单片机教案第6章存储器的扩展

第六章MCS—51单片机存储器的扩展

MCS-51单片机内部有4KB的程序存储器(8031除外)和128B数据存储器。在实用中往往不够用，必须加以扩展。而8031没有内部的程序存储器也必须通过扩展才能使用。

在扩展时采用了外部三总线结构：地址总线、数据总线、控制总线。它们分别传递各自的信息。

一、地址总线（16根）

1、P0口传递低8位地址信息(A7～A0)；

2、P2口传递高8位地址信息(A15～A8)。

二、数据总线（8根）

P0口传递8位数据信息（分时传送）。

三、控制总线（5根）

1、程序存储器读控制信号为PSEN；

2、数据存储器的读控制信号RD或写控制信号WR；

3、地址锁存控制信号为ALE；

4、片内/片外选择信号为EA。

4-1 程序存储器的扩展

一、外部存储器与单片机的连接原理

1、内、外部存储器的地址分配

①内部程序存储器的地址为0000H～0FFFH；

②当EA=1时：

内、外存储器地址相接，内部从0000H～0FFFH，

外部从1000H～0FFFFH，内外连成一个整体；

③当EA=0时：

只有外存储器能使用，其地址从0000H～0FFFFH。

二、外部存储器与单片机的连接框图

1、由ALE提供选通信号，控制地址锁存器，使P0口分时传送地址或数据信

息。

2、P2口直接与程序存储器的高8位地址相连。

3

、PSEN与OE相连，控制程序存储器中8位数据的读操作。

三、外部程序存储器读周期的时序图

1、ALE(地址锁存信号)在一个程序存储器读周期内两次有效；

2、在ALE第1个下降沿将P0口输出的低8位地址存入地址锁存器；

3、同时高8位地址由P2口直接送到程序存储器；

4、PSEN

(程序存储器读控制信号)在低电平时有效，便将数据读出；

5、读出的数据通过P0口送回单片机。

四、常用的地址锁存器

74LS373是一个典型的TTL带三态输出的8位地址锁存器。

1、74LS373框图及每个锁存位的原理图

74LS373地址锁存器有8个输入端(D8～D1)，8个输出端(Q1～Q8)，1个输入选通端(G)，1个三态控制端(OE)，1个接地端(GND)，1个电源端(

CC

V)。

2、74LS373的工作原理

①当输入选通信号G=1时，锁存器Q输出端随D输入端的变化而变化。

(A7～A0传送的地址信息可以通过锁存器到达扩展的ROM)

②当输入选通信号G=0(下降沿)时，锁存器被封锁，Q输出端不再随D输入端

的变化而变化，一直保持其封锁值不变。(A7～A0传送的是数据信息)

③ G端的输入选通信号由单片机的ALE端提供。

五、常用的程序存储器EPROM芯片介绍

以美国InteL公司的2764、27128、27256这三种EPROM芯片最具有代表性。

2764 ——存储容量为8K×8；27128——存储容量为16K×8；

27256——存储容量为32K×8

1、结构特点：

① EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)，是紫外线可擦除的可

编程半导体只读存储器。一般以27开头。

②都是双列直插式28脚封装结构，只是存储容量成倍增加。

③掉电后信息不会丢失，编程时需要专用的编程器写入。

2、引脚功能：

① 2764、27128和27256主电源脚都为Vcc(+5V)，都有公共地端(GND)； ② 它们的编程电源引脚都为Vpp ；

③ 2764地址信号线为A12～A0，共有13根，KB 8213=；

27128地址信号线为A13～A0，共有14根，KB 16214=；

27256地址信号线为A14～A0，共有15根，KB 32215=。

④ 它们的数据信号线为O 7～O 0，共有8根； ⑤CE 为片选通信号输入端，CE =0时该芯片被选中，CE =1时该芯片不被 选中。

⑥OE 为允许数据输出(读)选通信号输入端，低电平有效。

⑦PGM 为编程脉冲输入端。仅在编程时接收编程脉冲。

六、程序存储器扩展电路(用8031单片机与EPROM27256配套为例)

1、 P0口的39～32脚输出的8位信号。并分为两路。

① 一路作为地址总线送74LS373地址锁存器，为27256提供低8位地址信

号。

②另一路作为数据总线，直接与27256相连接用于8位数据信号的读取。

2、P2口的21～28脚输出的8位信号。(具体连接如下)

⑴ 21～27脚直接与27256的A14～A8相连接，提供了高7位地址信号。

⑵ 28脚直接与27256的CE相连接：(功能如下)

①当28脚为0时,即：P2.7=0，27256被选通,地址范围是0000H～7FFFH。

②当28脚为1时,即：P2.7=1，27256未被选通，不工作。

3、地址锁存信号ALE与74LS373地址锁存器输入选通端G相连，用于锁存P0

口的送出的低8位地址信号。

4、读选通信号PSEN与27256的OE相连，用于读取数据。

4-2 数据存储器的扩展

一、MCS-51单片机扩展数据存储器结构图

1、P0口通过8位地址锁存器向外部数据存储器分时提供低8位地址信息和

8位数据信息；

2、单片机地址锁存信号ALE为8位地址锁存器提供选通信号；

3、P2口向外部数据存储器提供高8位地址；

4、P2口提供一个信号给译码器译码，用以得到RAM的片选信号；

5、

单片机读信号端RD可直接向数据存储器OE

端发“读”命令，使信息从

外部数据存储器经P0口数据总线进入单片机；

6、单片机写信号端WR可直接向数据存储器WE端发“写”命令，使信息从

单片机经P0口数据总线进入外部数据存储器。

二、外部数据存储器读/写周期时序图

1、外部数据存储器读周期时序

①在地址锁存信号ALE下降沿，P0口输出的低8位地址A7～A0被锁存；

② P2口此时也将高8位地址直接送出；

③读控制信号RD(低电平有效)到来，数据就从数据存储器中被读了出来；

④读出来的数据经过P0口输入到单片机中，完成了一次读操作工作。

2、外部数据存储器写周期时序

①在地址锁存信号ALE下降沿，P0口输出的低8位地址A7～A0被锁存；

② P2口此时也将高8位地址直接送出；

③写控制信号WR(低电平有效)到来，数据就从单片机中被写出来；

④写出来的数据经过P0口输出到数据存储器中，完成了一次写操作工作。三、常用数据存储器RAM芯片介绍

外部数据存储器也称静态随机存储器RAM，常用的有6116、6264两种芯片。它们都是双列直插式封装结构。

1、6116芯片(24脚)

①主电源Vcc=+5V，接地端GND；

②地址信号线A10～A0共11根；

③数据信号线D7～D0共8根；

④

控制信号线CE/OE/

WE3根；

⑤存储容量为2KB×8位。

2、6264芯片(28脚)

①主电源Vcc=+5V，接地端GND；

②地址信号线A12～A0共13根；

③数据信号线D7～D0共8根；

④控制信号线CE/OE/WE3根；

⑤存储容量为8KB×8位。

3、控制信号线的功能

①CE为片选信号控制输入端：

当CE=0时，该片被选中；当CE=1时，该片未被选中，不工作。

②OE为读信号控制输入端：

当OE=0时，读信号线有效；当OE=1时，读信号线无效。

③WE为写信号控制输入端：

当WE=0时，写信号线有效；当WE=1时，写信号线无效。

④功能表：

CE WE OE方式功能

0 0 1 写将单片机的内容，通过数据线O7～O0 写出到地址A7～A0所对应的单元中

0 1 0 读

将地址A7～A0所选中单元的内容, 通过数据线O7～O0读入单片机中。

1 ××未选中数据端口O7～O0呈高阻态

四、数据存储器扩展电路(用8031单片机与一片6264配套为例)

1、P0口的39～32脚输出的8位信号。并分为两路。

①一路作地址总线送74LS373地址锁存器，为6264提供低8位地址信号。

②另一路作数据总线，直接与6264相连接用于传送8位数据信号。

2、P2口的21～25脚直接与6264的A12～A8脚相连接，提供了高5位地址

信号。

3、地址锁存信号ALE与74LS373地址锁存器输入选通端G相连，用于锁存P0

口的送出的低8位地址信号。此接法的地址范围是0000H～1FFFH。

4、读信号RD(17脚)与6264的OE(20脚)相连，用于单片机读数据。

5、写信号WR(16脚)与6264的WE(21脚)相连，用于单片机写数据。

6、6264的片选信号CE(18脚)直接接地，保持常通。

五、程序/数据存储器综合应用实例

1、配置分析

由8031外扩一片27256(32KB)程序存储器和一片6264(8K×8)数据存储器，另加一片地址锁存器74LS373。

①程序存储器27256的地址范围是0000H～7FFFH；(A14～A0共15位地址)

②数据存储器6264的地址范围是0000H～1FFFH。(A12～A0共13位地址)

2、外扩电路对存储芯片的选取要求

①尽量选取大存储容量的芯片，以减少芯片的数量。

②芯片容量要留有余地，以备程序变动及增加功能。

③芯片要满足应用环境要求，如：电源、环境温度、工作速度等。

④芯片要有兼容性。

第六章 存储器系统 微机原理 第2版 课后答案.doc

第六章存储器系统 本章主要讨论内存储器系统，在介绍三类典型的半导体存储器芯片的结构原理与工作特性的基础上，着重讲述半导体存储器芯片与微处理器的接口技术。 6.1 重点与难点 本章的学习重点是8088的存储器组织；存储芯片的片选方法（全译码、部分译码、线选）；存储器的扩展方法（位扩展、字节容量扩展）。主要掌握的知识要点如下： 6.1.1 半导体存储器的基本知识 1.SRAM、DRAM、EPROM和ROM的区别 RAM的特点是存储器中信息能读能写，且对存储器中任一存储单元进行读写操作所需时间基本上是一样的，RAM中信息在关机后立即消失。根据是否采用刷新技术，又可分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）两种。SRAM是利用半导体触发器的两个稳定状态表示“1”和“0”；DRAM是利用MOS管的栅极对其衬间的分布电容来保存信息，以存储电荷的多少，即电容端电压的高低来表示“1”和“0”；ROM的特点是用户在使用时只能读出其中信息，不能修改和写入新的信息；EPROM可由用户自行写入程序和数据，写入后的内容可由紫外线照射擦除，然后再重新写入新的内容，EPROM可多次擦除，多次写入。一般工作条件下，EPROM 是只读的。 2.导体存储器芯片的主要性能指标 （1）存储容量：存储容量是指存储器可以容纳的二进制信息量，以存储单元的总位数表示，通常也用存储器的地址寄存器的编址数与存储字位数的乘积来表示。 （2）存储速度：有关存储器的存储速度主要有两个时间参数：TA：访问时间（Access Time），从启动一次存储器操作，到完成该操作所经历的时间。TMC：存储周期（Memory Cycle），启动两次独立的存储器操作之间所需的最小时间间隔。 （3）存储器的可靠性：用MTBF—平均故障间隔时间（Mean Time Between Failures）来衡量。MTBF越长，可靠性越高。 （4）性能/价格比：是一个综合性指标，性能主要包括存储容量、存储速度和可靠性。 3.半导体存储器的基本结构 半导体存储器的基本结构如下图所示。

80C51单片机存储器的扩展

程设计任务书 机械工程学院学院机制1211 班学生张会利-39号 课程设计题目： 单片ROM扩展 一、课程设计工作日自 2015 年 1 月 19 日至 2015 年 2 月 23 日 二、同组学生：张会利 三、课程设计任务要求（包括课题来源、类型、目的和意义、基本要求、完成时间、主要参考资 料等）： 1、目的及意义 （1）巩固和深化《单片机原理及应用》课程的理论知识，培养，分析、解决实际问题的能力。（2）掌握单片机基本运用技术及汇编语言的基本方法，能根据题目要求确定设计思路、绘制流程图、编制并调试汇编语言程序，得出结果。 2、主要内容 用一片Intel2732为80C51单片机扩展一个4KB的外部程序存储器，要求使用73LS138译码器，地址范围为A000H~AFFFH。请连线并写明扩展步骤。 3、基本要求 （1）分析题目，写出详细分析过程。 （2）绘制工作流程图。 （3）编制程序，画出硬件线路图。 （4）上机调试程序，运行结果。 （5）编写设计说明书，包括1—4个步骤的内容。 （6）答辩。 4、主要参考资料 单片机基础及应用，赵巍，冯娜，马苏常，刘玉山等，清华大学出版社，2009年指导教师签字：教研室主任签字：

程序设计说明书 （一）芯片简介 1.2732简介： 2732是容量为4k×8位（4KB）。采用单一+5V供电，最大静态工作电流100mA, 电流35mA出时间最大为250ns. 2732的封装形式为DIP24，管脚如图所示。 ●A0~A11 ：12条地址线，表示有212个地址单元 ●O0~O7 ：8条数据线，表示地址单元字长8位 ●CE ：片选控制输入端，低电平有效 ●OE/Vpp ：双功能管脚，低电平时，允许2732输出数据 ●Vcc ：工作电平+5V ●GND ：芯片接地端 2．74LS373简介： 74LS373是带三态缓冲输出的8D锁存器，由于单片机的三片总线结构中，数据线与地址线的低8位公用P0口，因此必须用地址所存器将地址信号和数据信号区分开。74L373的锁存控制端G直接与单片机的锁存控制信号和数据信号ALE相连，在AEL的下降沿锁存低8位地址。

-单片机的并行扩展技术

第六章单片机的并行扩展技术 6·1 什么是并行外围扩展? 并行外围扩展有哪两种方式？这两种方式本质上的区别是什么？ 答：(1)并行外围扩展 单片机的并行外围扩展是指单片机与外围扩展单元采用并行接口的连接方式，数据传输为并行传送方式。并行扩展体现在扩展接口数据传输的并行性。 (2)并行外围扩展的方式 并行外围扩展方式有两种I/O方式与总线方式。题图6-1是80C5l两种并行外围扩展接口示意图。图中的并行口数据宽度为8位。 ①并行I/O口方式: I/O口并行扩展由I/O口完成与外围功能单元的并行数据传送任务，单片机与外围功能单元数据传送过程中的握手交互也由I/O口来完成的。 ②并行总线方式:并行扩展采用三总线方式，即数据传送由数据总线DB完成;外围功能单元寻址由地址总线AB完成;控制总线CB则完成数据传输过程中的传输控制，如读、写操作等。 (3)两种方式本质上的区别 两种并行外围扩展方式本质上的区别列于题表6-1中。 6·2 单片抗应用系统中有哪几种键盘类型?为什么这些键盘都是通过I/O 口扩展? 答: (1)单片机应用系统中的键盘类型 与通用计算机键盘相比，单片机应用系统中的键盘种类很多，键盘中按键数量的设置依系统操作要求而定。一般说来，单片机应用系统中键盘有独立式和行列式两种，如题图6-2 所示。

题图6-2 ①独立式键盘: 独立式键盘中，每个按键占用一根I/O口线，每个按键电路相对独立如题图6-2(a)所示。I/O口通过按键与地相连。I/O口有上拉电阻，无键按下时，引脚端为高电平;有键按下时，引脚端电平被拉低。1/0端口有内部上拉电阻时，外部可不接上拉电阻。 ②行列式键盘: 行列式键盘采用行列电路结构。行列交点处通过按键相连，列线为输出口，行线为输人口，如题图6-2(b)所示。列线口输出全零电平时，若没有键按下则行线引脚上全部为高电平"1"状态;若有任何一个按键按下则行线引脚上为非全"1"状态;在有键按下后，通过列线逐个送"0"，然后逐行检查哪根行线为"0"状态，即可查出是哪个键按下。 (2)键盘通过I/O口扩展 键盘所采用的I/O口并行扩展电路都是外设接口的典型电路。这类接口只有操作原理 时序，没有器件的时序协议，故而都适宜于通过I/O口扩展。 6·3 请叙述行列式键盘的工作原理。中断方式与查询方式的键盘其硬件和软件有何不同? 答: (1)行列式键盘的工作原理 行列式键盘采用行列电路结构。行列交点处通过按键相连，列线为输出口，行线为输入口，如题图6-2(b)申所示。 其工作原理是:列线口输出全零电平时，若没有键按下则行线引脚上全部为高电平"1"状态，若有任何一个按键按下则行线引脚上为非全"1"状态;在有键按下后，通过列线逐个送"0"，然后逐行检查哪根行线为"0"状态，即可查出是哪个键按下。 (2)中断方式与查询方式的键盘的区别 单片机对键盘的操作方式可分为查询方式和中断方式。题图6 - 2中为查询方式键盘的接口电路; 题图6-3所示为中断方式键盘的接口电路。 在查询方式中，单片机要不断查询键盘中有无键按下。中断方式下单片机不必查询键盘情况，只需开放键盘中断请求。当有键按下时，会请求中断，在中断服务程序中再检查是哪个键按下。

51单片机大容量数据存储器的扩展

郑州航空工业管理学院 《单片机原理与应用》 课程设计说明书 10 级自动化专业 1006112 班级 题目51单片机大容量数据存储器的系统扩展姓名杨向龙学号100611234 指导教师王义琴职称讲师 二О一三年六月十日

目录 一、51单片机大容量数据存储器的系统扩展的基本原理 (4) 二、设计方案 (4) 三、硬件的设计 (5) 3.1 系统的硬件构成及功能 (5) 3.2硬件的系统组成 (5) 3.2.1、W241024A (5) 3.2.2、CPLD的功能实现 (5) 3.2.3、AT89C52简介 (6) 3.2.4、SRAM的功能及其实现 (9) 3.3、基本单片机系统大容量数据存储器系统扩展 (9) 五、结论 (13) 六、参考资料 (13)

51单片机大容量数据存储器的系统扩展 摘要：在单片机构成的实际测控系统中，仅靠单片机内部资源是不行的，单片 机的最小系统也常常不能满足要求，因此，在单片机应用系统硬件设计中首先要解决系统扩展问题。51单片机有很强的外部扩功能, 传统的用IO口线直接控制大容量数据存储器的片选信号的扩展系统存在运行C51编译的程序时容易死机的缺点。文中介绍了一种改进的基于CPLD的51系列单片机大容量数据存储器的扩展方法，包括硬件组成和软件处理方法。 关键字：W241024A、CPLD、AT89C52、SRAM 一、51单片机大容量数据存储器的系统扩展的基本原理 MCS-51 单片机系统扩展时，一般使用P0 口作为地址低8位（与数据口分时复用），而P2口作为地址高8位，它共有16根地址总线，最大寻址空间为64KB。但在实际应用中，有一些特殊场合，例如，基于单片机的图像采集传输系统，程控交换机话单的存储等，需要有大于64KB 的数据存储器。 二、设计方案 在以往的扩展大容量数据存储器的设计中，一般是用单片机的IO口直接控制大容量数据存储器的片选信号来实现，但是这种设计在运行以C51编写的程序（以LARGE 方式编译）时往往会出现系统程序跑飞的问题，尤其是在程序访问大容量数据存储器（如FLASH）的同时系统产生异常（如中断），由于此时由IO 口控制的片选使FLASH 被选中而SRAM 无法被选中，堆栈处理和函数参数的传递无法实现从而导致程序跑飞的现象。文章介绍一种基于CPLD 的大容量数据存储器的扩展系统，避免了上述问题的产生，提高了扩展大容量数据存储器系统的可靠性。该系统MCU 采用89C52，译码逻辑的实现使用了一片EPM7128 CPLD 芯片，系统扩展了一片128K 的SRAM，一片4M 字节的NOR FLASH，以上芯片均为5V 供电。

第3章 单片机并行存储器扩展练习题

第3章单片机并行存储器扩展 （一）填空题 1.使用8KB×8位的RAM芯片，用译码法扩展64KB×8位的外部数据存储器，需要（8） 片存储芯片，共需使用（16 ）条地址线，其中（13 ）条用于存储单元选择，（3）条用于芯片选择。 2.三态缓冲器的三态分别是（低电平）、（高电平）和（高阻抗）。 3.80C51单片机系统整个存储空间由4部分组成，分别为（256 ）个地址单元的内部（数 据）存储器，（4kb ）个地址单元的内部（程序）存储器，（64kb）个地址单元的外部（数据）存储器，（60kb ）个地址单元的外部（程序）存储器。 4.在80C51单片机系统中，为外扩展存储器准备了（16）条地址线，其中低位地址线由 （p0口）提供，高位地址线由（P2口）提供。 5.在80C51单片机系统中，存储器并行外扩展涉及的控制信号有（ＡＬＥ）、（ＷＲ）、 （ＲＤ）、（ＰＳＥＮ）和（ＣＥ），其中用于分离低8位地址和数据的控制信号是（ＡＬＥ），它的频率是晶振频率的（６）分之一。 6.起止地址为0000H ~ 3FFFH的外扩展存储器芯片的容量是（１６ＫＢ）。若外扩展存 储器芯片的容量为2KB，起始地址为3000H，则终止地址应为（３７ＦＦＨ）。 7.与微型机相比，单片机必须具有足够容量的程序存储器是因为它没有（外存）。 8.在存储器扩展中，无论是线选法还是译码法，最终都是为扩展芯片的（片选）引脚端 提供信号。 9.由一片80C51和一片2716组成的单片机最小系统。若2716片选信号CE接地，则该存 储芯片连接共需（１１）条地址线。除数据线外，系统中连接的信号线只有（ＰＳＥＮ）和（ＡＬＥ）。 （二）单项选择题 1. 下列有关单片机程序存储器的论述中，错误的是（Ｄ） （A）用户程序保存在程序存储器中 （B）断电后程序存储器仍能保存程序 （C）对于程序存储器只使用MOVC一种指令 （D）执行程序需要使用MOVC指令从程序存储器中逐条读出指令 2. 下列有关单片机数据存储器的论述中，错误的是（Ａ）

MCS-51单片机存储器的扩展

第八章MCS-51单片机存储器的扩展 第一节MCS-51单片机存储器的概述 (一)学习要求 1、熟悉MCS-51 单片机的系统总线及系统总线扩展结构 2、掌握常用的片选方法：线选法和全地址译码法。 （二）内容提要 1、三总线的扩展方法 单片机内资源少，容量小，在进行较复杂过程的控制时，它自身的功能远远不能满足需要。为此，应扩展其功能。 MCS-51单片机的扩展性能较强，根据需要，可扩展。三总线是指地址总线、数据总线、控制总线。 1）地址总线 MCS-51 单片机地址总线宽度为16 位，寻址范围为64K。 地址信号：P0 作为地址线低8 位，P2 口作为地址线高8 位。 2）数据总线 MCS-51 单片机的数据总线宽度为8 位。 数据信号：P0 口作为8 位数据口，P0 口在系统进行外部扩展时与低8 位地址总线分时复用。 3）控制总线 主要的控制信号有/WR 、/RD 、ALE 、/PSEN 、/EA 等。 2、系统的扩展能力 MCS-51 单片机地址总线宽度为16 位，因此它可扩展的程序存储器和数据存储器的最大容量是64K（２１６）。 １）线选法 线选法就是将多余的地址总线（即除去存储容量所占用的地址总线外）中的某一根地址线作为选择某一片存储或某一个功能部件接口芯片的片选信号线。一定会有一些这样的地址线，否则就不存在所谓的“选片”的问题了。每一块芯片均需占用一根地址线，这种方法适用于存储容量较小，外扩芯片较少的小系统，其优点是不需地址译码器，硬件节省，成本低。缺点是外扩器件的数量有限，而且地址空间是不连续的。 ２）全地址译码法 由于线选法中一根高位地址线只能选通一个部件，每个部件占用了很多重复的地址空间，从而限制了外部扩展部件的数量。采用译码法的目的是减少各部件所占用的地址空间，以增加扩展部件的数量。 ３）译码器级连 当组成存储器的芯片较多，不能用线选法片选，又没有大位数译码器时，可采用多个小位数译码器级连的方式进行译码片选． ４）译码法与线选法的混合使用 译码法与线选法的混合使用时，凡用于译码的地址线就不应再用于线选，反之，已用于线选的地址线就不应再用于译码器的译码输入信号． （三）习题与思考题 1. 简要说明MCS-51 单片机的扩展原理。

单片机教案第6章存储器的扩展

第六章MCS—51单片机存储器的扩展 MCS-51单片机内部有4KB的程序存储器(8031除外)和128B数据存储器。在实用中往往不够用，必须加以扩展。而8031没有内部的程序存储器也必须通过扩展才能使用。 在扩展时采用了外部三总线结构：地址总线、数据总线、控制总线。它们分别传递各自的信息。 一、地址总线（16根） 1、P0口传递低8位地址信息(A7～A0)； 2、P2口传递高8位地址信息(A15～A8)。 二、数据总线（8根） P0口传递8位数据信息（分时传送）。 三、控制总线（5根） 1、程序存储器读控制信号为PSEN； 2、数据存储器的读控制信号RD或写控制信号WR； 3、地址锁存控制信号为ALE； 4、片内/片外选择信号为EA。 4-1 程序存储器的扩展 一、外部存储器与单片机的连接原理 1、内、外部存储器的地址分配 ①内部程序存储器的地址为0000H～0FFFH； ②当EA=1时： 内、外存储器地址相接，内部从0000H～0FFFH， 外部从1000H～0FFFFH，内外连成一个整体； ③当EA=0时：

只有外存储器能使用，其地址从0000H～0FFFFH。 二、外部存储器与单片机的连接框图 1、由ALE提供选通信号，控制地址锁存器，使P0口分时传送地址或数据信 息。 2、P2口直接与程序存储器的高8位地址相连。 3 、PSEN与OE相连，控制程序存储器中8位数据的读操作。 三、外部程序存储器读周期的时序图 1、ALE(地址锁存信号)在一个程序存储器读周期内两次有效； 2、在ALE第1个下降沿将P0口输出的低8位地址存入地址锁存器；

3、同时高8位地址由P2口直接送到程序存储器； 4、PSEN (程序存储器读控制信号)在低电平时有效，便将数据读出； 5、读出的数据通过P0口送回单片机。 四、常用的地址锁存器 74LS373是一个典型的TTL带三态输出的8位地址锁存器。 1、74LS373框图及每个锁存位的原理图 74LS373地址锁存器有8个输入端(D8～D1)，8个输出端(Q1～Q8)，1个输入选通端(G)，1个三态控制端(OE)，1个接地端(GND)，1个电源端( CC V)。 2、74LS373的工作原理 ①当输入选通信号G=1时，锁存器Q输出端随D输入端的变化而变化。 (A7～A0传送的地址信息可以通过锁存器到达扩展的ROM) ②当输入选通信号G=0(下降沿)时，锁存器被封锁，Q输出端不再随D输入端 的变化而变化，一直保持其封锁值不变。(A7～A0传送的是数据信息) ③ G端的输入选通信号由单片机的ALE端提供。 五、常用的程序存储器EPROM芯片介绍

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第八章 MCS-51单片机存储器的扩展 第一节 MCS-51单片机存储器的概述 (一学习要求 1、熟悉 MCS-51 单片机的系统总线及系统总线扩展结构 2、掌握常用的片选方法：线选法和全地址译码法。（二）内容提要 1、三总线的扩展方法 单片机内资源少，容量小，在进行较复杂过程的控制时，它自身的功能远远不能满足需要。为此，应扩展其功能。 MCS-51单片机的扩展性能较强，根据需要，可扩展。三总线是指地 址总线、数据总线、控制总线。 1）地址总线 MCS-51 单片机地址总线宽度为 16 位，寻址范围为 64K。 地址信号： P0 作为地址线低 8 位， P2 口作为地址线高 8 位。 2）数据总线 MCS-51 单片机的数据总线宽度为 8 位。 数据信号： P0 口作为 8 位数据口， P0 口在系统进行外部扩展时与低 8 位地址总线分时复用。 3）控制总线 主要的控制信号有 /WR 、 /RD 、 ALE 、 /PSEN 、 /EA 等。

2、系统的扩展能力 MCS-51 单片机地址总线宽度为 16 位，因此它可扩展的程序存储器和数据存储器的最大容量是64K（２１６）。 １）线选法 线选法就是将多余的地址总线（即除去存储容量所占用的地址总线外）中的某一根地址线作为选择某一片存储或某一个功能部件接口芯片的片选信号线。一定会有一些这样的地址线，否则就不存在所谓的“选片”的问题了。每一块芯片均需占用一根地址线，这种方法适用于存储容量较小，外扩芯片较少的小系统，其优点是不需地址译码器，硬件节省，成本低。缺点是外扩器件的数量有限，而且地址空间是不连续的。 ２）全地址译码法 由于线选法中一根高位地址线只能选通一个部件，每个部件占用了很多重复的地址空间，从而限制了外部扩展部件的数量。采用译码法的目的是减少各部件所占用的 地址空间，以增加扩展部件的数量。 ３）译码器级连 当组成存储器的芯片较多，不能用线选法片选，又没有大位数译码器时，可采用多个小位数译码器级连的方式进行译码片选． ４）译码法与线选法的混合使用 译码法与线选法的混合使用时，凡用于译码的地址线就不应再用于线选，反之，已用于线选的地址线就不应再用于译码器的译码输入信号． （三）习题与思考题 1. 简要说明MCS-51 单片机的扩展原理。

第六章课后习题

第六章习题 （二）填空题 1 . MCS-51可提供和两种存储器、最大存储空间可达的两个并行存储器扩展系统。 2. 为扩展存储器而构造系统总线，应以P0口的8位口线作为线，以P2口的口线作为。 3. 在存储器编址技术中，不需要额外增加电路，但却能造成存储器映象区重叠的编址方法是法，能有效利用存储空间适用于大容量存储器扩展的编址方法是法。 4. 为实现内外程序存储器的衔接，应使用信号进行控制。 5. 访问内部RAM使用指令，访问外部RAM使用指令，访问内部ROM 使用指令，访问外部ROM使用指令。 6. 与微型机不同，单片机必须具有足够容量的程序存储器是因为。 7. 在存储器扩展中，无论是线选法还是译码法，最终都是为扩展芯片的端提供信号。 8. 在接口电路中，把已经编址并能进行读写操作的寄存器称为。 9. 从单片机的角度上看，连接到数据总线上的输出口应具有功能，连接到数据总线上的输入口应具有功能。 10. 在三态缓冲电路中，除了数据输入线和数据输出线外，还应当有一个信号线。 11. 在MCS-51单片机系统中，采用的编址方式是。 12. 在单片机中，为实现数据的I／O传送，可使用3种控制方式，即方式、 方式和方式。 13. 在查询和中断两种数据输入输出控制方式中，效率较高的是。 14. 在多位LED显示器接口电路的控制信号中，必不可少的是控信号和 控信号。 15. 简单输入口扩展是为了实现输入数据的缓冲功能，而简单输出口扩展是为了实现输出数据的功能。 16. 8255A能为数据I/O操作提供A、B、C 3个8位口，其中A口和B口只能作为数据口使用，而C口则既可作为口使用，又可作为口使用。 17. 与8255A比较，8155的功能有所增强，主要表现在8155具有单元的和一个位的。 （三）选择题 1．在MCS-51中，需双向传递信号的是 （A）地址线（B）数据线（C）控制信号线（D）电源线2．在MCS-51中，为实现P0口线的数据和低位地址复用，应使用 （A）地址锁存器（B）地址存储器 （C）地址缓冲器（D）地址译码器 3．在下列信号中，不是给程序存储器扩展使用的是 （A）PSEN （B）EA （C）ALE （D）WR 4．在下列信号中，不是给程序存储器扩展使用的是 （A）EA （B）RD （C）WR （D）ALE 5．如在系统中只扩展一片Intel2764，除应使用P0口的8条口线外，至少还应使用P2口的口线

80C51单片机存储器的扩展

接口技术 课程设计说明书 设计题目80C51单片机存储器的扩展 指导教师： 设计者： 系别： 班级： 学号： 机械工程学院班学生课程设计题目： 80C51单片机存储器的扩展

一、课程设计工作日自年月日至年月日 二、同组学生： 三、课程设计任务要求（包括课题来源、类型、目的和意义、基本要求、完成时间、主 要参考资料等） 1、目的及意义 (1)巩固及深化《单片机原理及应用》课程的理论知识，培养，分析，解决实际问题的能力。 (2)掌握80C51系统的总线构成，能根据题目要求确定设计思路、绘制所需的硬件电路图。 2、主要内容 用两片Intel2732为80C51单片机扩展一个8KB的外部程序存储器，要求使用73LS138译码器，地址范围为B000H～CFFFH,请连线并写明扩展步骤。 3、基本要求 （1）熟悉各芯片的使用方法和注意事项。 （2）绘制电路原理图 （3）答辩 4、主要参考资料 单片机基础及应用，赵巍，冯娜，马苏常，刘玉山等，清华大学出版社，2009年 指导教师签字：教研室主任签字： 分析题目： 根据题意知用2片Intel2732给80C51单片机扩展8KB的外程序存储器，分配的地址范

围为B000H~CFFFH，分别采用线选法和译码法。 2732以HMOS-E(高速NMOS硅栅)工艺制成，24脚双列直插式,为4KB容量，地址线12条A0～A11；，数据线8条D0～D7，远为片选端，低电平有效，OE／VPP是输出允许信号，低电平有效，该引脚在编程时也作为编程电压VPP的输入端。VCC为十5V电源，GND 为地。（参考《微型计算机原理及应用》） 由于80C51单片机对外没有专用的地址总线（AB），数据总线(DB)和控制总线(CB)，那么在进行系统扩展时，首先需要扩展系统的三总线。 1地址总线：(address bus AB)（《参考单片机基础及应用》P81） 1）AB的特点 地址总线用来传递地址信号，用于外扩展储存单元和I/O端口地址。 地址总线总是单向的，因为地址信号只能从单片机向外传送。 一条地址线提供一位地址，所以地址线的数目决定可寻址储存单元的数目。 2）80C51单片机的地址总线的构成 80C51单片机的地址总线宽度为16位，故可寻址范围为256=64KB. 其中低八位A0~A7由P0口提供，高8位A8~A15由P2口提供。 通过80C51的引脚ALE可实现对外地址总线的扩展。 2数据总线（adta bus,DB）(《参考单片机基础及应用》P82) 1）DB的特点 数据总线用于传送数据，状态，指令和命令。 数据总线的位数应与单片机字长一致。 数据总线是双向的，即可以进行两个方向（读、写）的数据传送。 2）80C51单片机的数据总线的构成 80C51单片机的数据总线由P0口提供，起宽度为8位，该口为三态双向口，是应用系统中使用最为频繁的通道， 数据总线要连到多个连接的外围芯片上，而在同一时间里只能够有一个是有效的数据传送通道。 3控制总线（control bus,CB）（《参考单片机基础及应用》P82） 1）CB的特点 控制总线包括片外系统扩展用控制线和片外信号对单片机的控制线。 2）80C51单片机的控制总线的构成 系统扩展用控制线有WR,RD,PSEN,ALE和EA。 WR,RD：用于片外数据存储器（RAM）的读，写控制。当执行片外数据存储器操作指MOVX 时，这两个控制信号自动生成。 用于片外程序存储器(EPROM)的“读”数控制。 ALE:用于锁存P0口输出的低8位地址数据的控制线。 EA:用于选择片内或片外程序存储器。当EA=0时，只访问外部程序存储器，不论片内有无程序存储器。当EA=1时，先访问片内程序存储器，当片内ROM访问完毕，自动转到片外ROM 继续执行程序。 常用的译码芯片有：74LS193和74LS138等，它们的CMOS型芯片分别是74HC139和74HC138。这里用到的是74LS138芯片，它有3个“选择输入端”C,B.A，它可以选择8个输出线Y0~Y7。当C，B，A的信号组合选择到某个输出线为低电平。74LS138还有3个“使能输入端”G1，当其有效时，即时译码器才能正常工作。