第8章-并行接口扩展课件.ppt
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- 并行 接口 扩展 课件
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1、单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术第第8章并行接口扩展章并行接口扩展本章学习要求:本章学习要求:1.1.掌握单片机最小应用系统;掌握单片机最小应用系统;2.2.掌握单片机并行扩展总线;掌握单片机并行扩展总线;3.3.掌握并行扩展的片选编址方法;掌握并行扩展的片选编址方法;4.4.掌握外部存储器的并行扩展;掌握外部存储器的并行扩展;5.5.掌握掌握I/OI/O口的并行扩展。口的并行扩展。第八章第八章 并行接口扩展并行接口扩展 但在有些应用中,片内的这些硬件电路还不够用,需要在但在有些应用中,片内的这些硬件电路还不够用,需要在单片机外增加新的电路(芯片),也就是所谓的扩展。单片机外增加新的电
2、路(芯片),也就是所谓的扩展。单片机内部的硬件电路已基本上构成具有基本形式的微机单片机内部的硬件电路已基本上构成具有基本形式的微机系统,可以满足许多控制场合的需要。这些电路包括定时器、系统,可以满足许多控制场合的需要。这些电路包括定时器、中断、串行接口、内部数据存储器、外部程序存储器等。中断、串行接口、内部数据存储器、外部程序存储器等。例如,对于例如,对于MP3来讲,由于需要存储大量的歌曲,仅仅使用来讲,由于需要存储大量的歌曲,仅仅使用128字节片内数据存储器是不够用的,就需要在外部扩展数据存字节片内数据存储器是不够用的,就需要在外部扩展数据存储器。储器。本章安排:本章安排:8-1 MCS-5
3、1单片机最小应用系统单片机最小应用系统 8-2 MCS-51单片机的外部扩展性能单片机的外部扩展性能 8-3 外部存储器的扩展外部存储器的扩展 8-4 并行并行I/O口的扩展口的扩展8.1 MCS-51单片机最小应用系统单片机最小应用系统8.1 MCS-51单片机最小应用系统单片机最小应用系统1.89S51单片机的内部电路单片机的内部电路:4KB片内程序存储器片内程序存储器128字节片内数据存储器字节片内数据存储器2个定时器个定时器1个全双工异步串行通讯接口个全双工异步串行通讯接口2.89S51单片机最小系统需要的外部电路单片机最小系统需要的外部电路:时钟电路时钟电路复位电路复位电路8.1 M
4、CS-51单片机最小应用系统单片机最小应用系统8.1 MCS-51单片机最小应用系统单片机最小应用系统3.关于复位电路关于复位电路两种复位电路两种复位电路上电复位上电复位按键复位按键复位复位电路在复位电路在RESET引脚上产生引脚上产生10mS以上的高电平。以上的高电平。复位电路目的复位电路目的PC指针指向程序存储器的指针指向程序存储器的0000H单元单元SFR全部置固定的初始值全部置固定的初始值SP 07HP0 FFHP1 FFHP2 FFHP3 FFH其它其它 00H8.1 MCS-51单片机最小应用系统单片机最小应用系统振荡周期,大小由外接晶体决定。如外接晶体为12MHz,则振荡频率(f
5、osc)为12MHz,振荡周期约为83.3ns外接晶体及电容内部振荡电路内部时钟分频电路状态周期,由fosc二分频获得。如focs为12MHz,则状态周期频率为6MHz.振荡周期约为167nsALE,地址锁存信号由fosc六分频得到。如focs为12MHz,则ALE脚输出脉冲频率为2MHz.脉冲周期为500ns机器周期,由fosc十二分频获得。如focs为12MHz,则机器周期频率为1MHz.机器周期为1us4.关于时钟电路关于时钟电路8.1 MCS-51单片机最小应用系统单片机最小应用系统fosc两个振荡周期构成一个状态周期;六个状态周期构成一个机器周期。8.1 MCS-51单片机最小应用系
6、统单片机最小应用系统8.2 MCS-51单片机的外部扩展性能单片机的外部扩展性能8.2 MCS-51单片机的外部扩展性能单片机的外部扩展性能8.2 MCS-51单片机的外部扩展性能单片机的外部扩展性能地址总线地址总线(AB-AddressBus)地址总线宽度地址总线宽度16bit(A15:0),寻址空间),寻址空间64KByte;P0口提供低口提供低8位地址位地址A7:0;P2口提供高口提供高8位地址位地址A15:8;数据总线数据总线(DB-DataBus)数据总线宽度为数据总线宽度为8bit(D7:0);P0口提供口提供8位数据总线;位数据总线;控制总线控制总线(CB-ContolBus)A
7、LE:地址锁存信号,锁存:地址锁存信号,锁存P0口提供的口提供的A7:0;/WR:外部数据存储器写信号;:外部数据存储器写信号;/RD:外部数据存储器读信号;:外部数据存储器读信号;/PSEN:外部程序存储器读信号。:外部程序存储器读信号。8.2.1 MCS-51单片机的外部并行总线单片机的外部并行总线8.2 MCS-51单片机的外部扩展性能单片机的外部扩展性能写时序写时序MOV A,#4FHMOV DPTR,#300DHMOVX DPTR,A0DH30H4FH启动写操作启动写操作结束写操作结束写操作写入时间写入时间t指令指令-端口端口-时序时序8.2 MCS-51单片机的外部扩展性能单片机的
8、外部扩展性能读时序读时序已知已知300DH单元内数据为单元内数据为3FHMOV DPTR,#300DHMOVX A,DPTR0DH30H外部外部RAM输出输出300DH单元数据单元数据停止输出数据停止输出数据指令指令-端口端口-时序时序8D锁存器锁存器74HC3738.2.2 地址锁存地址锁存(P0口地址数据复用信号的分离口地址数据复用信号的分离)8.2 MCS-51单片机的外部扩展性能单片机的外部扩展性能LE信号为高,输入随输出变化;信号为高,输入随输出变化;LE信号为低,输出保持不变。信号为低,输出保持不变。什么是什么是D锁发器锁发器?8.2 MCS-51单片机的外部扩展性能单片机的外部扩
9、展性能外部总线写时序外部总线写时序8.2 MCS-51单片机的外部扩展性能单片机的外部扩展性能8.2.3 扩展并行接口的片选方法(寻址方式)扩展并行接口的片选方法(寻址方式)8.2 MCS-51单片机的外部扩展性能单片机的外部扩展性能6264 8KbyteA12:062648KbyteA12:062648KbyteA12:062648KbyteA12:0/WR/RDA15:0D7:0/CS/CS/CS/CSIIIIIIIV8.2 MCS-51单片机的外部扩展性能单片机的外部扩展性能一一 线选法寻址线选法寻址直接将未使用的高位地址线连到芯片的片选信号上。直接将未使用的高位地址线连到芯片的片选信号
10、上。该方法具有电路简单的特点,仅适合简单系统的扩展。该方法具有电路简单的特点,仅适合简单系统的扩展。A15/CS-IA14/CS-IIA13/CS-IIIA12:0 芯片寻址空间片选地址011xI6000H-7FFFH6000H101xIIA000H-BFFFHA000H110 xIII C000H-DFFFHC000H在编排片选地址在编排片选地址时时,将未参与片选将未参与片选的地址线赋的地址线赋0。选择芯片选择芯片选择单元选择单元二二 译码法译码法8.2 MCS-51单片机的外部扩展性能单片机的外部扩展性能将未使用的高位地址进行译码,以其译码输出作为扩展将未使用的高位地址进行译码,以其译码输
11、出作为扩展芯片的片选信号片的片选信号上。芯片的片选信号片的片选信号上。该方法是最常用的寻址方法,能有效地利用存储空间,该方法是最常用的寻址方法,能有效地利用存储空间,适用于大容量、多芯片系统的扩展。适用于大容量、多芯片系统的扩展。译码器?译码器?3-8译码器译码器74HC13874HC138真值表:真值表:8.2 MCS-51单片机的外部扩展性能单片机的外部扩展性能8.2 MCS-51单片机的外部扩展性能单片机的外部扩展性能CBA 芯片芯片 片选地址片选地址寻址空间寻址空间111/CS-IV E000H (E000H-FFFF)110/CS-III C000H (C000H-DFFF)101/
12、CS-II A000H (A000H-BFFF)100/CS-I 8000H(8000H-9FFF)/CS-I/CS-II/CS-III/CS-IV8.3 外部存储器的扩展外部存储器的扩展8.3.1 存储器分类存储器分类静态随机存储器SRAM,可写可读,掉电数据丢失6116,6264,62256动态随机存储器DRAM,可写可读,需要动态刷新,掉电数据丢失掩膜只读存储器ROM,数据由半导体工厂写入,定制一次可编程只读存储器OTP,只允许写入一次可擦除可编程只读存储器EPROM,可写入,需要紫外线擦除2716,2732,2764,27256电可擦除可编程只读存储器EEPROM,可写入,可擦除281
13、6,2817,2864闪存FLASH ROM,可写入,可擦除AT29C010,SST39F080,SST39F0168.3 外部存储器的扩展外部存储器的扩展随机存储器RAMRandom Access Memory只读存储器ROMRead Only Memory静态随机存储器SRAMStatic RAM动态随机存储器DRAMDynamic RAMEPROMErasable Programmable ROMEEROMElectrically Erasable Programmable ROM闪速存储器Flash ROM表:存储器常用术语8.3 外部存储器的扩展外部存储器的扩展8.3.2 外部数据存
14、储器的扩展外部数据存储器的扩展一一.SRAM芯片芯片6264只要保持芯片通电只要保持芯片通电,存储的内容就永久保持存储的内容就永久保持断电,存储的内容丢失断电,存储的内容丢失存储容量存储容量8KByte13根地址线,根地址线,A12:0寻址空间寻址空间0000H-1FFFH8位数据线,位数据线,D7:04根控制线根控制线/CS1:片选信号:片选信号1CS2:片选信号片选信号2/WE:写信号:写信号/OE:读信号:读信号二二.扩展扩展6264的电路连接的电路连接8.3 外部存储器的扩展外部存储器的扩展8.3 外部存储器的扩展外部存储器的扩展线选法线选法C000H-DFFFHA000H-BFFFH
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