第7章-MCS-51存储器的扩展

第7章MCS-51存储器的扩展课程主要内容外部扩展的基本知识存储器的扩展方法程序存储器的外扩数据存储器的外扩编程举例7.1概述片内的资源如不满足需要，需外扩存储器和I/O功能部件。系统扩展主要内容有：•外部存储器的扩展（外部RAM、ROM）•I/O接口部件的扩展微处理器存储器I/O接口定时器/计数器中断系统8051/8751最小应用系统最小应用系统(4)EA*/VPP(31脚)：EA*为内外程序存储器选择控制EA*为1，访问片内程序存储器EA*为0，只访问外部程序存储器6.6.2方式1的应用例1选用T1方式1产生500us的定时，在P1.1输出周期为1ms的方波;FOSC=6MHz6.6定时计数器的应用举例8051P1.11ms单片机最小应用系统构成片内带程序存储器的单片机的最小应用系统(1)单片机(8051、8751、8052)，(2)时钟电路，(3)复位电路系统扩展首先要构造系统总线。一、片外三总线的基本概念系统总线：连接系统各部件的一组公共信号线。按功能把系统总线分为三组：1.地址总线（AdressBus,简写AB）2.数据总线(DataBus，简写DB)3.控制总线（ControlBus，简写CB）7.2MCS-51单片机扩展三总线构成程序存储器EPROM的扩展•地址总线（AdressBus,AB）用来传输单片机所发出的地址信号，以便进行存储单元和I/O端口的选择。•数据总线(DataBus,DB)单片机与存储单元及I/O口之间传输数据信号。•控制总线（ControlBus,CB）是一组控制信号线，包括单片机发出的也包括从外部存储单元或者I/O端口发送给单片机的。二、MCS51单片机系统扩展的三总线结构MCS-51单片机系统扩展的三总线结构1.以P0口作为数据总线（8位）。2.以P0口经8位锁存器锁存后的信号作为地址总线的低8位。3．以P2口作为地址总线高8位。4.控制信号线。•ALE——低8位地址锁存信号。•PSEN*——扩展ROM读选通信号。•EA*——内外ROM选择信号。•RD*——扩展RAM和I/O口的读选通信号。•WR*——扩展RAM和I/O口的写选通信号。构造系统总线地址锁存器74LS373常用的锁存器芯片地址锁存芯片74LS373OELLLHGHHLXDHLXXQHLQ保持高阻态未选中74LS373功能表输入输出选中锁存器8282功能及内部结构与74LS373完全一样，只是其引脚的排列与74LS373不同锁存器的应用7.3程序存储器的扩展7.3.1程序存储器扩展所使用的芯片采用只读存储器，非易失性。（1）掩膜ROM在制造过程中编程,只适合于大批量生产。（2）可编程ROM（PROM）用独立的编程器写入，只能写入一次。（3）EPROM电信号编程，紫外线擦除的只读存储器芯片。（4）E2PROM电信号编程，电擦除。（5）FlashROM又称闪烁存储器，简称闪存。电改写，电擦除，读写速度快（70ns），读写次数多（1万次）。7.3.2常用EPROM芯片介绍典型芯片是27系列产品，例如，2764（8KB×8）27128（16KB×8）27256（32KB×8）27512（64KB×8）“27”后面的数字表示其位存储容量，单位Kbit。276464Kbit/8=8KB27128128Kbit/8=16KB27256256Kbit/8=32KB27512512Kbit/8=64KB存储容量与地址线数目的关系8K=8×210=21313根地址线16K=16×210=21414根地址线32K=32×210=21515根地址线64K=64×210=21616根地址线1.常用的EPROM芯片引脚功能如下：•A0～Ai：地址线引脚，数目由存储容量决定。•D0～D7：数据线引脚•CE*：片选输入端•OE*：输出允许控制端，与单片机PSEN*引脚相连。•Vcc：+5V，芯片的工作电压。•GND：数字地。•PGM*：编程时，加编程脉冲的输入端。读出方式时为+5V。•Vpp：编程时，编程电压（+12V或+25V）输入端。读出方式时为+5V。•NC：无用端2.EPROM芯片的工作方式（2）读出方式•片选控制线CE*为低,输出允许OE*为低，指定地址单元的内容从D0～D7上读出。•Vpp、PGM*为+5V；（1）未选中方式片选控制线CE*为高电平。（3）编程方式（4）编程校验方式（5）编程禁止方式––––存储器读选通OE*存储器片选控制CE*存储器编程脉冲PGM*编程电压输入Vpp数据总线–数据接口D0~D7地址总线–地址总线接口A0~A127.3.3程序存储器的扩展EPROM2764的相关总线介绍控制总线程序存储器EPROM的扩展2764为8K字节EPROM存储器，有五种工作方式：–读方式–未选中方式–编程方式–编程校核方式–编程禁止方式程序存储器EPROM的扩展编址：芯片2764占用系统地址空间(0000H~1FFFH)or(2000H~3FFFH)or(4000H~5FFFH)or(6000H~7FFFH)扩展数据总线2764为8K字节EPROM存储器8K=8×210=213=8192D=2000H地址空间0000H~1FFFH程序存储器EPROM的扩展2764为8K字节EPROM存储器8K=8×210=213=8192D=2000H0000H~1FFFH程序存储器EPROM的扩展2764为8K字节EPROM存储器8K=8×210=213=8192D=2000H地址空间0000H~1FFFH编址：芯片2764占用系统地址空间(0000~1FFFH)or(2000~3FFFH)or(4000H~5FFFH)or(6000H~7FFFH)地址的重叠性注意：上电复位后，(PC)=0000H，ROM存储器空间地址应该从0000H开始。程序存储器EPROM的扩展单片机程序区读指令过程（MOVC指令）例把程序存储器1000H单元的数送到片内RAM50H单元，程序如下：MOVA,#00HMOVDPTR，#1000HMOVCA，@A+DPTRMOV50H，AMOVC指令与片外ROM地址随机存储器RAM•SRAM•DRAM常用SRAM存储器芯片典型型号:6116（2K）、6264（8K）、62128（16K）、62256（32K）。7.4数据存储器的扩展7.4.1RAM扩展所使用的芯片各引脚功能如下:•A0～Ai：地址输入线。•D0～D7：双向三态数据线。•CE*：片选信号输入，低电平选中。6264有两个片选CS1*、CS2，当CS1*为低电平，且CS2为高电平时才被选中。•OE*：读选通信号输入线，低电平有效。•WE*：写允许信号输入线，低电平有效。•Vcc：工作电源+5V•GND：地有读出、写入、维持三种工作方式。RAM芯片6264的相关总线介绍控制总线–存储器读选通OE*–存储器写选通WE*–存储器片选控制CS1*、CS2数据总线–数据接口D0~D7地址总线–地址总线接口A0~A127.4.2数据存储器的扩展数据存储器RAM的扩展芯片6264占用系统地址空间(0000H~1FFFH)or(2000H~3FFFH)or(4000H~5FFFH)or(6000H~7FFFH)编址：RAM芯片6264占用系统地址空间(0000H~1FFFH)or(2000H~3FFFH)or(4000H~5FFFH)or(6000H~7FFFH)当P2.5接到片选端时外扩存储器的设计1.选择合适的存储器2.构造系统总线3.确定地址空间4.使用正确指令与寻址方式7.5外扩存储器的软件设计1.单片机程序区读指令过程（MOVC指令）2.单片机片外数据区读写数据过程（MOVX指令）例把程序存储器1000H单元的数送到片内RAM50H单元，程序如下：MOVA,#00HMOVDPTR，#1000HMOVCA，@A+DPTRMOV50H，A例把片内50H单元的数据送到片外数据存储器1000H单元中，程序如下：MOVA,50HMOVDPTR,#1000HMOVX@DPTR,AMCS-51RAM和ROM的最大扩展空间各为64KB。存储器扩展的读写控制RAM芯片：读写控制引脚OE*和WE*，与MCS51的RD*和WR*引脚相连。EPROM芯片：只有读出引脚OE*，与MCS51的PSEN*引脚相连。单片62256与8031的接口电路，地址范围为？例1编写程序将片外RAM中5000H～50FFH单元全部清零。方法1：用DPTR作为数据区地址指针，同时使用字节计数器。MOVDPTR，#5000H；设置数据块指针的初值MOVR7，#00H；设置块长度计数器初值CLRALOOP：MOVX@DPTR，A；把某一单元清零INCDPTR；地址指针加1DJNZR7，LOOP；数据块长度减1，若不为；0则继续清零HERE：SJMPHERE；执行完毕，原地踏步方法2：用DPTR作为数据区地址指针，但不使用字节计数器，而是比较特征地址。MOVDPTR，#5000HCLRALOOP：MOVX@DPTR，AINCDPTRMOVR7，DPLCJNER7，#0，LOOP；与末地址+1比较HERE：SJMPHERE例1编写程序将片外RAM中5000H～50FFH单元全部清零。6．比较不相等转移指令CJNECJNECJNECJNEA,direct,relA,#data,relRn,#data,rel@Ri,#data,rel•比较前面两个操作数的大小，如果它们的值不相等则转移，转移的目的地址要求同SJMP。条件不满足则顺序执行下一条指令。•**如果第一操作数（无符号整数）小于第二操作数（无符号整数），则Cy置1，否则Cy清0。