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典型外部ROM和RAM器件的使用实例详解来源：开拓电子（keiltop.com）录入：autumn1实例功能在很多应用场合，51单片机自身的存储器和I/O口资源不能满足系统设计的需要，这时就要进行系统扩展。在本例中，将结合片外ROM和片外RAM的典型芯片的应用，说明如何扩展单片机的数据存储器和程序存储器。本例中3个功能模块描述如下：单片机系统：扩展单片机的存储器，实现片外存储器的访问。外围电路：分为3个内容。首先是用地址锁存器完成单片机系统总线的扩展，其次是扩展片外ROM器件2764,第三是扩展片外RAM6264.C51程序：用C51完成对片外存储器的读写。本例目的在于希望keiltop读者在读完本例后，能完成相关的电路设计。器件原理本实例中将首先介绍单片机的三总线概念和形成，随后介绍单片机弦叫线的扩展。在单片机系统扩展时，引入片外典型存储器件，最后给出典型片外ROM和RAM的电路连接和使用方法。2.1单片机的三总线(1)什么是单片机的三总线？单片机三总线指数据线、地址线和控制线。单片机CPU所要处理的就是这3种不同的总线信号。数据线：数据总线用来传送指令和数据信息。P0口兼做数据总线DB0~DB7.地址线：用来指定数据存储单元的志趣分配信号线。在8051系列中，提供了引脚ALE,在ALE为有效高电平，在P0口上输出的是地址信息，A7-A0。另外，P2口可以用于输出地址高8位的A15~A8,所以对外16位地址总线由P2和P0锁存器构成。控制线：8051系列中引脚输出控制线，如读写信号线、PSEN、ALE以及输入控制信号线，如EA、TST、T0、T1等构成了外部的控制总线。(2)如何实现外部总线的扩展？由于单片机的输入输出引脚有限，一般的，我们采用地址锁存器进行单片机系统总线的扩展。常用的单片机地址锁存器芯片有74LS373，图1-22所示为74LS373的引脚以及它们用作地址锁存器的连接方法。74LS373是带三态输出的8位锁存器。当三态门OE为有效电平时，使能端G为有效高电平，输出跟随输入变化；当G端由高变低时，输出端8位信息被锁存，直到G端再次有效为止。2.2操作片外ROM什么是片外ROM?ROM是程序存储器的简称，用来存放用户程序的存储器，可分为EPROM，OTP，ROM和FLASH等类，现在大部分MCU集成了FLASH.EPROM型存储器编程后其内容可用紫外线擦除，用户可反复使用。ROM型适用大批量生产。由于ROM型单片机的代码只能由生产厂商在制造芯片时写入，帮用户要更改程序代码下分不便。OTP型单片机只能写入一次。FLASH型可反复使用，速度快，故特别受中小客户欢迎。2.3操作片外RAM什么是片外RAM?随机存储器(RAM)是用来存放程序运行时的数据的存储器。由于RAM的制作工艺复杂中，价格比ROM高得多，所以单片机的内部RAM非常宝贵，通常仅有几十到几百个字节。RAM的内容是易失性的，掉电后会丢失。最近出现了EEPROM或FLASH型的数据存储器，方便用户存放不经常改变的数据及其他重要信息。单片机通常还有特殊寄存器和通用寄存器，它们是单片机中存取速度最快的存储器，但通常存储空间很小。单片机的读信号和外部RAM的输出允许信号引脚相连，信号和外RAM的写信号相连。外部RAM的片选信号与外部I／O端口和片选信号统一由译码产生。电路本例所要重点强调的就是单片机和外围典型器件的连接方法。为了更加清楚地说明ROM和RAM与单片机的连接方式，并且使得电路在实用中更加灵活，分别经出了ROM和RAM的连接电路。单片机的键盘输入实例详解来源：开拓电子（keiltop.com）录入：autumn程序设计在本例中，对于C51的编程而言并无太多变化。一般的C51编译器是完全支持8051单片机的硬件结构的，可以完全访问硬件系统所有部分。变量的存储类型和51单片机实际存储空间的对应关系如表1-21所示。存储类型与存储空间的对应Data直接寻址的片内数据存储区Bdata可位寻址的片内数据存储区Idata间接寻址片内存储区，可访问片内全部RAM地址Pdata分页寻址片外数据存储区Xdata片外数据存储区Code代码存储区当使用data,bdata定义变量时，它们定位在单片机的片内数据存储区。这个存储区的大小根据５１单片机的型号不同，长度分别有64、128、256、512字节之分。当使用xdata存储类型定义变量时，它们定位在单片机片外数据存储区，该空间位于本例中所附加的6264中，最大的寻址范围为64K.由上述介绍，当我们需要定义片外RAM中的变量时，需要定义它们在征片外的地址。例如定义片外RAM中的6个储单元的变量A~F,其地址为0x0100h~0x0600H,可以采用下面的格式：＃defineaXBYTE[0X0100]＃definebXBYTE[0X0200]＃definecXBYTE[0X0300]＃definedXBYTE[0X0400]#defineeXBYTE[0X0500]＃definefXBYTE[0X0600]AD574构成高精度数字电压表深圳市凌雁电子有限公司AD574A是美国模拟数字公司（Analog）推出的单片高速12位逐次比较型A/D转换器，内置双极性电路构成的混合集成转换显片，具有外接元件少，功耗低，精度高等特点，并且具有自动校零和自动极性转换功能，只需外接少量的阻容件即可构成一个完整的A/D转换器，其主要功能特性如下：分辨率：12位非线性误差：小于±1/2LBS或±1LBS转换速率：25us模拟电压输入范围：0—10V和0—20V，0—±5V和0—±10V两档四种电源电压：±15V和5V数据输出格式：12位/8位芯片工作模式：全速工作模式和单一工作模式我们利用AD574与ATMEL公司的低价高性能单片机AT89C2051组成一个高精度的数字电压表，电原理图如图1，AD574是12位逐次比较型A/D转换器，共有12根数据线，AT89C2051的P1与AD574的高8位数据线直接相接，AD574的低4位数据线与单片机的高半4位P1.4——P1.7直接相接，数据的读取是依靠单片机的控制线进行分时选通进行。P3.5接AD574的字节短周期控制线（A0），P3.4接读转换数据控制脚（），P3.7直接与工作状态指示端（STS）相连，这样的结构决定只能是8位输出形式，故数据模式选择端直接接地即可。AT89C2051只有15根I/O口线，上述用了11根，只余下4根口线，我们将输出的数据通过单片机的串行口输出，外接一片74LS164（串入并出）译码器进行扩展，同时显示的数据为4位，剩下的2根口线仍不能满足要求，还需要一片74LS138三——八译码器对显示LED进行地址选通。这里我们采用10V量程的输入模式，故AD574的Pin13为被测电压的输入端，因为只使用了一片AD574转换芯片，所以CS端直接接地即可。转换器使用±12V电源电压供电，工作电压为+5V。74LS164为串入并出译码器，AT89C2051通过串行口输出的BCD串行码经74LS164译码输出为七段BCD码，直接与LED的a——g相连，同时四位LED的数据线都一一对应连接在一起。LED数码管选用共阳型，74LS138输出的地址码经一个三极管2SA1015（PNP）接LED的公共端，四位LED的显示是通过地址线进行分时选通的，这就是我们常用的动态扫描显示方式。值得一提的是，动态扫描显示方式中，动态扫描的频率有一定的要求，频率太低，LED将出现闪烁现象。如频率太高，由于每个LED点亮的时间太短，LED的亮度太低，肉眼无法看清，所以一般均取10ms左右为宜，这就要求在编写程序时，选通某一位LED使其点亮并保持一定的时间，程序上常采用的是调用延时子程序。在C51指令中，延时子程序是相当简单的，并且延时时间也很容易更改。点亮最简单的单片机系统(一)来源：开拓电子（keiltop.com）录入：autumn1.实例功能一个最简单的单片机系统的开发也需要电路设计、单片机器件选择和程序编写3个步聚。对于单片机系统，最简单的功能无非是控制输出电平的高低，这也是数字电路最基本的功能。所以，第一个例子就是将单片机系统接上一个发光二极管，用二极管的亮灭表示设计的单片机系统是否正常工作.在进行设计之前，在需要说明的是，这里默认读者已经掌握了有关电路设计软件（如Protel）和C51单片机程序的编写，所以在本站只重点说明单片机及其外围器件电路的设计。本例的功能模块分为以下3个方面。单片机系统：形成最简单的单片机系统。外围电路：用LED显示系统是否正常工作。编程：C51编程：编写最简单的C51程序，通过C51延时程序控制端口的高低电平。在以后的章节中，对于每个实例都将其功能分成单片机功能外围路和C51程序3个方面进行说明。希望读者在读完本例后，能完成相关的电路设计，并掌握如下的知识点内容：单片机系统的基本组成。晶振选择和典型电路。复位电路的原理和典型电路。基本I/O口的控制。C51程序设计。1.2器件和原理本实例中将首先介绍单片机系统的基本组成，然后给出其晶振和复位电路的典型电路图，完成最简单片机系统的设计。最后，利用C51程序控制一个LED灯的亮灭以及端口的高低电平，说明该单片机系统是否工作正常.·什么是单片机单片机是将中央处理器（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM或EPROM）、定时器芯片和一些输入／输出接口电路集成在一个芯片上的微控制器（Microcontroller）。中央处理器包括运算器、控制器和寄器3个主要部分，是单片机的核心。按工作方式可以分为两大类：随机存储器RAM和只读存储器ROM。RAM可被CPU随机地读写，断电后存储的内容消失：ROM中的信息只能被读取，一般用于存放固定的程序。ROM中的内容只能用编程器专用设备写入。输入／输出接口(I／O接口)是单片机的重要组成部分。程序、数据以及现场信息需要通过输入设备送到单片机，计算结果需要通过输出设备输出到外设。常用的输入设备有按键、键盘、A/D等，输出设备一般有LED、电机等。·什么是单片机系统？单片机系统的基本结构框图如图1-3所示。从图中可以看出，对于一个典型的单片机系统而言，主要由单片机、晶振和复位电路、输入控制电路、输出显示电路以及外围功能器件5个部分组成。除了上文介绍过的单片机外，单片机系统中的其他4个部分的主要作用和器件如下。（1）晶振和复位电路：单片机系统的必要组成部分，控制单片机的机器周期和工能复位。(2)输入控制：是指在一定要求下，采取何种形式的控制方式来实现单片机不同功能的转换，以及控制指令以何种方式传送到单片机。常用的输入控制方法有按键、矩阵键盘、串行通信等方式。（3）输出显示：是指机将需要显示的数据发送到LED、液晶等显示模块，并控制LED等显示模块按照一定的格式显示的功能。此外，输出对象还有电机、传感器等特殊的功能器件。（4）外围功能器件：单片机只是控制器件，对应于一定的设计要求，需要加入特定功能的器件。例如外部存储器，单片机通过对外部存储器的读写操作，完成对数据的存储和读取，从而扩展单片机的存储单元和数据。此外，常用的外围器件还有A/D、D/A、74LS07门电路以及特定功能的传感器等。单片机的最简单系统是指单片机能正常工作所必须的外围元件，主要由单片机、晶振电路和复位电路构成。而输入/输出部分则通过单片机的I／O口实现。·单片机系统可以用来干什么？单片机的应用十分广泛，在工业控制领域、家电产品、智能化仪器仪表、计算机外部设备，特别是机电一体化产品中，都有重要的用途。其主要的用途可以分为以下方面。显示：通过单片机控制发光二极管或是液晶，显示特定的图形和字符。机电控制：用单片机控制机电产品做定时或定向的动作。检测：通过单片机和传感器的联合使用，用来检测产品或者工况的意外发生。通信：通过RS-232串行通信或者是USB通信，传输数据和信号。科学计算：用来实现简单的算法。那么单片机是不是解决上述应用的惟一选择？当然不是！目前，在自动控制中，一般有3种选择，分别是嵌入式微