MCS-51单片机扩展存

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1、第8章MCS-51单片机扩展存储器的设计8.1概述8.2系统总线及总线构造8.3读写控制、地址空间分配和外部地址锁存器8.4程序存储器EPROM的扩展8.5静态数据存储器的扩展8.6EPROM和RAM的综合扩展8.7E2PROM的扩展8.8ATMEL89C51/89C55单片机的片内闪烁存储器28.1概述1.单片机扩展的基本概念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

2、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）。MCS-51系列单片机有很强的外部扩展功能，大部分常规芯片可用于其外围扩展电路中。扩展的内容主要有总线、程序存储器、数据存储器、I/O口扩展等。32.系统扩展分类单一功能的扩展综合功能的扩展3.系统扩展需要解决的问题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。451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

3、一级锁存器），而P2口则是高8位地址总线。4.单片机的地址总线和数据总线要进行系统扩展，首先要构造系统总线。58.2系统总线及总线构造所谓总线，就是连接计算机各部件的一组公共信号线。MCS-51使用的是并行总线结构，按其功能分三类：1.地址总线地址总线用于传送单片机发出的地址信号，以便进行存储单元和I/O端口的选择。地址总线是单向的，只能由单片机向外送出。地址总线的数目决定着可以直接访问的存储单元的数目。如MCS-51系列单片机地址总线宽为16位，所以可寻址范围为216=64KB。其中，P0口作低8位，P0口作地址

4、线时要锁存，P2口作高8位。62.数据总线数据总线用于在单片机与存储器之间或单片机与I/O之间传送数据。单片机系统数据总线的位数与单片机处理数据的字长一致。MCS-51单片机是8位字长，所以数据总线的位数也是8位的。数据总线是双向的，可以进行两个方向的传送。3.控制总线控制总线实际上就是一组控制信号线，包括单片机发出的，以及从其他部件传送给单片机的。对于一条具体的控制信号线来说，其传送方向是单向的，但是由不同方向的控制信号线组合的控制总线则表示为双向。74.构造系统总线由于单片机的扩展系统是并行总线结构，因此单片机

5、系统扩展的首要问题是构造系统总线，然后再往系统总线上“挂”存储器芯片或I/O接口芯片。MCS-51单片机受引脚数目的限制，数据线和低8位地址线是复用的，由P0口线兼用。为了将他们分离出来，需要在单片机外部增加地址锁存器，从而构成与一般CPU相类似的片外三总线。如图8-2所示。地址锁存器一般采用74LS373，P0口送出的低8位有效地址信号是在ALE(地址锁存允许)信号变高的同时出现的，并在ALE由高变低时，将出现在P0口的地址信号锁存到外部地址锁存器74LS373中，随后，P0口又作为数据总线口。8P2口P0口AL

6、ERDWRPSENP1.7P3.6EA+5V或地8051高8位地址线低8位地址线地址锁存器88位数据总线控制总线16位地址总线图8-2MCS-51扩展的三总线9构造系统总线的具体方法地址总线：以P0口作为低8位地址总线（必须外接一个锁存器74LS373）。以P2口的口线作为高位地址线。需用几位就引几条口线。数据总线：以P0口的口线作为数据总线。控制总线：使用ALE信号作为低8位地址的锁存控制信号。用/PSEN信号作为扩展程序存储器的读选通信号。用/EA信号作为内外程序存储器的选择控制信号。用/RD和/WR信号作为扩

7、展数据存储器和I/O的读选通信号。108.3读写控制、地址空间分配和外部地址锁存器8.3.1存储器扩展的读写控制外扩的RAM芯片的读、写控制引脚/OE和/WE分别与MCS-51的/RD和/WR引脚相连。外扩的EPROM正常使用时只能读，不能写，故芯片无写控制引脚，只有读出引脚/OE，与51的/PSEN相连。8.3.2存储器地址空间分配存储器的地址空间分配，实际上就是通过地址线，与存储器芯片的地址引脚适当连接，最终达到一个存储器单元对应一个地址的要求。118.3.2存储器地址空间分配通常把单片机系统的地址笼统地分为低

8、位和高位地址，存储器芯片的某一存储单元选择使用低位地址，剩下的高位地址才作为芯片选择使用，因此芯片的选择都是使用高位地址线。在16根地址线中，高、低位地址线的数目并不是固定的，我们只是把用于存储单元选择所使用的地址线，都称为低位地址线，其余的就为高位地址线。存储器地址空间分配除了考虑地址线的连接外，还需考虑各存储器芯片在整个存储空间中所占据的地址范围，以便在