1、 單片機的系統(tǒng)總線 外部數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器的擴展方法 74系列芯片I/O擴展 8255A可編程接口的擴展 8155可編程接口的擴展 本章要點 第7章 單片機系統(tǒng)的擴展 7.1 單片機系統(tǒng)總線的形成7.2 外部數(shù)據(jù)存儲器的擴展 7.3 外部程序存儲器的擴展7.4 簡單I/O端口擴展 7.5 8255A可編程并行輸入/輸出接口 本章大綱 7.6 8155可編程并行輸入/輸出接口 7.8 實踐訓練存儲器擴展 思考與練習 7.7 8051并行接口及其C51定義 7.1 單片機系統(tǒng)總線的形成 圖7-1 3總線結構形式 常用的靜態(tài)RAM芯片有6264、62256等芯片，其引腳配置均為28腳雙列直插式封

2、裝，有利于印制板電路設計，使用方便。圖7-2給出了6264的引腳圖和真值表。7.2 外部數(shù)據(jù)存儲器的擴展 圖7-2 6264的引腳圖和真值表7.2.1 全譯碼圖7-4 74LS138引腳圖和真值表7.2.1 全譯碼圖7-5 擴展40 KB的數(shù)據(jù)存儲器7.2.2 部分譯碼圖7-6 數(shù)據(jù)存儲器擴展7.2.3 線選法 所謂線選法，是利用系統(tǒng)的某一條地址線作為芯片的片選信號。線選法實際上是部分譯碼的一種極端應用，其具有部分譯碼的所有特點，譯碼電路最簡單，甚至不使用譯碼器。如直接以系統(tǒng)的某一條地址線作為存儲器芯片的片選信號，只需把用到的地址線與存儲器芯片的片選端直接相連即可。當一個應用系統(tǒng)需要擴展的芯片

3、數(shù)目較少，需要的實際存儲空間較小時，常使用線選法。 7.2.3 線選法圖7-7 數(shù)據(jù)存儲器擴展 51系列單片機具有64 KB的程序存儲器空間，其中8051、8751單片機含有4 KB的片內(nèi)程序存儲器，而80C31則無片內(nèi)程序存儲器。當采用8051、8751單片機而程序超過4 KB，或采用8031型單片機時，就需要進行程序存儲器的擴展。這里要注意的是，51系列單片機有一個引腳跟程序存儲器的擴展有關。如果EA接低電平，則不使用片內(nèi)程序存儲器，片外程序存儲器地址范圍為0000HFFFFH。如果EA接高電平，那么片內(nèi)存儲器和片外程序存儲器總容量為64 KB。 7.3 外部程序存儲器的擴展 7.3.1

4、EPROM擴展圖7-8 2764、27128、27256引腳圖7.3.1 EPROM擴展圖7-9 程序存儲器擴展7.3.2 E2PROM擴展圖7-12 擴展E2PROM7.4 簡單I/O端口擴展 圖7-13 74LS244引腳圖與真值表7.4 簡單I/O端口擴展 圖7-15 簡單I/O端口擴展 74LS系列TTL芯片雖然可以作為I/O接口芯片，但它們不可編程，其功能取決于芯片集成電路，本節(jié)介紹的8255A是可編程芯片。所謂可編程芯片是指通過編程決定其功能，通過軟件決定硬件功能的應用發(fā)揮。 8255A是Intel公司生產(chǎn)的一種可編程并行I/O接口芯片，是專門針對單片微機開發(fā)設計的，其內(nèi)部集成了鎖

5、存、緩沖及與CPU聯(lián)絡的控制邏輯，是一種通用性強、應用廣泛，可以與MCS-51型單片機方便地連接與編程的I/O接口芯片。7.5 8255A可編程并行輸入/輸出接口 7.5.1 8255A的結構和引腳功能 圖7-16 8255A內(nèi)部結構框圖與引腳圖7.5.1 8255A的結構和引腳功能 7.5.2 8255A與8051 型單片機典型連接電路 圖7-17 8255A與8051 型單片機典型連接電路7.5.3 8255A的控制字 圖7-18 8255A控制字格式7.5.4 8255A的工作方式 2、方式1（選通輸入/輸出工作方式）圖7-19 方式1輸入時的聯(lián)絡信號7.5.4 8255A的工作方式 2

6、、方式1（選通輸入/輸出工作方式）圖7-20 方式1輸出時的聯(lián)絡信號7.5.4 8255A的工作方式 3、方式2（A口雙向選通傳送工作方式）圖7-22 8051擴展8255與打印機接口的電路 8155芯片是一種可編程多功能接口芯片，其內(nèi)部包含256 B的SRAM，兩個8位并行接口，一個6位并行接口和一個14位計數(shù)器，與80C51系列單片機的接口非常簡單。7.6 8155可編程并行輸入/輸出接口 7.6.1 8155的引腳及結構 圖7-23 8155的引腳及結構框圖7.6.2 8155與8051單片機的連接電路 圖7-24 8051與8155的連接7.6.2 8155與8051單片機的連接電路

7、7.6.3 8155工作方式控制字和狀態(tài)字 圖7-25 8155工作方式控制字格式7.6.3 8155工作方式控制字和狀態(tài)字 圖7-26 8155狀態(tài)字的格式7.6.4 8155的工作方式 1、基本輸入/輸出方式 8155的控制字D3、D2位設置為00或11時，8155工作于方式1與方式2，A口、B口均為基本輸入/輸出方式，輸入或輸出由D0、D1位分別決定。C口在方式1為基本輸入方式，在方式2為基本輸出方式。7.6.4 8155的工作方式 2、選通輸入/輸出方式 8155工作在選通輸入/輸出方式時，有2種方式：方式3僅A口為選通工作方式；方式4是A口、B口均為選通工作方式。 圖7-27 815

8、5選通輸入/輸出方式的功能7.6.5 8155定時/計數(shù)器 8155片內(nèi)有一個14位的減法計數(shù)器，計數(shù)脈沖從TIMER IN引腳輸入，每次減1，減到0時從TIMER OUT引腳輸出一個信號，可實現(xiàn)定時與計數(shù)功能。1、設置工作狀態(tài)7.6.5 8155定時/計數(shù)器 2、設置定時器初值 圖7-28 8155定時器低8位和高6位字節(jié)寄存器7.6.5 8155定時/計數(shù)器 3、設置波形輸出 圖7-29 8155定時器的輸出波形形式 1、片內(nèi)并行口的定義 8051單片機帶有4個8位并行口，即SFR中的P0、P1、P2、P3口，對它的定義在reg51.h已存在，可直接對其引用，例： P2=0 xFE； /將

9、數(shù)據(jù)0 xFE輸出到P2口。 Key=P1； /從P1口輸入數(shù)據(jù)到變量Key。 如果要單獨對某位進行操作，可在程序的開頭加上位寄存器定義，例如： sbit P1_0= P10; /定義P1_0為P1口的第0位，7.7 8051并行接口及其C51定義 2、片外并行口的定義 對于8051單片機外擴展的I/O口，例8255、8155等，則根據(jù)其硬件譯碼地址，將其視為片外數(shù)據(jù)存貯器的一個單元，使用#define 語名定義格式如下： #define I/O口名稱 XBYTEI/O口地址 其中，XBYTE表示絕對存儲器訪問的宏，在文件absacc.h中定義，方括號中中是存儲器的絕對地址。在使用這種格式定義

10、之前，應加上語句： #include 7.7 8051并行接口及其C51定義 8051系列單片機內(nèi)部集成了諸如CPU、RAM、ROM、PIO和SIO等功能部件，對于小型測控系統(tǒng)已經(jīng)足夠用了，但是，對于一些比較大的應用系統(tǒng)，則還需要擴展一些外圍芯片，以滿足應用系統(tǒng)的需要。由于單片機受到引腳數(shù)目的限制，數(shù)據(jù)總線和地址總線的低8位是分時復用的，復用技術的核心是采用帶有三態(tài)門控制的8D鎖存器，以三總線的方式與外部設備進行連接。 在實際應用系統(tǒng)設計中，往往既需要擴展程序存儲器，又需要擴展數(shù)據(jù)存儲器，同時還需要擴展I/O接口芯片，而且有時需要擴展多片。適當?shù)匕淹獠?4KB的數(shù)據(jù)存儲器空間和64KB的程序存儲器空間分配給各個芯片，使程序存儲器的各芯片之間、數(shù)據(jù)存儲器的各芯片之間的地址不發(fā)生重疊，從而避免單片機在讀/寫外部存儲器時發(fā)生數(shù)據(jù)沖突。7.8 實踐訓練存儲器擴展 7.8 實踐訓練存儲器擴展 圖7-30 單片機存儲器擴展電路1.概念題1）簡述全譯碼、部分譯碼和線選法的特點及應用場合。2）利用全譯碼為8051擴展16 KB的外部數(shù)據(jù)存儲器，存儲器芯片選用SRAM6264。要求6264占用從A000H開始的連續(xù)地址空間，畫出電