文档介绍：微机原理及应用
第七章
单片机的系统扩展
MCS-51单片机最小系统
最小系统——能维持正常运行的最筒单配置的单片机系统。
1. 8051/8751单片机最小系统
8051含有片内ROM和RAM,8751含有片内EPROM和RAM。这两种单片机构成最小系统时,只需接上时钟电路和复位电路即可以工作。这些小系统由于内存容量小,只能作小型控制系统。
P2
P0
P1
P2
P3
XTAL1
XTAL2
8051
8751
RST
+5V
EA
+5V
2. 8031最小应用系统
由于8031无片内ROM,所以要构成最小系统除外加时钟电路和复位电路外,还须扩展片外程序存储器。
P3
P0
P2
XTAL1
XTAL2
8031
RST
+5V
EA
地址锁存器
ALE
A8 ~ A15
PSEN
8
8
8
A0~A7
D0 ~ D7
8
8
P1
P3
EPROM
C1
C2
C3
R1
S
R2
MCS-51单片机的扩展总线
1. 扩展总线
MCS-51单片机对外成三总线结构,即地址总线、数据总线和控制总线。通过三总线可以很方便地实现系统扩展。
地址锁存器
P2
ALE
A15 ~ A8
A7 ~ A0
D7 ~D0
PSEN
RD
WR
8031
8051
8751
P0
地址总线
数据总线
控制总线
P4
扩展总线
①地址总线(AB)
MCS-51单片机地址总线为16位,高8位由P2口提供,低8位由P0口经地址锁存器提供。可寻址范围为216即64KB。当系统扩展了存储器或I/O接口后,P0口和P2口一般不再作I/O口使用。
②数据总线(DB)
MCS-51单片机数据总线为8位由P0口分时提供,数据总线是三态双向的,实现单片机和外围器件之间的数据传送。
③控制总线(CB)
MCS-51单片机控制总线有10条。ALE,RST、PSEN、WR、RD、EA、INT0、INT1、T0、T1。是单片机和外围器件之间的控制信号线。其中与系统扩展有关的是前面的6种信号线。
P5
当应用系统规摸较大,扩展的芯片较多,超过总线的驱动能力时,如不采取措施,系统就不可能可靠地工作,为此应加总线驱动器。总线驱动器有单向和双向之分。
常用单向总线驱动器有:74LS244、74LS240、74KS241。
常用双向总线驱动器有:74LS245
2
20
18
9
1
DIR
10
19
G
11
A/D0
A/D7
A
B
&
PSEN
RD
+5V
74LS245
DIR=1时:A→B (输出) DIR=0时:B→A (输入)
双向驱动器
2
20
18
17
1
10
19
1G
11
P2..0
A8
A15
+5V
74LS
244
2G
4
6
8
13
17
16
14
12
9
7
5
3
单向驱动器
P6
程序存储器的扩展
常用的程序存储器
1. EPROM
EPROM是一种可用紫外线擦除的可编程只读存储器。由专门的编程器将程序写入,电源掉电后程序不会丢失。其存储内容可用紫外线擦除后重写。常用EPROM的型号及特性见P117图7-4及表7-1。
2. EEPROM
EEPROM是一种用电擦除的可编存储器。无须专门的编程器和特殊电源,可在+5V电源下在线进行擦除和写入。因此它具有ROM和RAM的特点。是一种特殊的可读可写存储器。有关常用型号和特性见P118图7-5和表7-3。
3. FLASH存储器
FLASH存储器是在EPROM工艺的基础上,增加了整片电擦除和再编程功能,比EEPROM有更高的性价比。字节编程时间10μs,最大存取时间为135ns。EEPROM的读取时间都在200ns以上,写入时间在10ms以上,字节擦除时间10ms。但FLASH存储器不能字节擦除只能整片或分块擦除。而EEPROM可以字节擦除。在单片机内使用FLASH存储器是发展的趋势。越来越多的用户倾向于选择带闪存的产品。
P7
程序存储器的扩展
1. 访问片外程序存储器的操作时序
时钟
P1
P2
P1
P2
P1
P2
P1
P2
P1
P2
P1
P2
P1
P2
P2
ALE
PSEN
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S1
P2
A15 ~ A8
A15 ~ A8
A7 ~ A0
指令
A7 ~ A0
指令
P0
P