第5章單片機應用系統的擴展5.1單片機擴展的基本概念5.2存儲器的擴展

5.2I/O接口擴展電路設計

5.1單片機擴展的基本

一、單片機最小系統使單片機能運行的最少器件構成的系統，就是最小系統。無ROM芯片：8031必須擴展ROM，復位、晶振電路有ROM芯片：89c51等，不必擴展ROM，只要有復位、晶振電路二、擴展使用的三總線地址總線：P0－低8位P2－高8位數據總線：P0控制總線：RD、WR、ALE、PSEN

(讀、寫、地址鎖存允許、外程序存儲器讀選通）5.2存儲器的擴展

一、隨機讀寫存儲器RAM的擴展

數據存儲器一般采用RAM芯片，這種存儲器在電源關斷后，存儲的數據將全部丟失。RAM器件有兩大類：動態RAM（DRAM），一般容量較大，易受干擾，使用略復雜。靜態RAM（SRAM），在工業現場常使用ＳＲＡＭ。1.SRAM的引腳6264邏輯圖6264引腳圖型號：6264前兩位數62,表示SRAM后兩位64÷8=8k字節容量62128有128÷8=16k字節容量62256有256÷8=32k字節容量2.RAM存儲器的連接

DB0～n

AB0～ND0～nA0～N

ABN+xCSR/WR/W微型機存儲器存儲器與微型機三總線的連接：1)數據線D0～n

連接數據總線DB0～n

2)地址線A0～N

連接地址總線低位AB0～N。3)片選線CS

連接地址總線高位ABN+x。4)讀寫線OE、WE(R/W)連接讀寫控制線RD、WR。3.地址鎖存器的原理地址鎖存器芯片74LS373與74LS573只是引腳布置的不同。74LS273的11腳G邏輯與以上相反。單片機復用總線結構,數據與地址分時共用一組總線。ALE地址鎖存地址鎖存地址輸出數據有效地址輸出數據有效AD0～n數據采樣數據采樣R/W單片機

AD0～7

ALER/WD0～7A0～7R/W存儲器Di

QiG地址鎖存器

AD8～n

A8～n4.62128與MCS51的連接二、只讀存儲器ROM的擴展

工作時，ROM中的信息只能讀出，要用特殊方式寫入(固化信息)，失電后可保持信息不丟失。1.掩膜ROM：不可改寫ROM由生產芯片的廠家固化信息。在最后一道工序用掩膜工藝寫入信息，用戶只可讀。2.PROM：可編程ROM用戶可進行一次編程。存儲單元電路由熔絲相連，當加入寫脈沖，某些存儲單元熔絲熔斷，信息永久寫入，不可再次改寫。3.EPROM：可光擦除PROM用戶可以多次編程。編程加寫脈沖后，某些存儲單元的PN結表面形成浮動柵，阻擋通路，實現信息寫入。用紫外線照射可驅散浮動柵，原有信息全部擦除，便可再次改寫。4.EEPROM：可電擦除PROM既可全片擦除也可字節擦除，可在線擦除信息，又能失電保存信息，具備RAM、ROM的優點。但寫入時間較長。27xx的引腳

1.只讀存儲器ROM的擴展2.27128與MCS51的連接與RAM的不同點：只有一片ROM時，CE可以接地OE接PSEN3.MCS51同時擴展ROM和RAM1.線選法

微型機剩余高位地址總線直接連接各存儲器片選線。

2.譯碼片選法

微型機剩余高位地址總線通過地址譯碼器輸出片選信號。多片存儲器芯片組成大容量存儲器連接常用片選方法。三、地址譯碼的方法1.線選法

P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0A7A6A5A4A3A2A1A0Ⅰ：1100000000000000=C000H～1101111111111111～DFFFHⅡ：1010000000000000=A000H～1011111111111111～BFFFHⅢ：0110000000000000～0111111111111111=6000H～7FFFH

2．譯碼片選法

3-8地址譯碼器：74LS138Y0、Y1、Y2分別連接三片存儲器的片選端CE1、CE2、CE3各片存儲器芯片分配地址：AB13AB14AB15+5VA Y0BY1CY2G1…G2A.BY774LS138CE1CE2CE3Ⅰ：0000H～1FFFHⅡ：2000H～3FFFHⅢ：4000H～5FFFH當單片機外接芯片較多，超出總線負載能力，必須加總線驅動器。單向驅動器74LS244用于地址總線驅動雙向驅動器74LS245用于數據總線驅動3.微型機總線擴展驅動5.2I/O接口擴展電路設計

一.8255可編程并行I/O接口擴展

二.8155可編程I/O接口擴展

三.串行口擴展I/O接口

一.8255可編程并行I/O接口擴展

利用TTL芯片、COMS鎖存器、三態門等接口芯片把P0接口擴展，常選用74LS273、74LS373、74LS244等芯片。

1、簡單I/O接口擴展

2、8255可編程并行I/O接口擴展與電路設計

（1）8255內部結構及引腳功能（2）、接口線PA0～PA7、PB0～PB7、PC0～PC7共24條端線。3個口皆為鎖存/緩沖寄存器，A口、B口有鎖存功能，C口無鎖存功能。A、B、C3口的工作方式由程序設置。（3）、數據線

8255是8位芯片，有8位數據線D0～D7。數據線接于8051的P0接口，（3）.控制線

控制線控制8255的讀RD：、寫WR、復位RESET及片選CS等。

（4）．地址線

A1A0選擇口00A口01B口10C口11控制口3、方式選擇及方式控制字

（1）8255工作方式：方式0、方式1，方式2（2）.方式選擇4、8255擴展電路及地址設置

（1）8255地址口確定（2）.8255初始化

例如，欲設置8255的A、B、C口全為輸出狀態(或輸出方式)，控制字為80H。

程序(結合上圖)如下：MOVDPTR,#0003H；8255控制口地址DPTRMOVA,#80H；控制字送AMOVX@DPTR,A；控制字寫入控制寄存器

對8255的3個端口的工作方式預先設置。設置控制字經控制口寫入。4、8255擴展電路及地址設置

（1）8255地址口確定二、8155可編程I/O接口擴展設計1、I/O接口線地址數據線控制線2、8155功能及操作

（1）8155具有3種功能：

擴展RAM、I/O接口使用、定時器使用

（2）狀態寄存器格式