1、微機原理及運用微機原理及運用第第7章章 單片機的系統擴展單片機的系統擴展 單片機內部集成了計算機的根本功能部件，因此一塊單片機如8051/8751往往就是一個最小微機系統。MCS-51系列單片機具有很強的系統擴展才干，可以擴展64KB的程序存儲器和64KB的數據存儲器或輸入輸出口。 7.1 MCS-51單片機最小系統單片機最小系統 單片機是集單片機是集CPU、RAM、ROM、定時器、定時器/計數器和計數器和I/O接口電路于一片集成電路的微型接口電路于一片集成電路的微型計算機。對于簡單的運用場所，可以在計算機。對于簡單的運用場所，可以在MCS-51系列單片機中選擇一個適宜的產品構成一個系列單片機

2、中選擇一個適宜的產品構成一個具有最簡單配置的系統，即最小系統。具有最簡單配置的系統，即最小系統。MCS-51系列中含有片內程序存儲器的單片機如系列中含有片內程序存儲器的單片機如8051/8751僅一塊芯片就可構成最小系統，而無僅一塊芯片就可構成最小系統，而無片內存儲器的單片機如片內存儲器的單片機如8031必需外部擴展程序必需外部擴展程序存儲器才干構成最小系統。存儲器才干構成最小系統。 .1 8051/8751單片機最小系統單片機最小系統 用用8051/8751單片機構成最小運用系單片機構成最小運用系統時，只需將單片機接上時鐘電路和復統時，只需將單片機接上時鐘電路和復位電路即可，如下圖。位電路即

3、可，如下圖。 7.2 擴展總線的產生擴展總線的產生 當單片機最小運用系統不能滿足實踐當單片機最小運用系統不能滿足實踐運用系統要求時，需求在單片機外部銜接運用系統要求時，需求在單片機外部銜接相應的外圍芯片以滿足運用系統要求。相應的外圍芯片以滿足運用系統要求。MCS-51系列單片機有很強的外部擴展功系列單片機有很強的外部擴展功能，大部分常規芯片可用于其外圍擴展電能，大部分常規芯片可用于其外圍擴展電路中。擴展的內容主要有總線、程序存儲路中。擴展的內容主要有總線、程序存儲器、數據存儲器、器、數據存儲器、I/O口擴展等。口擴展等。 普通微機的CPU外部都有單獨的地址總線、數據總線和控制總線，而MCS-5

4、1系列單片機由于受管腳數量的限制，數據總線和地址總線是復用P0口，為了將它們別分開，以便同外圍芯片正確地銜接，需求在單片機外部添加地址鎖存器如74LS373、8282等，從而構成與普通CPU類似的片外三總線，如以下圖所示。 MCS-51系列單片機擴展三總線 1. 地址總線地址總線AB 地址總線的位數決議了地址總線的位數決議了CPU可以直可以直接尋址的內存范圍。如：微型機的接尋址的內存范圍。如：微型機的AB為為20位，決議它的最大內存容量為位，決議它的最大內存容量為220=1M字節。地址總線是單向的。字節。地址總線是單向的。 MCS-51系列單片機地址總線寬為系列單片機地址總線寬為16位，所以可

5、尋址范圍為位，所以可尋址范圍為216=64KB。 16位地址總線由位地址總線由P0口提供低口提供低8位位A0-A7，P2口提供高口提供高8位位A8-A15。由于。由于P0口口還要作數據總線，只能分時用作低還要作數據總線，只能分時用作低8位地位地址線，所以址線，所以P0輸出的低輸出的低8位地址必需用鎖位地址必需用鎖存器鎖存。鎖存器的鎖存控制信號為存器鎖存。鎖存器的鎖存控制信號為ALE輸出信號。輸出信號。P2口不需外加鎖存器。口不需外加鎖存器。 2. 數據總線數據總線DB 數據總線的位數也稱為寬度與微數據總線的位數也稱為寬度與微處置器的位數相對應。數據總線是雙向的。處置器的位數相對應。數據總線是雙

6、向的。 數據總線由數據總線由P0口提供，其寬度為口提供，其寬度為8位，位，用于單片機與外部存儲器和用于單片機與外部存儲器和I/O設備之間設備之間傳送數據。傳送數據。P0口為雙向口，可以進展兩個口為雙向口，可以進展兩個方向的數據傳送。方向的數據傳送。 3 .控制總線CB) 由P3口提供。控制總線用來傳輸控制信號，是雙向的。 ALE:地址鎖存器的選通訊號，用于鎖存P0口的低8位地址。 PSEN:擴展程序存儲器的讀選通訊號。 EA:片內或片外程序存儲器的選通訊號。 RD、WR:片外數據存儲器和I/O口的讀寫選通訊號。7.3程序存儲器的擴展7.3.1常用的程序存儲器 半導體存儲器EPROM、EEPRO

7、M常作為單片機的外部存儲器。1、EPROM 紫外線擦除可編程只讀存儲器，常用的有2716、2732、2764、27128、27256等。2、EEPROM 電擦除可編程只讀存儲器，常用的有2816、2817、2864等。A0Ai:地址輸地址輸入線。入線。D0D7:數據輸數據輸入線。入線。CE:片片選信號選信號輸入線。輸入線。OE:讀讀選通訊選通訊號輸入號輸入線。線。7.3.2程序存儲器的擴展外部程序存儲器的普通擴展邏輯外部程序存儲器的普通擴展邏輯擴展舉例擴展舉例: 2732(4KB)擴展擴展4KB EPROM的的8031系統系統外部存儲器的擴展可經過線選方式或譯碼方式實現片選。圖7-8是采用線選

8、方式對8031擴展一片2732 EPROM的連線圖。圖中選用P2.7作為2732的片選信號線，那么2732 EPROM的地址范圍為：0000H0FFFH。 27648KB擴展擴展16KB EPROM的的8031系統系統EPROM的地址范圍為：0000H1FFFH和2000H 3FFFH 。7.4數據存儲器的擴展7.4.1常用的數據存儲器 半導體存儲器SRAM(靜態隨機存儲器Static RAM)、EEPROM常作為單片機的外部數據存儲器。 MCS-51對外部RAM的訪問有4條指令： MOVX A,Ri MOVX Ri, A MOVX A, DPTR MOVX DPTR, AA0Ai:地址輸入線。地址輸入線。 RD:讀選通訊號輸入線。讀選通訊號輸入線。D0D7:雙向數據輸入線。雙向數據輸入線。 WR:寫選通訊號輸入線。寫選通訊號輸入線。CE:片選信號輸入線。片選信號輸入線。7.4.2數據存儲器的擴展外部數據存儲器的普通擴展邏輯外部數據存儲器的普通擴展邏輯 外接數據存儲器與程序存儲器地址的地址空間允許重疊0000HFFFFH，不會發生沖突，這是由于它們分別運用不同的控制信號ROM用PSEN信號，RAM用RD信號和不同的指令MOVC與MOVX。擴展舉例擴展舉例:用用2片片