07 MCS-51 单片机的系统扩展.ppt

第七章 MCS-51 单片机的系统扩展
本章主要介绍51系列单片机系统扩展问题,在本章中要研究较多的硬件方面及硬软结合方面的问题,本章与第一章关系密切,在学习本章内容之前,要先明确51系列单片机本身的系统资源,可先复习一下前面几章的有关单片机硬件组成方面的内容。
本章将介绍以下具体内容:
系统扩展的含义、单片机的地址总线和数据总线、常见系统扩展电路举例。
§ 前言

单片机中虽然已经集成了CPU、I/O口、定时器、中断系统、存储器等计算机的基本部件(即系统资源),但是对一些较复杂应用系统来说有时感到以上资源中的一种或几种不够用,这就需要在单片机芯片外加相应的芯片、电路,使得有关功能得以扩充,我们称为系统扩展(即系统资源的扩充)。
----单一功能的扩展
综合功能的扩展
----
单片机与相应芯片的接口电路连接(即地址总线、数据总线、控制总线的连接)与编程。
51系列单片机没有专用的对外地址总线和数据总线,其P0口和P2口既是通用I/O口,同时P0口还是分时复用的双向数据总线和低8位地址总线(一般需要加一级锁存器),而P2口则是高8位地址总线。

(1)单一功能的系统扩展
存储器的扩展(程序存储器、数据存储器、E2PROM )
外部中断源的扩展(简单门电路)
并行口的扩展(8155)
(2)综合功能的扩展
外部RAM、定时器、并行口扩展(8155)
存储器、并行口、定时器扩展(多芯片)

.程序存储器的作用----存放程序代码或常数表格
.扩展时所用芯片----一般用只读型存储器芯片(可以是EPROM、E2PROM、 FLASH芯片等)。
.扩展电路连接---- 用EPROM 2764扩展程序存储器。
.存储器地址分析----究竟单片机输出什么地址值时,可以指向存储器中的某一单元。
§ 存储器的扩展
程序存储器的扩展
2764----8K EPROM
2764引脚功能
A0~A12
地址线
CE
选片
OE
读
D0~D7
数据线
VPP
A12
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
D0
D1
D2
GND
Vcc
PGM

A8
A9
A11
OE
A10
CE
D7
D6
D5
D4
D3
2764
.扩展时所用芯片1
编程脉冲输入
PGM
编程电源
Vpp
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
G
74LS373
GND
+5V
E
Q7
Q6
Q5
Q4
Q3
Q2
Q1
Q0
.扩展时所用芯片2
373引脚功能
D0~D6
数据输入
E
输出允许
G
数据输出
Q0~Q7
使能端
当E=0,G=1时,
输出Q=输入D(透明);
当E=0,G=0时,
输出Q端不变(锁存)
当E=0,输出高阻态
.扩展电路连接
图7-4 扩展电路
单片机
8031

:
.
A8
.
.
.
ALE
PSEN
74LS
373
G
2764
A7
.
.
A0
O0
.
.
O7

:

OE
CE
Q0
.
.
Q7
D0
.
.
D7
8031 2764
数据总线的连接:
-(数据总线)--------------------------------------O0-O7
地址总线的连接:
-(地址总线低8位)-------------------------------- A0-A7
-(地址总线高8位中的5位)------------------------- A8-A12
控制总线的连接:
PSEN(程序存储器允许,即读指令) -------------------------- OE
ALE(地址锁存允许)--------------------------------接373的使能端G
经过锁存器373
A12

一个机器周期
ALE
PSEN
P2
P0
地址A8~A15
地址A8~A15
A0~A7
A0~A7
指令码
指令码
图7-2 从外存取指令时序图