第7章 MCS-51單片機(jī) 擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)

第1章單片機(jī)概述第2章MCS-51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)第3章MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)第4章MCS-51的中斷系統(tǒng)第5章MCS-51的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器第6章MCS-51的串行口第7章MCS-51擴(kuò)展存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)第8章MCS-51的I/O接口擴(kuò)展第9章MCS-51與鍵盤、顯示器的接口設(shè)計(jì)第10章MCS-51與D/A、A/D的接口第7章MCS-51單片機(jī)擴(kuò)展存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)本章內(nèi)容和講課思路7.1概述7.2系統(tǒng)總線及總線構(gòu)造7.3讀寫控制、地址空間分配和外部地址鎖存器7.4程序存儲(chǔ)器EPROM的擴(kuò)展7.5靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展7.6EPROM和RAM的綜合擴(kuò)展7.7E2PROM的擴(kuò)展1、MCS-51的系統(tǒng)擴(kuò)展結(jié)構(gòu)圖7.1概述系統(tǒng)擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展（第7章）I/O接口部件的擴(kuò)展（第8章）通過系統(tǒng)總線擴(kuò)展系統(tǒng)總線任務(wù)2、構(gòu)造系統(tǒng)總線圖MCS-51擴(kuò)展的三總線理解：

P0口是A7~A0和D7~D0的復(fù)用線，用地址鎖存器實(shí)現(xiàn)復(fù)用，地址鎖存器一般采用74LS373P0口送出的低8位有效地址信號(hào)是在ALE（地址鎖存允許）信號(hào)變高的同時(shí)出現(xiàn)，在ALE由高變低時(shí)，將A0～A7鎖存到74LS373中。①地址總線的構(gòu)造P0+P2=A0~A15(A8~A15)不固定，需要用幾根就從P2口引出幾條口線②控制總線的構(gòu)造。ALE－－－－－－－－低8位地址的鎖存控制信號(hào)。擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)內(nèi)外ROM的選擇。擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和I/O口的讀選通、寫選通信號(hào)。7.2讀寫控制、地址空間分配和外部地址鎖存器7.2.1讀寫控制RAM芯片/I/O接口芯片EPROM芯片MCS-51MCS-517.2.2★地址空間分配概念：選中某一單元必：“片選”＋“單元選擇”地址作片選信號(hào)高位常用的地址分配的方法有2種：線選法和譯碼法。1.線選法

直接利用系統(tǒng)的高位地址線作為存儲(chǔ)器芯片（或I/O接口芯片）的片選信號(hào)。例：某一系統(tǒng)，需要外擴(kuò)8KB的EPROM（2片2732），4KB的RAM（2片6116），這些芯片與MCS-51單片機(jī)地址分配有關(guān)的地址線連線，電路如下圖。優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：解：高位地址線P2.4～P2.7直接和各芯片片選信號(hào)CE*相連分析地址：

A15A14A13A12A11～A0

2732(1):0111 7000H～7FFFH2732(2):1011 B000H～BFFFH6116(1):11101 E800H～EFFFH

6116(2):11011D800H～DFFFH

地址不連續(xù)電路簡單，不需要地址譯碼器硬件，體積小，成本低?？蓪ぶ返钠骷?shù)目有限，地址不連續(xù)。線選法優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：2.譯碼法

MCS-51的高位地址通過譯碼器的譯碼輸出作為擴(kuò)展芯片的片選信號(hào)最常用的譯碼器芯片：3-8譯碼器：74LS138雙2-4譯碼器：74LS1394-16譯碼器：74LS154全譯碼：部分譯碼：譯碼全部高位地址線都參加譯碼；部分高位地址線參加譯碼，

存在部分地址空間相重疊的情況。(1)74LS138（3～8譯碼器）

時(shí)，譯碼器才工作，見真值表輸入：CBA輸出：工作時(shí)，只有一個(gè)輸出為0，其它皆1

74LS138譯碼器真值表

輸入輸出

CBA

(2)74LS139（雙2-4譯碼器）(3)例子：

要擴(kuò)展8片8KB的RAM6264(8K×8)，如何通過譯碼器把64KB空間分配給各個(gè)芯片？解：6264：8K=2133根地址線留下8片3－8譯碼分析地址？全譯碼方式，地址無重疊，64KB空間：0000H～FFFFH地址連續(xù)如何用74LS138把64K空間劃分為每塊4KB？引出問題1：解：64KB=4KB×8塊×2部分4K=21212根＋譯碼3根，P2.7未參加譯碼P2.7=0/1決定選擇64KB的前32KB或后32KB

74LS138G1前32KB8塊4KB后32KB8塊4KB分析地址？如何用74LS138把64K空間劃分為每塊2KB？引出問題2：對(duì)本例：改變P2.7和G1的連接邏輯，即可改變前后32KB空間。解：64KB=2KB×8塊×4部分4K=21111根＋譯碼3根，P2.7,P2.6未參加譯碼P2.7—G1,P2.6—G2A*,改變P2.7,P2.6和G1,G2A*的連接邏輯，即可改變選中的4個(gè)16KB空間的哪一個(gè)了。小結(jié)：若64KB全是用32塊2K芯片組成，則同問題2，需4個(gè)74LS138若64KB全是用16塊4K芯片組成，則同問題1，需2個(gè)74LS138注意：譯碼方案不唯一7.3.3外部地址鎖存器常用的有:74LS373、8282、74LS573等。功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全一樣，只是引腳排列不同D7Q7D0Q0……G:鎖存信號(hào),高電平有效。當(dāng)G為高電平時(shí)，外部D7～D0選通到內(nèi)部鎖存器，負(fù)跳變時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存到鎖存器中。OE*:

輸出允許，低電平有效，三態(tài)門打開，鎖存器中數(shù)據(jù)輸出到Q7～Q0,當(dāng)信號(hào)為高電平時(shí)，Q7～Q0為高阻態(tài)OE*GDQ0111010000×不變10×高阻態(tài)74LS373功能表ALE74LS373與MCS-51P0的連接這章之后講ROMRAM的擴(kuò)展，以講例子為主，硬件看懂，會(huì)算地址＋軟件編程7.4EPROM的擴(kuò)展

復(fù)習(xí)：自己看。采用只讀存儲(chǔ)器，非易失性。（1）掩膜ROM在制造過程中編程。成本較高，因此只適合于大批量生產(chǎn)。（2）可編程ROM（PROM）用獨(dú)立的編程器寫入。但PROM只能寫入一次，且不能再修改。（3）EPROM電信號(hào)編程，紫外線擦除的只讀存儲(chǔ)器芯片。（4）E2PROM（EEPROM）電信號(hào)編程，電信號(hào)擦除的ROM芯片。讀寫操作與RAM幾乎沒有什么差別，只是寫入的速度慢一些。但斷電后能夠保存信息。（5）FlashROM又稱閃爍存儲(chǔ)器，簡稱閃存。大有取代E2PROM的趨勢。7.4.1常用EPROM芯片介紹典型芯片是27系列產(chǎn)品，例如，2764（8KB×8）、27128（16KB×8）、27256（32KB×8）、27512（64KB×8）?！?7”后面的數(shù)字表示其位存儲(chǔ)容量。

地址線數(shù)據(jù)線PGM*：編程脈沖Vpp：編程電壓（+12V或+25V）Vcc：+5V。

GND：地。：片選輸入端輸出允許控制端一般不用7.4.2例子例1.如何外擴(kuò)1片EPROM27128？解:128=64K×864K=214A0~A13程序存儲(chǔ)器所占的地址空間?需解決2個(gè)問題：如何擴(kuò)展？空間地址？A15A14A13~A0000000H~3FFFH例2.如何外擴(kuò)1片EPROM27256？例3.MCS-51擴(kuò)展4片27128？

解:128=64K×864K=214剩2根，4片2－4譯碼7.5靜態(tài)RAM（SRAM）的擴(kuò)展7.5.1常用的SRAM芯片典型型號(hào)有:6116、6264、62128、62256。

地址線數(shù)據(jù)線片選輸入端輸出允許寫允許7.5.3例子

例1：如何擴(kuò)展3片6264?

8K=21