文档介绍：第6章 MCS-51单片机系统扩展
MCS-51单片机的最小系统
存储器扩展
输入/输出口扩展
单片机
MCS-51单片机系统扩展包括:
1、程序存储器扩展;
2、数据存储器扩展;
3、I/O口扩展;
4、定时/计数器扩展;
5、中断系统扩展;
6、串行口扩展。
在本章中只介绍应用较多的程序存储器扩展、数据存储器扩展和I/O口扩展。
MCS-51单片机的最小系统
所谓最小系统,是指一个真正可用的单片机最小配置系统。对于单片机内部资源已能满足系统需要的,可直接采用最小系统。MCS-51单片机根据片内有无程序存储器最小系统分两种情况。
该最小系统的特点如下:
(1)由于片外没有扩展存储器和外设,P0、P1、P2、P3都可以作为用户I/O口使用。
(2)片内数据存储器有128字节,地址空间00H~7FH,没有片外数据存储器。
(3)内部有4KB程序存储器,地址空间0000H~0FFFH,没有片外程序存储器,EA应接高电平。
(4)可以使用两个定时/计数器T0和T1,一个全双工的串行通信接口,5个中断源。
XTAL1
XTAL2
8751
P0
P1
P2
P3
8051
RESET
EA
GND
+5V
+5V
8
8
8
8
8051/8751的最小系统
8051/8751片内分别有4KB的ROM/EPROM,因此,只需要外接晶体振荡器和复位电路就可构成最小系统。
8031最小应用系统
8031片内无程序存储器片,因此,在构成最小应用系统不仅要外接晶体振荡器和复位电路,还应外扩展程序存储器。
P2
ALE
8031
P0
EA
PSEN
G
74LS
373
A15-8
A7-0
D7-0
OE
2764
CE
高8位地址线
该最小系统特点如下:
(1)由于P0、P2在扩展程序存储器时作为地址线和数据线,不能作为I/O线,因此,只有P1、P3作为用户I/O口使用。
(2)片内数据存储器同样有128字节,地址空间00H~7FH,没有片外数据存储器。
(3)内部有无程序存储器,但片外扩展了程序存储器,其地址空间随芯片容量不同而不一样。左图中使用的是2764芯片,容量为8K字节,地址空间为0000H~1FFFH。由于片内没有程序存储器,只能使用片外程序存储器,EA只能接低电平。
(4)同样可以使用两个定时/计数器T0和T1,一个全双工的串行通信接口,5个中断源。
存储器扩展
存储器扩展概述
一、MCS-51单片机的存储器扩展能力
MCS-51单片机地址总线宽度为16位,片外可扩展的存储器最大容量为64KB,地址为0000H~FFFFH。因为程序存储器和数据存储器是通过不同的控制信号和指令进行访问,允许两者的地址空间重叠,所以片外可扩展的程序存储器与数据存储器分别都为64KB。
1、扩充存储器字长:
2、扩充存储器容量:
存储器扩展:
2、数据线:存储器芯片的数据线的数目由芯片的字长决定。连接时,存储器芯片的数据线与单片机的数据总线(~)按由低位到高位的顺序顺次相接。
3、地址线:存储器芯片的地址线的数目由芯片的容量决定。容量(Q)与地址线数目(N)满足关系式:Q=2N。存储器芯片的地址线与单片机的地址总线(A0~A15)按由低位到高位的顺序顺次相接。一般来说,存储器芯片的地址线数目总是少于单片机地址总线的数目,因此连接后,单片机的高位地址线总有剩余。剩余地址线一般作为译码线,译码输出与存储器芯片的片选信号线/CS相接。片选信号线与单片机系统的译码输出相接后,就决定了存储器芯片的地址范围。
1、控制线:对于程序存储器,一般来说,具有输出允许控制线/OE,它与单片机的/PSEN信号线相连。对于数据存储器,一般都有输出允许控制线/OE和写控制线/WE,它们分别与单片机的读信号线/RD和写信号线/WR相连。
二、存储器扩展的一般方法
不论何种存储器芯片,其引脚都呈三总线结构,与单片机连接都是三总线对接。另外,电源线接电源线,地线接地线。
总线扩展驱动:
当单片机外接芯片较多,超出总线负载能力,必须加总线驱动器。
单向驱动器74LS244、 74LS245用于
地址总线驱动;
双向驱动器74LS255用于
数据总线驱动。
译码有两种方法:部分译码法和全译码法。
部分译码:所谓部分译码就是存储器芯片的地址线与单片机系统的地址线顺次相接后,剩余的高位地址线仅用一部分参加译码。部分译码使存储器芯片的地址空间有重叠,造成系统存储器空间的浪费。
部分译码法的一个特例是线译码。所谓线译码就是直接用一根剩余的高位地址线与一块存储器芯片