精品PPT课件-第8章80C5单片机行系统扩展技术.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《精品PPT课件-第8章80C5单片机行系统扩展技术.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 精品 PPT 课件 80 C5 单片机 系统 扩展 技术
- 资源描述:
-
1、128.1 80C518.1 80C51系列单片机的并行系统扩展概述系列单片机的并行系统扩展概述 8.1.1 80C518.1.1 80C51系列单片机的并行系统扩展能力系列单片机的并行系统扩展能力 8.1.2 8.1.2 地址的锁存地址的锁存 8.1.3 8.1.3 存储器空间地址存储器空间地址 8.2 8.2 外部存储器的扩展方法外部存储器的扩展方法 8.2.1 8.2.1 程序存储器的扩展程序存储器的扩展 8.2.2 8.2.2 数据存储器的扩展数据存储器的扩展 8.2.3 8.2.3 数据存储器和程序存储器的统一编址数据存储器和程序存储器的统一编址8.3 8.3 外部外部I/0I/0口
2、的扩展方法口的扩展方法 8.3.1 8.3.1 对对I/OI/O口的编程指令口的编程指令 8.3.2 8.3.2 简单并行简单并行I/OI/O接口扩展接口扩展 8.3.3 81C558.3.3 81C55可编程可编程I/OI/O接口及扩展技术接口及扩展技术 8.3.4 82C558.3.4 82C55可编程接口电路的扩展可编程接口电路的扩展目录目录第第8 8章章80C5180C51单片机并行系统扩展技术单片机并行系统扩展技术38.08.0单片机最小应用系统单片机最小应用系统 单片机最小应用系统单片机最小应用系统是在简单的应用场合,以最简便的电路就可以满足其要求,它只需要一片单片机芯片再配上时钟
3、电路和复位电路即可构成。结构简单,价格便宜,使用非常方便。1 1、8051/87518051/8751最小应用系统最小应用系统S8051/8751片内有4KB的掩模ROM/EPROM,其自身可以构成最小应用系统,只要加上复位电路、时钟电路、/EA引脚接高电平,即可通电工作。S内部存储器只有128字节的内部RAM和一些特殊功能寄存器以及4KB的内部ROM。4最小应用系统具有以下特点:最小应用系统具有以下特点:1 1)系统结构简单、可靠;)系统结构简单、可靠;2 2)有大量的)有大量的I/OI/O线供用户使用,线供用户使用,P0-P3P0-P3口共口共3232根根I/OI/O均可作为输入均可作为输
4、入/输出线使用。输出线使用。3 3)内部存储容量有限,只有)内部存储容量有限,只有128B128B的内部的内部RAMRAM和一些特殊功能即存期以及和一些特殊功能即存期以及4KB4KB的的内部内部ROM/EPROMROM/EPROM。52 2、80318031最小应用系统最小应用系统l8031片内无驻留无驻留ROMROM,所以必须扩展程序存储器,常选用EPROM芯片。l在扩展程序存储器时,必须接上地址锁存器地址锁存器。6l系统包括80318031、2764EPROM2764EPROM、74LS37374LS373地址锁存器地址锁存器、时钟电路时钟电路和复位电路复位电路。l/EA引脚接地,使CPU
5、只能选择外部程序存储器,并执行ROM中的程序。lALE引脚接74LS373的G端。EA7 本节内容本节内容8.1.1 80C518.1.1 80C51系列单片机的并行系统扩展能力系列单片机的并行系统扩展能力8.1.2 地址的锁存 8.1.3 存储器空间地址8.18.1 80C5180C51系列单片机并行系统扩展概述系列单片机并行系统扩展概述88.1.1 80C518.1.1 80C51系列单片机的并行系统扩展能力系列单片机的并行系统扩展能力 对于小型的控制及检测系统,利用单片机自身的硬件资源就够了,但对于一些较大的应用系统,往往还需要扩展一些存储器、及并行口等外围芯片,以补充单片机硬件资源的不
6、足。80C51单片机的地址线有P2口和P0口提供,共16位,故其片外可扩展的存储器最大容量为64KB64KB,地址为0000H0000HFFFFHFFFFH。由于51单片机访问片外数据存储器和程序存储器的指令及控制信号不同,故允许两者地址重合。8.18.1 80C5180C51系列单片机并行系统扩展概述系列单片机并行系统扩展概述9 本节内容本节内容8.1.1 80C51系列单片机的并行系统扩展能力8.1.2 8.1.2 地址的锁存地址的锁存 8.1.3 存储器空间地址8.18.1 80C5180C51系列单片机并行系统扩展概述系列单片机并行系统扩展概述108.1.28.1.2地址的锁存地址的锁
7、存一、锁存的作用一、锁存的作用 80C51系列单片机以三总线三总线(地址总线、数据总线、控制总线地址总线、数据总线、控制总线)方法外扩展存储器及外部I/O口芯片。l地址总线的高地址总线的高8 8位(位(A15A15A8A8)通过)通过P2P2口输出。口输出。l数据总线(数据总线(D7D7D0D0)和地址总线()和地址总线(A7A7A0A0)低)低8 8位通过位通过P0P0口分时输出口分时输出。8.18.1 80C5180C51系列单片机并行系统扩展概述系列单片机并行系统扩展概述11 在基本扩展电路中,P0口是数据总线和低8位地址总线分时复用口,需要用到地址锁存器地址锁存器。P0P0口采用分时复
8、用的方法:口采用分时复用的方法:CPU先从P0口输出低8位地址,从P2口输出高8位地址,从而利用PO口线和P2口线的高低电平的状态来确定具体访问的存储器空间位置,再从P0口读写数据。所以,只有通过地址锁存器把P0口首先输出的低8位地址锁存起来,才能实现PO口的复用功能。8.18.1 80C5180C51系列单片机并行系统扩展概述系列单片机并行系统扩展概述12二、锁存器二、锁存器 l常用地址锁存器有74LS373、74LS573、74LS273和8282等。l74LS373和74LS573功能一样,只是芯片引脚的排列不同,都是带有三态门的、双列直插20引脚的8D锁存器。8.18.1 80C518
9、0C51系列单片机并行系统扩展概述系列单片机并行系统扩展概述74LS373的引脚排列74LS373的内部结构13 74LS373的引脚符号和功能如下:1)D71)D7D0:D0:三态门输入端。8位数据输入线。2)Q72)Q7Q0:Q0:三态门输出端。8位数据输出线。3)GND:3)GND:接地端。4)VCC:4)VCC:电源端。5)/OE:5)/OE:三态门使能端。数据输出允许信号。l/OE=0,/OE=0,三态门输出为标准三态门输出为标准TTLTTL电平;电平;l/OE=1,/OE=1,三态门输出高阻态。三态门输出高阻态。8.18.1 80C5180C51系列单片机并行系统扩展概述系列单片机
10、并行系统扩展概述146)G:6)G:8D锁存器控制端。数据输入锁存选通信号。lG=1G=1,Qi=Di(iQi=Di(i=1=1,2 28)8),锁存器处于透明工作状态,即锁存器的输出状态随数,锁存器处于透明工作状态,即锁存器的输出状态随数据输入端的变化而变化。据输入端的变化而变化。l当当G G端由端由1 1变变0 0时,数据被锁存起来,此时输出端时,数据被锁存起来,此时输出端QiQi不再随输入端的变化而变化,不再随输入端的变化而变化,而一直保持锁存前的值不变。而一直保持锁存前的值不变。G端可直接与单片机的锁存控制信号端ALE相连,在ALE的下降沿进行地址锁存。74LS373的逻辑功能表见表8
11、-1。8.18.1 80C5180C51系列单片机并行系统扩展概述系列单片机并行系统扩展概述表8-1 74LS373的逻辑功能表15 地址锁存器一般采用74LS373,采用74LS373的地址总线的扩展电路如下图。8.18.1 80C5180C51系列单片机并行系统扩展概述系列单片机并行系统扩展概述16 本节内容本节内容8.1.1 80C51系列单片机的并行系统扩展能力8.1.2 地址的锁存 8.1.3 8.1.3 存储器空间地址存储器空间地址8.18.1 80C5180C51系列单片机并行系统扩展概述系列单片机并行系统扩展概述178.1.38.1.3存储器空间地址存储器空间地址 无论ROM和
12、RAM哪种存储器芯片只要连接在系统中,单片机对其任意一个单元操作都需要先确定其地址空间。虽然二者地址形式重叠,但是访问ROM和RAM的控制总线不同、指令不同,因此CPU完全能够准确区分二者。如:某存储器芯片具有2KB个单元,本身需要11条地址线(A10A0),一般让其与单片机的P2.2P2.2P2.0P2.0和P0.7P0.7P0.0P0.0连接,将单片机剩下的P2.7P2.3地址线留下来承担区别芯片的任务,即完成片选功能。8.18.1 80C5180C51系列单片机并行系统扩展概述系列单片机并行系统扩展概述18 MCS-51发出的地址是用来选择某个存储器单元进行读写,要完成这种功能,必须进行
13、两种选择:片选、单元选择。扩展芯片的片选方法分为线选法线选法和译码法译码法两种类型。一、线选法一、线选法线选法线选法是将剩余的高位地址线作为存储器芯片(或I/O接口芯片)的片选信号。8.18.1 80C5180C51系列单片机并行系统扩展概述系列单片机并行系统扩展概述198.18.1 80C5180C51系列单片机并行系统扩展概述系列单片机并行系统扩展概述【例【例8-18-1】现有】现有2K2K*8 8位存储器芯片,需扩展位存储器芯片,需扩展8K8K*8 8位存储结构,位存储结构,要求采用线选法进行扩展。要求采用线选法进行扩展。解:扩展8KB8KB的存储器结构需2KB2KB的存储器芯片4 4片
14、片。2KB的存储器共1111根地根地址线址线与单片机P2P2口的低口的低3 3位位(P2.2(P2.2、P2.1P2.1、P2.0)P2.0)和和POPO口连接口连接。单片机的P2.3P2.3、P2.4P2.4、P2.5P2.5、P2.6P2.6分别与4个芯片的片选端连接,如图8-4所示。208.18.1 80C5180C51系列单片机并行系统扩展概述系列单片机并行系统扩展概述图8-4 用线选方式实现片选218.18.1 80C5180C51系列单片机并行系统扩展概述系列单片机并行系统扩展概述图中:图中:l1、2、3、4都是2KB的存储器芯片;l地址线A10A0实现片内寻址,地址空间为2KB;
15、l用4根高位地址线P2.3、P2.4、P2.5、P2.6与4个芯片的/CE端相连,实现片选,均为低电平有效。l为了不出现寻址错误,当P2.3、P2.4、P2.5、P2.6中有一根地址线为低电平时,其余三根地址线必须为高电平,也就同类存储器每次只能有一个芯片被选中工作。228.18.1 80C5180C51系列单片机并行系统扩展概述系列单片机并行系统扩展概述 现假设剩下的一根高位地址线A15接为低电平,这样可得到如表8-2所示的四个芯片的地址分配。238.18.1 80C5180C51系列单片机并行系统扩展概述系列单片机并行系统扩展概述线选法优点:线选法优点:电路简单,不需另外增加硬件电路,体积
16、小,成本低,在简电路简单,不需另外增加硬件电路,体积小,成本低,在简单的场合有实用价值。单的场合有实用价值。线选法缺点:线选法缺点:l片的地址空间相互之间可能不连续,不能充分利用微处理器的内存空间。片的地址空间相互之间可能不连续,不能充分利用微处理器的内存空间。(原因:用做片选信号的高位地址线的信号状态得不到充分利用。原因:用做片选信号的高位地址线的信号状态得不到充分利用。)l容易出现地址重叠现象;容易出现地址重叠现象;l并且可作片选的高位地址线有限,可寻址的器件数目受到限制。并且可作片选的高位地址线有限,可寻址的器件数目受到限制。因此,线选法只适于外扩芯片不多,规模不大的单片机系统。因此,线
17、选法只适于外扩芯片不多,规模不大的单片机系统。24例:某一系统,需要外扩例:某一系统,需要外扩8KB8KB的的EPROMEPROM(2 2片片27322732),),4KB4KB的的RAMRAM(2 2片片61166116),),这些芯片与这些芯片与MCS-51MCS-51单片机地址分配有关的地址线连线,电路如下图。单片机地址分配有关的地址线连线,电路如下图。补充实例补充实例1 12527322732:4KB4KB程序存储器,有程序存储器,有1212根根地址线地址线A0A0A11A11,分别与单片机的,分别与单片机的P0P0口及口及P2.0P2.0P2.3P2.3口相连。口相连。2732(1)
18、2732(1)的片选端接的片选端接A15(P2.7)A15(P2.7),2732(2)2732(2)的片选端接的片选端接A14(P2.6)A14(P2.6)。61166116:2KB2KB数据存储器,需要数据存储器,需要1111根地址线作为单元的选择,分别根地址线作为单元的选择,分别与单片机的与单片机的P0P0口及口及P2.0P2.0P2.2P2.2口口相连。相连。6116(1)6116(1)的片选端接的片选端接A12(P2.4)A12(P2.4),6116(2)6116(2)的片选端接的片选端接A13(P2.5)A13(P2.5)。补充实例补充实例1 126当要选中某个芯片时,单片机当要选中
19、某个芯片时,单片机P2P2口对应的片选信号引脚应为低电平,其它口对应的片选信号引脚应为低电平,其它引脚要为高电平。引脚要为高电平。两片程序存储器的地址范围:两片程序存储器的地址范围:2732(1)的地址范围:7000H7FFFH;(A15=0 A14=1 A13=1 A12=1)2732(2)的地址范围:B000HBFFFH;(A15=1 A14=0 A13=1 A12=1)6116(2)的地址范围:D800HD800HDFFFHDFFFH。(A15=1 A14=1 A13=0 A12=1)6116(1)的地址范围:E800HE800HEFFFHEFFFH;(A15=1 A14=1 A13=1
20、 A12=0)A11?A11?61166116(2 2)的地址范围:)的地址范围:D000HD000HD7FFHD7FFH。61166116(1 1)的地址范围:)的地址范围:E000HE000HE7FFH;E7FFH;补充实例补充实例1 127线选法扩展16K字节RAM和16K字节EPROM电路图补充实例补充实例2 228二、译码法二、译码法l译码法:译码法:通过译码器对系统的高位地址进行译码,以其译码输出信号 来选通相应的存储器芯片。l译码法分部分译码法部分译码法和全译码法全译码法。部分译码法是将余下的高位地址线部分经译码器后作为存储器芯片的片选信号线;部分译码法是将余下的高位地址线部分经
21、译码器后作为存储器芯片的片选信号线;全译码法是将余下的高位地址线全部进行译码产生存储器的片选信号。全译码法是将余下的高位地址线全部进行译码产生存储器的片选信号。l最常用的译码器芯片:74LS13874LS138(3-8译码器)、74LS13974LS139(双2-4译码器)、74LS15474LS154(4-16译码器)。8.18.1 80C5180C51系列单片机并行系统扩展概述系列单片机并行系统扩展概述291.74LS1391.74LS139译码器译码器 74LS139为双2线-4线译码器。这两个译码器完全独立,分别有各自的数据输入端、译码状态输出端以及数据输入允许端。其引脚见图8-5。8
22、.18.1 80C5180C51系列单片机并行系统扩展概述系列单片机并行系统扩展概述图图8-5 74LS1398-5 74LS139引脚图引脚图l/G/G:势能端,低电平有效。lA A、B B:选择端,即译码器输入端。l/Y0/Y0、/Y1/Y1、/Y2/Y2、/Y3:/Y3:译码器输出信号,低电平有效。3074LS139译码器的真值表。8.18.1 80C5180C51系列单片机并行系统扩展概述系列单片机并行系统扩展概述表表8-3 74LS1398-3 74LS139真值表真值表31【例【例8-28-2】现有】现有2K2K*8 8位存储器芯片,需扩展位存储器芯片,需扩展8K8K*8 8位存储
23、结构,位存储结构,要求采用译码法进行扩展。要求采用译码法进行扩展。解:扩展8KB的存储器结构需2KB的存储器芯片4片。2K的存储器共11根地址线与单片机P2口的低3位(P2.2、P2.1、P2.0)和PO口连接。P2.3、P2.4作为二-四译码器的译码地址,译码输出作为扩展4个存储器芯片的片选信号,P2.5、P2.6、P2.7悬空。扩展连线图如图8-6所示。8.18.1 80C5180C51系列单片机并行系统扩展概述系列单片机并行系统扩展概述328.18.1 80C5180C51系列单片机并行系统扩展概述系列单片机并行系统扩展概述图8-6 74LS139译码法实现片选33 根据译码器的逻辑关系
24、和存储器的片内寻址范围,当未用的三位都取低电平0时,可以得到4个芯片的地址空间如表8-4所示:8.18.1 80C5180C51系列单片机并行系统扩展概述系列单片机并行系统扩展概述3474LS139译码器扩展存储器实例8051ALEP0P2.0PSENRDWRP2.4P2.5P2.7P2.6ABGY2Y0Y174LS139Q0Q774LS373D7D0D7D0D7D0OEOEOEOEWEWED7D0D7D0CECECECEA0A7A0A7A0A7A0A7A8A12A8A12A8A12A8A12IC02764IC12764IC26264IC36264补充实例补充实例1 1352.74LS1382
25、.74LS138译码器译码器 74LS138是”3-8”译码器,具有3个选择输入端,可组成8种输入状态。当译码器的输入为某一个固定编码时,其输出只有某一个固定的引脚输出为低电平,其余的为高电平。8.18.1 80C5180C51系列单片机并行系统扩展概述系列单片机并行系统扩展概述图图8-7 74LS1388-7 74LS138译码器引脚图译码器引脚图l/G2A/G2A、/G2B/G2B、G1:G1:势能端势能端,用于引入控制信号。用于引入控制信号。lA A、B B、C:C:选择端选择端,即译码器信号输入端。即译码器信号输入端。l/Y7/Y7/Y0:/Y0:译码输出信号译码输出信号,低电平有效。
展开阅读全文