī)的某類芯片僅當(dāng)接入單片機(jī)的某類芯片僅一片時(shí)，片選端可直接接地使它始一片時(shí)，片選端可直接接地使它始終處

11、于選中狀態(tài)。此法可用于最小終處于選中狀態(tài)。此法可用于最小系統(tǒng)。見圖系統(tǒng)。見圖9-2(c) 系統(tǒng)擴(kuò)展中的原則是系統(tǒng)擴(kuò)展中的原則是，使用相同控制信號的芯片之，使用相同控制信號的芯片之間，不能有相同的地址，使用相同地址的芯片之間，控間，不能有相同的地址，使用相同地址的芯片之間，控制信號不能相同的。制信號不能相同的。 9.1.3 地址譯碼器地址譯碼器1使用邏輯門譯碼使用邏輯門譯碼 設(shè)某一芯片的字選地址線為設(shè)某一芯片的字選地址線為A0-A11(4KB容容量量)，使用邏輯門作地址譯碼，使用邏輯門作地址譯碼,其輸出接芯片片其輸出接芯片片選選CE，電路見圖，電路見圖9-3，字選地址線直接接，字選地址線直接接C

12、PU的地址線的地址線A0-A11。下圖。下圖 (a)是用混合邏是用混合邏輯表示輸入和輸出的邏輯關(guān)系，小圈表示低輯表示輸入和輸出的邏輯關(guān)系，小圈表示低電平有效，電平有效， 該邏輯關(guān)系需用兩個(gè)非門和一個(gè)該邏輯關(guān)系需用兩個(gè)非門和一個(gè)與非門實(shí)現(xiàn)，如圖與非門實(shí)現(xiàn)，如圖 (b)所示，這是用正邏輯表所示，這是用正邏輯表示的電路。計(jì)算機(jī)電路中通常用簡潔、直觀示的電路。計(jì)算機(jī)電路中通常用簡潔、直觀的混合邏輯表示輸入和輸出的邏輯關(guān)系。的混合邏輯表示輸入和輸出的邏輯關(guān)系。等效等效 該芯片的地址排列如下：該芯片的地址排列如下： 片片 選選 字字 選選 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7

13、A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 地址范圍：地址范圍：6000H-6FFFH例例1 計(jì)算下列全譯碼電路中存儲(chǔ)器的地址范圍：計(jì)算下列全譯碼電路中存儲(chǔ)器的地址范圍：例例2 計(jì)算下列線譯碼電路中存儲(chǔ)器的地址范圍：計(jì)算下列線譯碼電路中存儲(chǔ)器的地址范圍：當(dāng)當(dāng)P2.4=1時(shí)，時(shí)，CE2=0當(dāng)當(dāng)P2.4=0 時(shí)，時(shí)，CE1=0字選地址依然為字選地址依然為A11A0,地址排列如下：地址排列如下：2利用譯碼器芯片進(jìn)行地址譯碼利用譯碼器芯片進(jìn)行地址譯碼 常用的譯碼芯片有常用的譯碼

14、芯片有 74LS139（雙（雙2-4譯碼器），譯碼器）， 74LS138（3-8譯碼器）和譯碼器）和 74LS154（4-16譯碼器）等。譯碼器）等。下面僅介紹下面僅介紹74LS138譯碼器。譯碼器。 74LS138是是3-8譯碼器，它有譯碼器，它有3個(gè)輸入端、個(gè)輸入端、3個(gè)控制端及個(gè)控制端及8個(gè)輸出端，引線及功能如圖個(gè)輸出端，引線及功能如圖9-5所示。所示。74LS138譯碼器只譯碼器只有當(dāng)控制端有當(dāng)控制端G1、為、為100時(shí)，才會(huì)在輸出的某一端時(shí)，才會(huì)在輸出的某一端(由輸由輸入端入端C、B、A的狀態(tài)決定的狀態(tài)決定)輸出低電平信號，其余的輸出輸出低電平信號，其余的輸出端仍為高電平。端仍為高電

15、平。例例3 用用8K8的存儲(chǔ)器芯片組成容量為的存儲(chǔ)器芯片組成容量為64K8的存儲(chǔ)的存儲(chǔ)器試問：器試問：共需幾個(gè)芯片？共需多少根地址線尋址？其中幾根作字共需幾個(gè)芯片？共需多少根地址線尋址？其中幾根作字選線？幾根作片選線？選線？幾根作片選線？若用若用74LS138作地址譯碼，試畫出譯碼電路，并標(biāo)出其作地址譯碼，試畫出譯碼電路，并標(biāo)出其輸出線的選址范圍。輸出線的選址范圍。若改用線選法能夠組成多大容量的存儲(chǔ)器？試寫出各線若改用線選法能夠組成多大容量的存儲(chǔ)器？試寫出各線選線的選址范圍。選線的選址范圍。解解 （64K8）（8K8）=8, 即共需要即共需要8片片8K8的的存儲(chǔ)器芯片。存儲(chǔ)器芯片。 64K=6

16、5536= ，所以組成，所以組成64K的存儲(chǔ)器共需要的存儲(chǔ)器共需要16根地址線尋址。根地址線尋址。 8K=8192= 即即13根作字選線，選擇存儲(chǔ)器芯片片根作字選線，選擇存儲(chǔ)器芯片片內(nèi)的單元。內(nèi)的單元。 16-13=3 即即3根作片選線，選擇根作片選線，選擇8片存儲(chǔ)器芯片。片存儲(chǔ)器芯片。216213解解 8K8芯片有芯片有13根地址根地址線線A12A0為字選，余下為字選，余下的高位地址線是的高位地址線是A15A13，所以譯碼電路對所以譯碼電路對A15A13進(jìn)行譯碼，譯碼電路及譯進(jìn)行譯碼，譯碼電路及譯碼輸出線的選址范圍如圖碼輸出線的選址范圍如圖9-6所示所示. C B A A15 A14 A13

17、 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000HY0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1FFFH 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2000HY1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3FFFH 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 E000H Y7 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 FFFFH 解解 改用線選法改用線選法A15A13 3根

18、地址線各選一片根地址線各選一片8K8的存儲(chǔ)器芯片，只能接的存儲(chǔ)器芯片，只能接3個(gè)芯片，故僅個(gè)芯片，故僅能組成容量為能組成容量為24K8的存儲(chǔ)器，的存儲(chǔ)器，A15 A14 3所選芯片的地址范圍分別為：和所選芯片的地址范圍分別為：和A15 6000H7FFFH、A14 A000HBFFFH和和A13 C000HDFFFH。程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路的安排應(yīng)滿足單片機(jī)從外存取程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路的安排應(yīng)滿足單片機(jī)從外存取指令的時(shí)序要求。從時(shí)序圖中分析指令的時(shí)序要求。從時(shí)序圖中分析ALE、PSEN、Po和和P2怎樣配合使程序存儲(chǔ)器完成取指操作，從而得出擴(kuò)展怎樣配合使程序存儲(chǔ)器完成取指操作，從而得出擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器

19、的方法。程序存儲(chǔ)器的方法。程序存儲(chǔ)程序存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)。器讀取數(shù)據(jù)。一個(gè)機(jī)器周期 根據(jù)以上取指時(shí)序的要求，根據(jù)以上取指時(shí)序的要求，8XX51單片單片機(jī)擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器機(jī)擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器2732的電路圖見圖的電路圖見圖圖中，圖中，74LS373為為8D鎖存器，其主要特點(diǎn)鎖存器，其主要特點(diǎn)在于：控制端為高電平時(shí)，輸出在于：控制端為高電平時(shí)，輸出QoQ7復(fù)現(xiàn)輸復(fù)現(xiàn)輸入入DoD7的狀態(tài)；的狀態(tài)；G為下跳沿時(shí)為下跳沿時(shí)DoD7的狀態(tài)的狀態(tài)被鎖存在被鎖存在QoQ7上。當(dāng)把上。當(dāng)把ALE與與G相連后，相連后，ALE的下跳沿正好把的下跳沿正好把Po端口上此時(shí)出現(xiàn)的端口上此時(shí)出現(xiàn)的PC寄存器指示的低寄存器指示的低8位

20、指令地址位指令地址AoA7鎖存在鎖存在74LS373的的QoQ7上，上，PC的高的高4位地址位地址A8A11則直接由則直接由P2.0P2.3提供。提供。 由于只擴(kuò)展了一片由于只擴(kuò)展了一片2732EPROM，因此因此2732的片選端的片選端接地。接地。 PSEN與與2732的輸出允許型號的輸出允許型號OE相連，相連，PSEN 的上升沿使的上升沿使OE有效，打開有效，打開2732中由中由A0A11指定的指定的地址單元，該單元中的指令碼從地址單元，該單元中的指令碼從2732的的O0O7輸出，輸出，被正好處于讀入狀態(tài)的被正好處于讀入狀態(tài)的Po端口輸入到單片機(jī)內(nèi)端口輸入到單片機(jī)內(nèi), 經(jīng)譯經(jīng)譯碼執(zhí)行。這就

21、是從外存指定地址單元中取出碼執(zhí)行。這就是從外存指定地址單元中取出 1 字節(jié)字節(jié)指令并加以執(zhí)行的整個(gè)過程。指令并加以執(zhí)行的整個(gè)過程。單片機(jī)擴(kuò)展單片機(jī)擴(kuò)展2761，2764，27128等等EPROM的的方法與圖方法與圖9-3相同，差別僅在于不同的芯片的存儲(chǔ)相同，差別僅在于不同的芯片的存儲(chǔ)容量的大小不同，因而使用高容量的大小不同，因而使用高8位地址的位地址的P2端口線端口線的根數(shù)不同。的根數(shù)不同。擴(kuò)展擴(kuò)展2716 （2KB）需使用需使用A8A10 三條高位地址線三條高位地址線擴(kuò)展擴(kuò)展2764（8KB）需要）需要A8A12 五條高位地址線。五條高位地址線。擴(kuò)展擴(kuò)展27128（16KB)時(shí)時(shí) 需要需要A

22、8A13六條高位地址線。六條高位地址線。這是因?yàn)檫@是因?yàn)?存儲(chǔ)器其容量存儲(chǔ)器其容量=2N N為地址線的根數(shù)為地址線的根數(shù)注意：注意：2764和和27128的的PGM引腳應(yīng)接引腳應(yīng)接Vcc。型型 號號引引 腳腳 數(shù)數(shù)容量容量/字節(jié)字節(jié)引腳兼容的存儲(chǔ)器引腳兼容的存儲(chǔ)器28162817286428C25628F51228F01028F02028F040 24 28 28 32 32 32 32 32 2KB 2KB 8KB 32KB 64KB 128KB 256KB 512KB 2716，6116 2764，6264 27C256 27C512 27C010 27C020 27C040 EEPROM

23、的使用非常簡單方便。不用紫外線的使用非常簡單方便。不用紫外線擦除，在單一的擦除，在單一的+5V電壓下寫入的新數(shù)據(jù)即覆蓋了電壓下寫入的新數(shù)據(jù)即覆蓋了舊數(shù)據(jù)。下面以舊數(shù)據(jù)。下面以2864為例說明為例說明EEPROM和單片機(jī)和單片機(jī)的連接方法。的連接方法。 2864為為8KB EEPROM維持維持電流為電流為60mA，典型讀出時(shí)間為典型讀出時(shí)間為200350ns，字節(jié)編程寫入時(shí)間字節(jié)編程寫入時(shí)間為為1020s，芯片內(nèi)有電壓提升芯片內(nèi)有電壓提升電路，編程時(shí)不必增高壓，單電路，編程時(shí)不必增高壓，單一一+5V供電。引腳和供電。引腳和6264，2764兼容，引腳配置見圖兼容，引腳配置見圖9-4。圖圖 9-4

24、9.2.3 FLASH 存貯器（閃速存儲(chǔ)器）存貯器（閃速存儲(chǔ)器） FLASH存貯器又稱閃速存貯器或存貯器又稱閃速存貯器或PEROM(Programmable Erasable ROM)，它是在，它是在EPROM工藝的基礎(chǔ)上增添了芯片整體電擦除和可再編工藝的基礎(chǔ)上增添了芯片整體電擦除和可再編程功能，使其成為性價(jià)比高可靠性高、快擦寫、非易失程功能，使其成為性價(jià)比高可靠性高、快擦寫、非易失的的EEPROM存貯器（后面簡稱存貯器（后面簡稱Flash）。很多）。很多Flash內(nèi)內(nèi)部集成有部集成有DC/DC變換器，使讀、擦除、編程使用單一變換器，使讀、擦除、編程使用單一電壓（根據(jù)不同型號，有的是單一電壓（

25、根據(jù)不同型號，有的是單一5V，也有的是單，也有的是單一一3V低壓），從而使在系統(tǒng)編程（低壓），從而使在系統(tǒng)編程（ISP）成為可能，）成為可能，目前很多單片機(jī)內(nèi)均采用目前很多單片機(jī)內(nèi)均采用FLASH作為程序存儲(chǔ)器。作為程序存儲(chǔ)器。 FLASH的擴(kuò)展方法和的擴(kuò)展方法和EEPROM一樣，下面一樣，下面 以單片機(jī)以單片機(jī)8XX51與與FLASH AT29C256的連接說明。的連接說明。 引腳引腳 功能功能 A0-A14 地址線地址線 CE 片選片選 OE 輸出允許輸出允許 WE 寫允許寫允許 I/O0-I/O7 數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入/輸出輸出AT29C256容量為容量為32K8位，引腳功能如下：位，引腳功

26、能如下：單片機(jī)單片機(jī)8XX51與與FLASH AT29C256的連接電路的連接電路P2.4P2.0P0.7.P0.1P0.0ALE8XX51OEA8D7.D1D0GQ7.Q1Q074LS373D7D1D0OEA7A1A0VccGND6264RAM+5V圖 9.8 8XX51擴(kuò)展6264外部數(shù)據(jù)RAMRDWRCE1WE.A12CE2.9.5 I/O接口的擴(kuò)展 MCS-51單片機(jī)共有單片機(jī)共有4個(gè)個(gè)8位并行位并行I/O口口, 在外部在外部擴(kuò)展時(shí)擴(kuò)展時(shí), P0和和P2口做為總線使用口做為總線使用, 因而提供給用戶的因而提供給用戶的 I /O口就只有口就只有P1或或P3口的部分口線所接的外設(shè)較多口的部

27、分口線所接的外設(shè)較多時(shí)時(shí), 就必須擴(kuò)展就必須擴(kuò)展I/O接口。接口。 MCS-51單片機(jī)擴(kuò)展的單片機(jī)擴(kuò)展的I/O口和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器口和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址、統(tǒng)一編址、 采用相同的控制信號、采用相同的控制信號、 相同的尋址方式相同的尋址方式和相同的指令。和相同的指令。 擴(kuò)展擴(kuò)展I/O所用的芯片有通用可編程芯片所用的芯片有通用可編程芯片 ( 如如8251, 8155, 8255等等)和和TTL, CMOS鎖存器鎖存器,緩沖器緩沖器(如如273, 377, 244, 245等等),用戶可根據(jù)系統(tǒng)對輸入輸出的要求用戶可根據(jù)系統(tǒng)對輸入輸出的要求適當(dāng)選擇芯片。適當(dāng)選擇芯片。圖圖9-24為為8XX51 擴(kuò)展

28、一個(gè)輸入接口擴(kuò)展一個(gè)輸入接口244 和一個(gè)輸和一個(gè)輸出接口出接口273 的電路的電路. 244的選通信號由的選通信號由RD和和P2.0相或產(chǎn)生相或產(chǎn)生,當(dāng)執(zhí)行讀該當(dāng)執(zhí)行讀該片的指令時(shí)片的指令時(shí), RD和和P2.0有效有效, 打開打開244控制門控制門, 從而把數(shù)從而把數(shù)據(jù)通過據(jù)通過244讀入讀入8XX51。 273的選通信號由的選通信號由WR和和P2.0相或產(chǎn)生，通過執(zhí)行相或產(chǎn)生，通過執(zhí)行對該片的寫指令，對該片的寫指令，WR和和P2.0有效有效,使使8XX51的數(shù)據(jù)往的數(shù)據(jù)往273輸出。輸出。 8XX51內(nèi)部有內(nèi)部有ROM/EPROM, 不用擴(kuò)展外部程序不用擴(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器, 所以所以

29、P0口作為雙向數(shù)據(jù)線連在的數(shù)據(jù)端?？谧鳛殡p向數(shù)據(jù)線連在的數(shù)據(jù)端。 273、244有相同的地址有相同的地址FEFFH(實(shí)際上只要保證實(shí)際上只要保證P2.0=0,其他地址位無關(guān)緊要）其他地址位無關(guān)緊要）, 然而由于使用不同的然而由于使用不同的控制信號控制信號RD或或WR ,它們地址相同卻不會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)傳它們地址相同卻不會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)傳送沖突。送沖突。 例如將例如將244的輸入數(shù)據(jù)從的輸入數(shù)據(jù)從273輸出只需使用如輸出只需使用如下指令下指令:MOV DPTR, #0FEFFH ;DPTR指向擴(kuò)展指向擴(kuò)展 I/O地址地址MOVX A, DPTR ;從從244讀入數(shù)據(jù)讀入數(shù)據(jù)MOVX DPTR，A ;向向27

30、3輸出數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)9.5 可編程并行接口芯片的擴(kuò)展可編程并行接口芯片的擴(kuò)展 可編程并行接口芯片是專為和計(jì)算機(jī)接口而可編程并行接口芯片是專為和計(jì)算機(jī)接口而制作的，它有和計(jì)算機(jī)接口的三總線引腳，和制作的，它有和計(jì)算機(jī)接口的三總線引腳，和CPU或或MCU連接非常方便。按照連接非常方便。按照6.1.2提供的方提供的方式連接即可。式連接即可。 擴(kuò)展擴(kuò)展8255 可編程并行接口芯片可編程并行接口芯片8255是個(gè)可編程并行接口芯片，其引腳下圖。是個(gè)可編程并行接口芯片，其引腳下圖。 8255為可編程并行接口芯片為可編程并行接口芯片,它有它有3個(gè)個(gè)8位數(shù)據(jù)口位數(shù)據(jù)口:A口口,B口口,C口口(其中其中C口可作為兩

31、個(gè)四位口口可作為兩個(gè)四位口),通過通過PA PB PC引腳和外設(shè)相連，還有引腳和外設(shè)相連，還有一個(gè)控制口，這些口地址由一個(gè)控制口，這些口地址由A1,A0決定。決定。A1 A0 0 0 A口口 0 1 B口口 0 C口口11 1 控制口控制口RD WR 讀讀 寫控制寫控制CS 片選端片選端 8255有三種工作方式有三種工作方式:方式方式0 (基本方式基本方式),無需查詢狀態(tài)，就可進(jìn)行輸入或輸出。無需查詢狀態(tài)，就可進(jìn)行輸入或輸出。 方式方式1 (選通方式）選通方式） ，此時(shí)，此時(shí)C口高四位為口高四位為A口的聯(lián)絡(luò)線口的聯(lián)絡(luò)線,低四低四 位為位為B口聯(lián)絡(luò)線口聯(lián)絡(luò)線 , 需要查詢或中斷后才能輸入或輸出。

32、需要查詢或中斷后才能輸入或輸出。方式方式2 (雙向方式雙向方式,僅僅A口有口有)。工作方式通過方式控制字選擇。工作方式通過方式控制字選擇。 8255的方式控制字格式為的方式控制字格式為: 8255的置位、復(fù)位控制字格式為的置位、復(fù)位控制字格式為:D7D6D5D4D3D2D1D00標(biāo)志標(biāo)志不用不用C口置位口置位/復(fù)位的復(fù)位的位選擇位選擇置位置位/復(fù)位復(fù)位注意：在寫注意：在寫C口置位口置位/復(fù)位控制字之前必須先寫工作方式復(fù)位控制字之前必須先寫工作方式控制字?？刂谱?。 使使PC3位輸出位輸出“1”控制字為控制字為00000111B(7FH), 使使PC3位輸出位輸出“0”控制字為控制字為000001

33、10B(76H),P0P2.0P2.1WRRDRESETD0 D7A0A1WRRDRESETCSPAPB8255 8XX51P2.7+ +5 5V VK K1 1K K 88 例例1 下圖下圖 是一個(gè)用是一個(gè)用8XX51擴(kuò)展擴(kuò)展1片片8255的電路，的電路，8255的的PA口接輸出設(shè)備（八個(gè)發(fā)光二極管）、口接輸出設(shè)備（八個(gè)發(fā)光二極管）、PB口接輸入設(shè)備口接輸入設(shè)備（八個(gè)開關(guān)）（八個(gè)開關(guān)）PC口不用，均采用方式口不用，均采用方式0，將，將8255AB口輸口輸入的開關(guān)置的數(shù)據(jù)從入的開關(guān)置的數(shù)據(jù)從A口輸出，要求開關(guān)合上的對應(yīng)口輸出，要求開關(guān)合上的對應(yīng)LED亮。編出程序段。亮。編出程序段。分析：由圖可

34、知，分析：由圖可知，P2.7=0方方選中該選中該8255，A1 A0(P2.1 P2.0)為為00 01對應(yīng)對應(yīng)PA口和口和PB口、為口、為11時(shí)對應(yīng)控制口。其時(shí)對應(yīng)控制口。其余地址寫余地址寫1，A口、口、B口、控口、控制口地址分別為制口地址分別為7CFFH、 7DFFH、7FFFH。設(shè)定設(shè)定PA口口方式方式0輸出輸出, B口方式口方式0輸入，控制輸入，控制字字10000010B82H編程如下：編程如下： MOV DPTR, #7FFFH ;DPTR指向控制口 MOV A, #82H MOVX DPTR, A ; 控制字寫入控制口 MOV DPTR, #7DFFH ;DPTR指向PB口 MOVX A, DPTR ;從PB口輸入數(shù)據(jù)CPL A ;開關(guān)合上的對應(yīng)LED亮DEC DPL ;DPTR指向PA口 MOVX DPTR, A ;從PA口輸出 SJMP