*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組項(xiàng)目6單片機(jī)存儲(chǔ)器擴(kuò)展【項(xiàng)目導(dǎo)入】雖然51系列單片機(jī)具有較強(qiáng)的功能，單片機(jī)的芯片內(nèi)集成了計(jì)算機(jī)的功能部件。但片內(nèi)ROM、RAM的容量有限，在大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合中，ROM和RAM需要擴(kuò)展才能實(shí)現(xiàn)程序的執(zhí)行，本項(xiàng)目通過擴(kuò)展一片存儲(chǔ)器來講述單片機(jī)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展技術(shù)。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組【項(xiàng)目目標(biāo)】1.知識(shí)目標(biāo)（1）理解單片機(jī)的總線概念；（2）掌握程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展；（3）掌握數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。2.能力目標(biāo)（1）能根據(jù)功能要求，對(duì)程序存儲(chǔ)器進(jìn)行擴(kuò)展；（2）能對(duì)單片機(jī)的數(shù)據(jù)存器進(jìn)行擴(kuò)展；3.態(tài)度目標(biāo)（1）具有良好的職業(yè)技能素質(zhì)與職業(yè)道德精神；（2）具有謙虛認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度和自覺主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力；（3）養(yǎng)成良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組6.1項(xiàng)目描述51單片機(jī)的片內(nèi)程序存儲(chǔ)器為4KB，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器僅為256B，二者容量都較小，在稍微復(fù)雜程序和大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算中就顯得力不從心。本項(xiàng)目使用一片6264（8KB）來擴(kuò)展單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，通過該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)讓大家學(xué)習(xí)并掌握單片機(jī)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展技術(shù)。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組6.2項(xiàng)目目的與要求本項(xiàng)目使用一片6264來擴(kuò)展8KB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，擴(kuò)展時(shí)要注意6264與51單片機(jī)的地址線、數(shù)據(jù)線和控制線的連接。擴(kuò)展完成后，會(huì)分析存儲(chǔ)器芯片的地址范圍。為了驗(yàn)證6264的地址范圍，在本次設(shè)計(jì)中通過向6264寫入整數(shù)1~200，然后將其逆向復(fù)制到0x0100處，為了表示復(fù)制完畢，本項(xiàng)目用一個(gè)LED燈點(diǎn)亮來作為數(shù)據(jù)復(fù)制結(jié)束的標(biāo)志。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組6.3項(xiàng)目支撐知識(shí)連接

●單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)內(nèi)部集成了微型計(jì)算機(jī)的基本功能部件，一個(gè)單片機(jī)芯片就是一個(gè)完整的最小單片機(jī)系統(tǒng)，能滿足一般的需求。但事實(shí)上，單片機(jī)內(nèi)部集成的ROM、RAM以及I/O資源均有限，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要擴(kuò)展單片機(jī)的RAM、鍵盤和顯示等電路。

●擴(kuò)展的本質(zhì) 對(duì)單片機(jī)的功能擴(kuò)展，實(shí)際上是對(duì)其數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線進(jìn)行擴(kuò)展。許多接口電路都做成標(biāo)準(zhǔn)通用接口芯片，能與單片機(jī)很好的接口。用戶根據(jù)系統(tǒng)的需要，選擇適當(dāng)?shù)慕涌谛酒c單片機(jī)的總線對(duì)應(yīng)連接好，便能組成用戶所需要完整單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組

●P0口的功能（分時(shí)復(fù)用）

MCS51單片機(jī)的P0口是地址/數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用的一組端口。單片機(jī)工作在總線模式時(shí)，P0口外部加上地址鎖存器。單片機(jī)訪問外部存儲(chǔ)空間通常需要2個(gè)指令周期，在前一指令周期中P0口輸出地址信號(hào)且ALE產(chǎn)生負(fù)跳變，將地址信號(hào)鎖存到鎖存器中，而在后一指令周期P0口輸出數(shù)據(jù)信號(hào)，而ALE無負(fù)跳變產(chǎn)生，不影響前一周期輸出的地址信號(hào)。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組

●MCS51單片機(jī)實(shí)際擴(kuò)展圖

*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組1.地址總線地址總線用于傳送單片機(jī)的地址信號(hào)，以便進(jìn)行存儲(chǔ)單元和I/O端口的選擇。地址總線是單向傳輸，只能從單片機(jī)向外部端口發(fā)送。

地址線條數(shù)與存儲(chǔ)單元大小的關(guān)：若有n條地址線，則具有2n個(gè)編碼狀態(tài)，對(duì)應(yīng)2n存儲(chǔ)地址編碼，所能訪問的最大存儲(chǔ)器空間為2n個(gè)，地址編號(hào)為0～2n-1。

MCS-51的三大總線：地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線。

*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組

MCS-51單片機(jī)共16條地址線，所能尋址地址編碼范圍為0~65535，即通常所說的64KB。2.數(shù)據(jù)總線 用于單片機(jī)與存儲(chǔ)器或I/O端口之間傳送數(shù)據(jù)，其位寬度與單片機(jī)CPU處理數(shù)據(jù)長度一致。MCS-51單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線的位數(shù)為8bit。數(shù)據(jù)總線是雙向傳輸。3.控制總線 用以控制數(shù)據(jù)傳輸傳輸方向、分配時(shí)序等控制信號(hào)的集合*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組

擴(kuò)展方法1.數(shù)據(jù)總線 由于MCS-51單片機(jī)沒有提供專門的數(shù)據(jù)總線，而是與P0口共用。P0口既用作低8位地址線，又用作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線，地址和數(shù)據(jù)信號(hào)分時(shí)從P0口輸出。在實(shí)際中，通常在P0口外接一個(gè)鎖存器，用以在ALE信號(hào)下降沿到來時(shí)鎖存低8位地址信號(hào)，而后P0口輸出數(shù)據(jù)，但此時(shí)ALE無下降沿信號(hào)，P0口送出的數(shù)據(jù)信號(hào)不會(huì)送到鎖存器的輸出，故不會(huì)影響地址信號(hào)，數(shù)據(jù)線直接和外部端口的數(shù)據(jù)線相連即可。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組2.地址總線 在MCS-51單片機(jī)中，P0口的低8位地址線與P2口高8位地址線，共同組成16位地址線，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的64KB地址尋址。P2口具有鎖存功能，輸出的高8位地址信號(hào)在整個(gè)尋址過程中保持不變。實(shí)際中根據(jù)應(yīng)用情況，P2口的8條地址線可全選，可選擇部分。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組3.控制總線

MSC-51單片機(jī)既提供專門的控制信號(hào)線，如ALE、PSEN、EA等，還提供了如讀/寫信號(hào)線等（與P3口共用），具體如下：（1）ALE，數(shù)據(jù)地址鎖存允許信號(hào)，當(dāng)CPU訪問數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的時(shí)候用以鎖存低8位地址信號(hào)。（2），程序地址鎖存允許信號(hào)，當(dāng)CPU訪問的是程序存儲(chǔ)空間時(shí)用以鎖存低8位地址信號(hào)。（3），用于控制數(shù)據(jù)傳送方向，在下降沿將數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器或端口讀入CPU中。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組（4），用于控制是否使用芯片內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器，當(dāng)＝1時(shí)，使用片內(nèi)的程序存儲(chǔ)器，超出片內(nèi)程序?qū)ぶ贩秶鷷r(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)向片外；當(dāng)=0時(shí)，64K的程序?qū)ぶ房臻g全部在片外，而片內(nèi)程序存儲(chǔ)器被忽略。（5），用于控制數(shù)據(jù)傳送方向，在下降沿將數(shù)據(jù)從CPU寫入端口或存儲(chǔ)器一般而言：在MCS-51系統(tǒng)擴(kuò)展中，P0口作為地址/數(shù)據(jù)線，P2作為高8位地址線，P3口通常用作第2功能，P1口可以用作通用I/O口使用。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組二、51單片機(jī)總線驅(qū)動(dòng)能力：

51系列單片機(jī)可以擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、輸入/輸出口、模/數(shù)和數(shù)/模轉(zhuǎn)換等外圍接口芯片，其擴(kuò)展結(jié)構(gòu)如圖6-2所示。在擴(kuò)展時(shí)由于P0口作為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線使用，其負(fù)載能力為8個(gè)LSTTL電路。當(dāng)負(fù)載能力不夠時(shí)需要增加總線驅(qū)動(dòng)器，比如三態(tài)雙向驅(qū)動(dòng)器74LS245，當(dāng)需要鎖存時(shí)要用74LS373鎖存器進(jìn)行鎖存P0口。由于擴(kuò)展時(shí)P2口作為地址總線用，其負(fù)載能力為4個(gè)LSTTL電路，并且是單向的，因此當(dāng)超出P2口的驅(qū)動(dòng)能力時(shí)，要增加單總線驅(qū)動(dòng)器，比如74LS244。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組三、擴(kuò)展常用芯片介紹

1.鎖存器-74LS373由于89C51單片機(jī)的P0口是分時(shí)復(fù)用的，因此在進(jìn)行程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)，需要使用地址鎖存器將地址信號(hào)從地址/數(shù)據(jù)總線中分離出來。單片機(jī)系統(tǒng)中常用的地址鎖存器芯片是74LS373，其引腳如圖所示

*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組對(duì)373來講，當(dāng)三態(tài)門使能信號(hào)OE為低電平時(shí)，三態(tài)門導(dǎo)通，允許Q0～Q7輸出；OE為高電平時(shí)，輸出懸空；當(dāng)74LS373用作鎖存器時(shí)，應(yīng)使OE為低電平導(dǎo)通輸出，此時(shí)鎖存使能端LE為高電平時(shí)，輸出Q0～Q7狀態(tài)與輸入端D0～D7狀態(tài)相同；當(dāng)C發(fā)生負(fù)跳變時(shí)，輸入端D0～D7數(shù)據(jù)鎖入Q0～Q7。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組2.驅(qū)動(dòng)器74LS24474LS244為三態(tài)輸出的八組緩沖器和總線驅(qū)動(dòng)器，它在并行擴(kuò)展中的作用是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖隔離和總線驅(qū)動(dòng)。74LS244的輸入阻抗較高，輸出阻抗較低，最大實(shí)收電流為24mA*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組74LS244內(nèi)部有8個(gè)三態(tài)門，分為2組，每組4個(gè)三態(tài)門，1A1～1A4為第一組三態(tài)門的數(shù)據(jù)輸入線，1Y1～1Y4為數(shù)據(jù)輸出線，1G是使能控制端；2A1～2A4為第二組三態(tài)門的數(shù)據(jù)輸入線，2Y1～2Y4為數(shù)據(jù)輸出線，2G是使能控制端。當(dāng)使能端為低電平時(shí)，三態(tài)門打開，處于送數(shù)狀態(tài)；當(dāng)使能端為高電平時(shí)，三態(tài)門處于高組態(tài)，實(shí)現(xiàn)隔離作用。一般應(yīng)用時(shí)是將74LS244作為8線并行輸入/輸出接口器件，因此常將1G和2G連接在一起*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組6.3.2

程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展引言：因8031單片機(jī)片內(nèi)無程序存儲(chǔ)器，需外部擴(kuò)展；8051單片機(jī)片內(nèi)只集成了4KB的ROM、128B的RAM；當(dāng)程序較大、常數(shù)、表格較多，則應(yīng)考慮擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器；若程序處理的中間數(shù)據(jù)較多，則應(yīng)考慮擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組

存儲(chǔ)器介紹?存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成的重要部分；?用來存放程序和數(shù)據(jù)；?通?？蓪⒋鎯?chǔ)器分為隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM(RandomAccessMemory)和只讀存儲(chǔ)器ROM(Read-OnlyMemomry)兩類。1.隨機(jī)存儲(chǔ)器也稱隨機(jī)存儲(chǔ)器或讀／寫存儲(chǔ)器，可以根據(jù)需要隨時(shí)將數(shù)據(jù)寫入或讀出，但有一個(gè)特點(diǎn)：掉電后存儲(chǔ)到芯片中的數(shù)據(jù)會(huì)丟失。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組1.隨機(jī)存儲(chǔ)器根據(jù)RAM的結(jié)構(gòu)和功能，又可分為兩種類型：靜態(tài)RAM和動(dòng)態(tài)RAM。（1）靜態(tài)(static)RAM，即SRAM。它以觸發(fā)器為基本存儲(chǔ)單元，所以只要不掉電，其所存信息就不會(huì)丟失。該類芯片的集成度不如動(dòng)態(tài)RAM，功耗也比動(dòng)態(tài)RAM高，但它的速度比動(dòng)態(tài)RAM快，也不需要刷新電路。在單片機(jī)系統(tǒng)中一般選用SRAM。

存儲(chǔ)器介紹*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組（2）動(dòng)態(tài)(Dynamic)RAM，即DRAM。一般用MOS型半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件構(gòu)成，最簡單的存儲(chǔ)形式以單個(gè)MOS管為基本單元，以極間的分布電容是否持有電荷作為信息的存儲(chǔ)手段，結(jié)構(gòu)簡單，集成度高。但是，DRAM必須為它配備專門的刷新電路，否則極間電容中的電荷會(huì)在很短時(shí)間內(nèi)自然泄漏，致使信息丟失。動(dòng)態(tài)RAM芯片的集成度高、價(jià)格低廉，所其最主要特點(diǎn)是訪問速度快，目前，在DSP、ARM處理器系統(tǒng)中用較多。

存儲(chǔ)器介紹*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組2.只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器，在一般情況下只能讀出所存數(shù)據(jù)，而不能重新寫入。數(shù)據(jù)的寫入是通過工廠的制造環(huán)節(jié)或采用專門的編程方法進(jìn)行。數(shù)據(jù)一旦寫入，就能長期保存，掉電亦不丟失，所以ROM屬于非易失性存儲(chǔ)器件。一般用它來存放固定的程序或數(shù)據(jù)。ROM可分為以下五種類型：

存儲(chǔ)器介紹掩模式(Masked)ROM，簡稱ROM。該類芯片通過工廠的掩模制作，己將數(shù)據(jù)通過光刻等工藝固化在芯片里面，屬于一次成型，出廠后不可更改。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組可編程(Programmable)ROM，簡稱PROM。該類芯片允許用戶進(jìn)行一次性編程，此后便不可更改?？刹脸?Erasable)PROM，簡稱EPROM。允許用戶多次編程和擦除。擦除時(shí)，通過向芯片窗口照射紫外光的辦法來進(jìn)行。

存儲(chǔ)器介紹電可擦除(ElectricallyErasable)PROM，簡稱EEPROM，也稱E2PROM。該類芯片允許用戶多次編程和擦除。擦除時(shí)，可采用加電方法在線進(jìn)行。閃存(Flashmemory)，是一種新型的大容量、速度快、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器。

*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組一、

程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展當(dāng)CPU內(nèi)部沒有集成程序存儲(chǔ)器或集成的程序存儲(chǔ)器容量比較小，以及程序中有大量置于程序存儲(chǔ)器的常數(shù)表格，此時(shí)可以考慮擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器。1.74LS373鎖存器

74LS373是一片8bit鎖存器，內(nèi)部主要由8個(gè)結(jié)構(gòu)相同的具有三態(tài)輸出的D觸發(fā)器組成，通常用于總線的同步和數(shù)據(jù)的鎖存，是分離P0的地址/數(shù)據(jù)不可或缺的重要元件。74LS373的真值表、邏輯圖分別見表7-2、圖7-2.*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組表74LS373真值表片選輸入數(shù)據(jù)Dn鎖存信號(hào)LE輸出QnHHLHLHLLXLLQnXXHZ*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組由表可知，當(dāng)OE為高電平時(shí)，74LS373輸出高阻態(tài)，不影響總線數(shù)據(jù)。而當(dāng)OE為低電平時(shí)，輸入端數(shù)據(jù)直接送到輸出端（直通），而在LE由高到低變化（負(fù)跳變）的這一瞬間，輸出端Qn數(shù)據(jù)與輸入端Dn數(shù)據(jù)相同，以后即便是輸入端Dn數(shù)據(jù)再發(fā)生變化，也不會(huì)改變輸出端Qn的值，即LE負(fù)跳時(shí)將輸入數(shù)據(jù)Dn鎖存住，直到下一個(gè)LE的負(fù)跳變產(chǎn)生。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組2.EPROM芯片紫外線擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器EPROM，常用于MCS-51單片機(jī)的外部程序存儲(chǔ)器。其典型產(chǎn)品有2764，27128，27256等。其中27為intel公司的產(chǎn)品編號(hào)，后面的數(shù)據(jù)代表存儲(chǔ)器的容量大小。比如2764說明該存儲(chǔ)器是intel公司的64KB的EPROM，在實(shí)際中通常用BYTE表示存儲(chǔ)器大小的單位，故2764為8KB的EPROM，其余型號(hào)類推。下面以2764為例介紹其引腳及性能。2764是一種8K×8bit的紫外線擦除電可編程只讀存儲(chǔ)器，單+5V電源供電，工作電流為75mA，維持電流為35mA，讀出最長時(shí)間為250ns。2764為28腳雙列直插式封裝，其邏輯符號(hào)如圖7-3示，引腳功能如表7-2示。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組

2*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組3.2764程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展74LS373用于鎖存P0口分時(shí)輸出的低8位地址信號(hào)，LE端出現(xiàn)負(fù)跳變時(shí)會(huì)將低8位地址輸入端Dn鎖存到Qn端。2764的數(shù)據(jù)線直接連接8031的P0口。2764的13根地址線分成低8位地址和高5位地址。其中低8位地址接74LS373的鎖存器輸出端，高5位地址接P2口的低5位，即P2.0~P2.4。2764的CE為片選輸入信號(hào)，低電平有效。CE接P2.5，即在訪問2764期間P2.5必須一直保持低電平，因此其有效的地址范圍為：0000H~1FFFH。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組

2764的OE為讀允許端，此處并未接8031的讀信號(hào)，而是接了PSEN端。通過分析MCS-51單片機(jī)的外部存儲(chǔ)器訪問時(shí)序可知，在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)，PSEN信號(hào)變化兩次。當(dāng)PSEN信號(hào)由高電平變成低電平時(shí)，允許2764輸出，地址線選中的2764內(nèi)部的存儲(chǔ)單元中的內(nèi)容被送入單片機(jī)中。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組二、

程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展方法

1.線選法擴(kuò)展片外芯片所謂線選法，就是利用單片機(jī)高地址總線（一般為P2口）作為存儲(chǔ)器（或I/O口）的片選信號(hào)，即是將P2口的某一根地址線與存儲(chǔ)器（或I/O口）的片選信號(hào)直接相連，該地址線為低電平時(shí)，選中該芯片。如圖所示

。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組二、

程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展方法*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組二、

程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展方法

線選法地址分配表二進(jìn)制表示十六進(jìn)制A15A14A13A12A11A0芯片Ⅰ11100…01…1E000H～EFFFH芯片Ⅱ11010…01…1D000H～DFFFH芯片Ⅲ10110…01…1B000H～BFFFH*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組二、

程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展方法從表中看出3個(gè)芯片的內(nèi)部尋址A11～A0都是0～0（共12位）到1～1（共12位），為4KB空間，而依靠不同的片選信號(hào)高位地址線A14、A13、A12之中某一根為0，來區(qū)分這3個(gè)芯片的地址空間。如果對(duì)兩片存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)片選，可以用一根高位地址線加一“非門”實(shí)現(xiàn)，如圖6-8所示。圖中當(dāng)A12為低電平時(shí)選通Ⅰ，當(dāng)A12為高電平時(shí)選通Ⅱ，可得兩芯片的地址空間為：芯片ⅠE000H～EFFFH芯片ⅡF000H～FFFFH*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組二、

程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展方法線選法簡單，適用于不太復(fù)雜的系統(tǒng)。但每占用一根地址線，就占用了一段地址空間，且各地址空間不連續(xù)，不能充分利用存儲(chǔ)空間或者存在地址重疊現(xiàn)象。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組二、

程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展方法當(dāng)線選法所需地址選擇線多于可用地址線時(shí)，一般采用地址譯碼法。譯碼法就是利用譯碼器對(duì)單片機(jī)的某些高位地址線進(jìn)行譯碼，其譯碼輸出作為存儲(chǔ)器（或I/O口）的片選信號(hào)。這種方法存儲(chǔ)空間連續(xù)，能有效地利用存儲(chǔ)空間，適用于多存儲(chǔ)器、多I/O口的擴(kuò)展。地址譯碼法必須采用地址譯碼器，常用的地址譯碼器有74LS138、74LS139、74LS154等。例如用譯碼法實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展容量4KB×8位的存儲(chǔ)器芯片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的接口電路，接線圖如圖6-9所示。地址線A11～A0用于片內(nèi)尋址，高位地址線A14、A13、A12接到74LS138譯碼器的選擇輸入端C、B、A。74LS138器的、、分別作為3個(gè)芯片的片選信號(hào)，這3塊芯片的地址空間，如表6-5所示。2.地址譯碼法*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組二、

程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展方法*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組二、

程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展方法譯碼法實(shí)現(xiàn)片選的地址分配表芯片二進(jìn)制表示十六進(jìn)制表示

A15A14A13A12A11A10…A0芯片Ⅰ100000…08000H～8FFFH～100011…1芯片Ⅱ100100…09000H～9FFFH～100111…1芯片Ⅲ101000…0A000H～AFFFH*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組三、

程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路1.2764與89C51的典型連接電路

（1）地址線低8位地址，由89C51的P0.0～P0.7與373的D0～D7端連接，ALE有效時(shí)373鎖存該低8位地址，并從Q0～Q7輸出，與EPROM芯片低8位地址A0～A7相連接。高位地址線，--視EPROM芯片容量大小。2764需5位，P2.0~P2.4與2764的A8~A12相連；27128需6位，P2.0~P2.5與27128的A8~A13相連。（2）數(shù)據(jù)線由89C51地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線P0.0～P.7直接與EPROM數(shù)據(jù)線D0～D7相連。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組三、

程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路（3）控制線ALE：89C51ALE端與74373門控端G相連，專用于鎖存低8位地址。片選端：由于只擴(kuò)展一片EPROM，因此一般不用片選，EPROM片選端直接接地。輸出允許：EPROM的輸出允許端直接與89C51相連，89C51的信號(hào)正好用于控制EPROM的端。：有并且使用內(nèi)ROM時(shí)，接VCC；無內(nèi)ROM或或僅使用外ROM時(shí)，接地。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組三、

程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路2764與89C51的典型連接電路圖

*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組三、

程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路2.27128與8051的典型連接電路*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組6.3.3

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展

MCS-51單片機(jī)內(nèi)部僅128B可用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。若程序中需要存放的數(shù)據(jù)比較多，如大規(guī)模數(shù)據(jù)排序操作、串行口數(shù)據(jù)收發(fā)、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通信等，這些操作均需要使用到大量的存儲(chǔ)器空間作為數(shù)據(jù)的緩沖或暫存，或變量、數(shù)組的分配，MCS-51的128B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器不夠用，必須考慮擴(kuò)展片外的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。如果是數(shù)據(jù)的暫存或緩沖或變量內(nèi)存的分配，則只是暫時(shí)使用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，程序執(zhí)行完畢之后需要釋放這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間，可以考慮使用靜態(tài)RAM，即使掉電后數(shù)據(jù)丟失也無影響。若一些重要數(shù)據(jù)，即使掉電之后也不希望數(shù)據(jù)丟失，此時(shí)應(yīng)擴(kuò)展EEPROM或Flashmemory。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組

6264是常見的靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，同類型的還有62128、62256等，它們之間僅存儲(chǔ)容量不同。與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器不一樣的是，靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器不需要復(fù)雜的刷新電路，擴(kuò)展電路簡單，在單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展中應(yīng)用廣泛。圖7-5是6264的邏輯圖，表7-3是其引腳功能。1.6264芯片7.2.3

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組3*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組

6116與89C51連接的典型電路

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展（1）地址線低8位地址，由89C51的P0.0～P0.7與74373的D0～D7端連接，ALE有效時(shí)74373鎖存該低8位地址，并從Q0～Q7輸出，與RAM芯片低8位地址A0～A7相連接。高位地址線，--視RAM芯片容量大小。6116需3根,6264需5根。（2）數(shù)據(jù)線由89C51地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線P0.0～P.7直接與RAM數(shù)據(jù)線D0～7相連。（3）控制線ALE：89C51ALE端與74373門控端G相連，專用于鎖存低8位地址。片選線：一般由89C51的高位地址線控制。讀寫控制線：由89C51的、分別與RAM芯片的、直接相連。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行把外部2000H單元的內(nèi)容送到2002單元時(shí)，可通過以下程序段進(jìn)行：#include<absacc.h>#defineucharunsingnedchar…..{uchari;i=XBYTE[0X2000];XBYTE[0X2002]=I;…..}*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組四、ROM和RAM綜合擴(kuò)展8951同時(shí)擴(kuò)展ROM和外RAM時(shí)典型應(yīng)用電路*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組四、ROM和RAM綜合擴(kuò)展（1）地址線、數(shù)據(jù)線仍按8051一般擴(kuò)展外ROM時(shí)典型線路連接。（2）片選線，因?yàn)镽OM只有一片，無需片選。2764的直接接地，始終有效。外RAM雖然也只有一片，但系統(tǒng)可能還要擴(kuò)展 I/O口，而I/O口與外RAM是統(tǒng)一地址的，因此一般需要片選，6264接P2.5，CE2直接接Vcc，這樣6264的地址范圍為C000H~DFFFH，P2.6、P2.7可留給擴(kuò)展I/O口片選用。（3）讀寫控制線，讀片外ROM時(shí)由控制2764的，讀寫片外RAM時(shí)由控制6264，控制6264的。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組【知識(shí)拓展】并行接口輸出口的擴(kuò)展當(dāng)P0、P2口作為總線擴(kuò)展之用時(shí)，P0、P2口通常不再做I/O口使用，P3口大多數(shù)情況下用做第二功能，此時(shí)僅P1口能作通用I/O使用。此時(shí)可以通過擴(kuò)展簡單的并行I/O口芯片滿足較小系統(tǒng)的要求。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組由于MCS-51單片機(jī)的四組I/O口具有輸入數(shù)據(jù)緩存，輸出數(shù)據(jù)的鎖存且具有一定的帶負(fù)載能力，所以，I/O口可以直接接外部設(shè)備，如開關(guān)、LED發(fā)光二極管、BCD碼鍵盤等。圖7-7所示為8051單片機(jī)與開關(guān)、LED發(fā)光二極管的接口電路。編寫程序，使開關(guān)S1~S4表示0或1開關(guān)量，由P1.4~P1.7輸入，再由P1.0~P1.3輸出控制信號(hào)到輸入發(fā)光二極管顯示，當(dāng)P1.0~P1.3輸出邏輯0時(shí)候發(fā)光二極管點(diǎn)亮發(fā)光，反之輸出1時(shí)發(fā)光二極管熄滅。在執(zhí)行程序時(shí)，任意時(shí)刻改變開關(guān)S1~S4的狀態(tài)時(shí)，均能觀察到發(fā)光二極管的變化。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組P1口的P1.4~P1.7作為數(shù)據(jù)輸入口，接到輸入開關(guān)S1~S4P1.0~P1.3作為輸出口，接發(fā)光二極管D1~D4*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組輸入輸出口同時(shí)擴(kuò)展對(duì)單片機(jī)同時(shí)進(jìn)行輸入和輸出擴(kuò)展，輸入擴(kuò)展芯片為74LS244，輸出口擴(kuò)展芯片74LS273。下就是擴(kuò)展的電路圖。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組輸入輸出口同時(shí)擴(kuò)展*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組輸入輸出口同時(shí)擴(kuò)展在圖中要實(shí)現(xiàn)按下與74LS244連接的鍵，則與74LS273芯片連接的LED燈就會(huì)發(fā)光，程序如下：#include<reg51.h>#include<absacc.h>#defineucharunsingnedcharmain(){While(1){unsignedcharK;K=DDAT;//檢測(cè)按鍵，向244讀入數(shù)據(jù)；

DDAT=k;//向273輸出數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)LED；

}}*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組6.4項(xiàng)目實(shí)施6.4.1硬件設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目使用一片6264來擴(kuò)展8KB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，擴(kuò)展時(shí)要注意6264與51單片機(jī)的地址線、數(shù)據(jù)線和控制線的連接，具體連接如圖所示。在擴(kuò)展完成后，我們通過向6264寫入整數(shù)1~200，然后將其逆向復(fù)制到0x0100處。為了表示復(fù)制完畢，本項(xiàng)目用一個(gè)LED燈點(diǎn)亮來作為數(shù)據(jù)復(fù)制結(jié)束的標(biāo)志

*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組【拓展知識(shí)：8155】

Intel8155是一個(gè)多功能、資源豐富的可編程I/O接口擴(kuò)展芯片，它片內(nèi)具有256字節(jié)的靜態(tài)RAM、三個(gè)可編程選擇工作方式的并行I/O端口（2個(gè)8位口、一個(gè)6位口）、1個(gè)14位的可編程減法計(jì)數(shù)器、1個(gè)地址鎖存器。因此一片8155就可以綜合擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、I/O口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。8155采用N溝道HCMOS工藝，提供40腳雙列直插封裝，能和各種微處理器、單片機(jī)直接接口，引腳功能見圖7-9和表7-5，內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖7-10。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組8155提供兩個(gè)8位并行口A、B和6位并行口C，并有256字節(jié)的靜態(tài)RAM和一個(gè)14位減1定時(shí)/計(jì)數(shù)器。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組A、B口為一般8位并行I/O口，可設(shè)定為8位并行輸入/輸出；C口只有6位，可作普通I/O口，可設(shè)定為命令狀態(tài)口，PC2～PC0和PC5～PC3分別作為A、B口的控制信號(hào)使用。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組片內(nèi)256B的RAM，CPU對(duì)其操作，使用相當(dāng)于8051外擴(kuò)的256個(gè)單元的RAM，地址為00H～FFH。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組14位計(jì)數(shù)器對(duì)引腳TIMEN脈沖減法計(jì)數(shù)，由某一初值減為終值時(shí)，在TIMEOUT端輸出規(guī)定的方波或脈沖。初值0002～3FFFH之間。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組

8155引腳功能三態(tài)地址/數(shù)據(jù)線選片

CE端口/存儲(chǔ)器選擇AD0-AD7

IO/M

RD讀ALE地址鎖存允許寫

WR定時(shí)器輸入TIMERIN定時(shí)器輸出TIMEROUTPA0-PA7A口端口線PB0-PB7B口端口線PC0-PC5C口端口線*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組

8155的地址

8155在8031單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的RAM和I/O口是按外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址的，為16位地址。其中高8位提供給CE和IO/M的輸入信號(hào)，低8位地址由8031的P0口確定。當(dāng)IO/M＝0時(shí)，單片機(jī)對(duì)8155的RAM進(jìn)行讀寫，RAM低8編址為00~FFH；當(dāng)IO/M=1,單片機(jī)對(duì)I/O口進(jìn)行讀寫操作。當(dāng)對(duì)8155的I/O口進(jìn)行操作時(shí)低8位地址與I/O口對(duì)應(yīng)如表7-5。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組

8155的地址5*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組

8155的寄存器的功能從表中可以看出，8155有7個(gè)寄存器。其中命令寄存器與狀態(tài)寄存器共用一個(gè)地址00H。當(dāng)寫該地址時(shí)即對(duì)命令寄存器操作，當(dāng)讀該地址時(shí)即對(duì)狀態(tài)寄存器操作，它們完全由讀寫指令來區(qū)分。定時(shí)/計(jì)數(shù)器的高8位寄存器地址為05H，低8位寄存器地址為04H。其中05H的高兩位用以決定定時(shí)器的工作方式。*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組命令寄存器的作用是用以確定和控制端口A、B、C以及定時(shí)器的工作方式和狀態(tài)。1.命令寄存器

8155的寄存器的功能PB、PA—A口、B口數(shù)據(jù)傳送方向0—輸入1—輸出*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組TM1、TM2—定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制IEA、IEB—A、B口中斷允許控制0—禁止1—允許00空操作01停止定時(shí)器10記滿回零停止計(jì)數(shù)11啟動(dòng)PC2、PC1—C口數(shù)據(jù)傳送方向及AB口工作方式00—C口輸入，A、B口基本I/O方式11—C口輸出，A、B口基本I/O方式01—PC3~PC5輸出，A口選通方式，B口基本I/O方式10—A、B口選通方式

8155的寄存器的功能*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組2.狀態(tài)寄存器

狀態(tài)寄存器由8位鎖存器組成，其中，最高位為任意值，6位用于表示PA口和PB狀態(tài)（0~5），1位表示定時(shí)/計(jì)數(shù)器的狀態(tài)。 該寄存器是只讀寄存器，只能從I/O口的00H地址讀出，其狀態(tài)字格式如下：

8155的寄存器的功能*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組每個(gè)狀態(tài)位的意義如下：

INTRA：A口中斷申請(qǐng)標(biāo)志。

ABF：A口緩沖器滿/空標(biāo)志。

INTEA：A口中斷允許標(biāo)志。

INTRB：B口中斷申請(qǐng)標(biāo)志。

INTEB：B口中斷允許標(biāo)志。

TIMER：定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷標(biāo)志。當(dāng)定時(shí)

/計(jì)數(shù)器溢出使該位為1，讀該位時(shí)自動(dòng)被復(fù)位。

REV：保留位，未定義功能。

8155的寄存器的功能*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組3.

PA口寄存器

PA口寄存器地址為01H，該寄存器可以按照命令寄存器的內(nèi)容確定是輸入還是輸出寄存器，也可以按照命令使該斷口既可以在基本方式（無聯(lián)絡(luò)線，無條件傳送）下工作，也可以在帶聯(lián)絡(luò)線的選通方式下工作。PA寄存器中每位對(duì)應(yīng)引腳PA0~PA7。

8155的寄存器的功能4.PB口寄存器

PB口寄存器地址為02H，基本同PA口，PB寄存器中每位對(duì)應(yīng)引腳PB0~PB7。

*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組5.PC口寄存器

PC口寄存器地址為03H，它僅有6位，由命令寄存器的第2位和第3位確定。這6位輸入口、輸出口或作為PA和PB接口的控制信號(hào)。當(dāng)PC0~PC5用作控制口時(shí)，PC0~PC2位分配給PA口，PC3-PC5分配給PB口。具體見表7-6。

8155的寄存器的功能*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組

8155的寄存器的功能命令引腳ALT1(方式1)ALT2(方式2)ALT3(方式3)ALT(方式4)PC0輸入線輸出線AINTR(A口中斷)AINTR(A口中斷)PC1輸入線輸出線ABF(A口緩沖器)ABF(A口緩沖器)PC2輸入線輸出線ASTB(A口選通)ASTB(A口選通)PC3輸入線輸出線輸出線BINTR(B口中斷)PC4輸入線輸出線輸出線BBF(B口緩沖)PC5輸入線輸出線輸出線BSTB(B口選通)*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組6.定時(shí)/計(jì)數(shù)器

8155內(nèi)部有一個(gè)14位的減法定時(shí)/計(jì)數(shù)器，有兩個(gè)與定時(shí)/計(jì)數(shù)器相關(guān)寄存器，分別是04H、05H。其中04H是定時(shí)/計(jì)數(shù)器的低8位，05H是定時(shí)/計(jì)數(shù)器的高6位，05H的高兩位是定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制位。因此，定時(shí)/計(jì)數(shù)器值的讀或?qū)懸謨纱芜M(jìn)行。對(duì)定時(shí)/計(jì)數(shù)器編程，還必須設(shè)定好05H中高兩位M1、M2的狀態(tài)。

8155的寄存器的功能*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組D15D14D13D12D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0M2M1T13T12T11T10T9T8T7T6T5T4T3T2T1T0高6位計(jì)數(shù)值低8位計(jì)數(shù)值定時(shí)器方式

8155的寄存器的功能*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組

8155的使用

8155內(nèi)部集成了256B的靜態(tài)RAM，以及3組I/O口還有一個(gè)14位的減法定時(shí)/計(jì)數(shù)器。這其中對(duì)靜態(tài)RAM的讀寫操作非常簡單，不需要編程，只需要使IO/M腳為低電平，此時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)256B靜態(tài)RAM的讀寫操作。3組I/O口及定時(shí)器的使用，相對(duì)要麻煩一些，對(duì)它們的操作均需要編程實(shí)現(xiàn)，要先給它們寫命令字或初始值。以下介紹定時(shí)器及I/O口的使用。

*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組1.定時(shí)/計(jì)數(shù)器使用

8155片內(nèi)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器外部有兩個(gè)引腳TIMERIN和TIMEROUT。TIMERIN是定時(shí)器時(shí)鐘輸入端，由外部輸入時(shí)鐘脈沖。TIMEROUT為定時(shí)器溢出輸出端子，輸出各種波形。14位計(jì)數(shù)器的低8位計(jì)數(shù)器和高6為計(jì)數(shù)器由04H、05H寄存器組成。其中05H的高兩位用以確定定時(shí)器溢出之后TIMEROUT端的輸出波形，因此定時(shí)器在使用前需確定好05H中高兩位M1、M2的內(nèi)容，并和定時(shí)/計(jì)數(shù)器的初始值一并寫入04H、05H寄存器中。

（1）定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式

8155的使用*開封大學(xué)單片機(jī)課件制作組 對(duì)定時(shí)器進(jìn)行編程，首先要將定時(shí)/計(jì)數(shù)器方式選擇送入定時(shí)器寄存器04H、05H中，計(jì)數(shù)值在0002H~3FFFH之間選擇。定時(shí)器的啟停由命令寄存器中的最高兩位控制。任何時(shí)候都可以設(shè)置定時(shí)器的長度和工作方式，然后必須將啟動(dòng)命令寫入命令寄存器中（00H）。即使定時(shí)/計(jì)數(shù)器已經(jīng)計(jì)數(shù)，在寫入啟動(dòng)命令后仍可改變定時(shí)器的工作方式。

（2）定時(shí)/計(jì)數(shù)器編程