單片機(jī)擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(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得擴(kuò)展7、5靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器得擴(kuò)展7、6EPROM和RAM得綜合擴(kuò)展7、7E2PROM得擴(kuò)展1、MCS-51得系統(tǒng)擴(kuò)展結(jié)構(gòu)圖7、1概述系統(tǒng)擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器得擴(kuò)展(第7章)I/O接口部件得擴(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)展得三總線理解:

P0口就是A7~A0和D7~D0得復(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口送出得低8位有效地址信號(hào)就是在ALE(地址鎖存允許)信號(hào)變高得同時(shí)出現(xiàn),在ALE由高變低時(shí),將A0～A7鎖存到74LS373中。①地址總線得構(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控制總線得構(gòu)造。ALE－－－－－－－－低8位地址得鎖存控制信號(hào)。擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器得讀選通信號(hào)內(nèi)外ROM得選擇。擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和I/O口得讀選通、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-519大家應(yīng)該也有點(diǎn)累了，稍作休息大家有疑問的，可以詢問和交流7、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)高位常用得地址分配得方法有2種:線選法和譯碼法。1、線選法

直接利用系統(tǒng)得高位地址線作為存儲(chǔ)器芯片(或I/O接口芯片)得片選信號(hào)。例:某一系統(tǒng),需要外擴(kuò)8KB得EPROM(2片2732),4KB得RAM(2片6116),這些芯片與MCS-51單片機(jī)地址分配有關(guān)得地址線連線,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(jiǎn)單,不需要地址譯碼器硬件,體積小,成本低?？蓪ぶ返闷骷?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得高位地址通過譯碼器得譯碼輸出作為擴(kuò)展芯片得片選信號(hào)最常用得譯碼器芯片: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得情況。(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,其她皆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得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得前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得連接邏輯,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*得連接邏輯,即可改變選中得4個(gè)16KB空間得哪一個(gè)了。小結(jié):若64KB全就是用32塊2K芯片組成,則同問題2,需4個(gè)74LS138若64KB全就是用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得有:74LS373、8282、74LS573等。功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全一樣,只就是引腳排列不同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得連接這章之后講ROMRAM得擴(kuò)展,以講例子為主,硬件看懂,會(huì)算地址＋軟件編程7、4EPROM得擴(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)立得編程器寫入。但PROM只能寫入一次,且不能再修改。(3)EPROM電信號(hào)編程,紫外線擦除得只讀存儲(chǔ)器芯片。(4)E2PROM(EEPROM)電信號(hào)編程,電信號(hào)擦除得ROM芯片。讀寫操作與RAM幾乎沒有什么差別,只就是寫入得速度慢一些。但斷電后能夠保存信息。(5)FlashROM又稱閃爍存儲(chǔ)器,簡(jiǎn)稱閃存。大有取代E2PROM得趨勢(shì)。7、4、1常用EPROM芯片介紹典型芯片就是27系列產(chǎn)品,例如,2764(8KB×8)、27128(16KB×8)、27256(32KB×8)、27512(64KB×8)。“27”后面得數(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)器所占得地址空間?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)得擴(kuò)展7、5、1常用得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=213剩3根,3片可線選法也可譯碼法線選法A15A14A13A12~A0地址范圍IC1110全0～全1C000H~DFFFHIC2101全0～全1A000H~BFFFHIC3011全0～全16000H~7FFFH地址不連續(xù)解:128,16k,需要4片,16K=214

剩2根,,2－4譯碼,全譯碼法例2:需要MCS-51得存儲(chǔ)器空間有64KB,采用62128,需要幾片,如何擴(kuò)展?分析地址？P2、7P2、6A15

A14A13~A0地址范圍IC100全0～全10000H~3FFFHIC201全0～全14000H~7FFFHIC310全0～全18000H~BFFFHIC411全0～全1C000H~FFFFH地址連續(xù)例3:如何擴(kuò)展1片62256?例4(軟件)編寫程序?qū)⑵鈹?shù)據(jù)存儲(chǔ)器中7000H～70FFH單元全部清零。

方法:用DPTR作指針,控制循環(huán):用計(jì)數(shù)器

MOVDPTR,#7000H MOVR2,#00H CLRALOOP:MOVXDPTR,A INCDPTR

DJNZR2,LOOP

SJMP$

7、6EPROM和RAM得綜合擴(kuò)展例1要擴(kuò)展2片RAM(8KB×8)和2片EPROM(8KB×8)。RAM選6264,EPROM選2764。擴(kuò)展接口電路？(線選法和譯碼法)

分析:6264,8K＝213

2764,8K＝213

皆13根,剩3根,分別2片因?yàn)镽AM和ROM就是不同控制信號(hào)得,故可以用線選法,多1根高位線片P2、5沒有用也可以用譯碼法,3－8譯碼(全譯碼)或者2－4譯碼(部分譯碼)都可以注意各片選信號(hào)和控制信號(hào)(理解)各芯片地址空間分配？P2、7P2、6線選法圖(P2、7=1,P2、6=0,P2、5隨意,若取1)IC1、IC3地址范圍:A000H～BFFFH共8KBIC2、IC4地址范圍:6000H～7FFFH。

線選法地址不連續(xù),地址空間利用不充分。譯碼法,采用2－4譯碼器P2、7P2、6P2、5A15A14

A13A12~A0地址范圍IC1000

全0～全10000H~1FFFHIC2001

全0～全12000H~3FFFHIC3010

全0～全14000H~5FFFHIC4011

全0～全16000H~7FFFH譯碼法:地址連續(xù),充分地址空間。7、7、外擴(kuò)存儲(chǔ)器軟件設(shè)計(jì)

MOVXA,DPTRMOVXA,RiMOVXDPTR,AMOVXRi,A讀RAM:寫RAM:例3編寫程序:將程序存儲(chǔ)器中以TAB為首址得32個(gè)單元得內(nèi)容依次傳送到外部RAM以7000H為首地址得區(qū)域去。ROMRAM只有1個(gè)DPTR指針,2處要用？MOVCA,A+DPTRMOVCA,A+PCROM:MCS-51

MOVDPTR,#7000H MOV R0,#0

LOP: MOV A,R0 PUSHDPL PUSHDPH;或先放R3R4中MOVDPTR,#TAB MOVCA,A+DPTR POPDPH POPDPL MOVXDPTR,A INCDPTR INC R0 CJNE R0,#32,LOPHERE: SJMP HERE