第5章 单片机应用系统的扩展.ppt

1、第5章 单片机应用系统的扩展,5.1 单片机扩展的基本概念5.2 存储器的扩展 5.2 I/O接口扩展电路设计,5.1 单片机扩展的基本,一、单片机最小系统使单片机能运行的最少器件构成的系统，就是最小系统。无ROM芯片：8031 必须扩展ROM，复位、晶振电路有ROM芯片：89c51等，不必扩展ROM，只要有复位、晶振电路,二、扩展使用的三总线,地址总线：P0低8位P2高8位 数据总线：P0 控制总线：RD、WR、 ALE、 PSEN(读、 写、地址锁存允许、 外程序存储器读选通）,5.2 存储器的扩展 一、随机读写存储器RAM的扩展,数据存储器一般采用RAM芯片，这种存储器在电源关断后，存储

2、的数据将全部丢失。RAM器件有两大类：动态RAM（DRAM），一般容量较大，易受干扰，使用略复杂。静态RAM（SRAM），在工业现场常使用。,1. SRAM的引脚,6264 逻辑图,6264 引脚图,型号：6264 前两位数62, 表示SRAM 后两位648=8k字节容量 62128 有1288=16k 字节容量 62256 有2568=32k 字节容量,2. RAM存储器的连接,存储器与微型机三总线的连接： 1)数据线 D0n 连接数据总线 DB0n 2)地址线 A0N 连接地址总线低位AB0N。 3)片选线 CS 连接地址总线高位ABN+x。 4) 读写线OE、WE(R/W) 连接读写控制

3、线RD、WR。,3. 地址锁存器的原理,地址锁存器芯片,74LS373与74LS573只是引脚布置的不同。 74LS273的11脚G逻辑与以上相反。,单片机复用总线结构, 数据与地址分时共用一 组总线。,4. 62128与MCS51的连接,二、只读存储器ROM的扩展,工作时，ROM中的信息只能读出，要用特殊方式写入(固化信息)，失电后可保持 信息不丢失。1. 掩膜ROM：不可改写ROM由生产芯片的厂家固化信息。在最后一道工序用掩膜工艺写入信息，用户只可读。2. PROM：可编程ROM用户可进行一次编程。存储单元电路由熔丝相连，当加入写脉冲，某些存储单元 熔丝熔断，信息永久写入，不可再次改写。3

4、. EPROM：可光擦除PROM用户可以多次编程。编程加写脉冲后，某些存储单元的PN结表面形成浮动栅， 阻挡通路，实现信息写入。用紫外线照射可驱散浮动栅，原有信息全部擦除，便可再 次改写。4. EEPROM：可电擦除PROM既可全片擦除也可字节擦除，可在线擦除信息，又能失电保存信息，具备RAM、 ROM的优点。但写入时间较长。,27xx的引脚,1. 只读存储器ROM的扩展,2. 27128与MCS51的连接,与RAM的不同点：只有一片ROM时，CE可以接地OE接PSEN,3. MCS51同时扩展ROM和RAM,1.线选法 微型机剩余高位地址总线直接连接各存储器片选线。 2.译码片选法 微型机剩

5、余高位地址总线通过地址译码器输出片选信号。多片存储器芯片组成大容量存储器连接常用片选方法。,三、地址译码的方法,1. 线选法,P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0： 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 =C000H1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 DFFFH： 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 =A000H1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 BFFFH ：0110 0000 0000 000

6、00111 1111 1111 1111 =6000H7FFFH,2译码片选法 3-8 地址译码器：74LS138,Y0、Y1、Y2分别连接三片存储器的片选端CE1、CE2、CE3,各片存储器芯片分配地址：,：0000H1FFFH ：2000H3FFFH ：4000H5FFFH,当单片机外接芯片较多，超出总线负载能力，必须加总线驱动器。,单向驱动器74LS244用于 地址总线驱动 双向驱动器74LS245用于 数据总线驱动,3. 微型机总线扩展驱动,5.2 I/O接口扩展电路设计 一. 8255可编程并行I/O接口扩展 二. 8155可编程I/O接口扩展 三. 串行口扩展I/O接口,一. 82

7、55可编程并行I/O接口扩展,利用TTL芯片、COMS锁存器、三态门等接口芯片把P0接 口扩展，常选用74LS273、74LS373、74LS244等芯片。,1、简单I/O接口扩展,2、8255可编程并行I/O接口扩展与电路设计,（1）8255内部结构及引脚功能,（2）、接口线,PA0PA7、PB0PB7、PC0PC7共24条端线。3个口皆为锁存/缓冲寄存器，A口、B口有锁存功能，C口无锁存功能。A、B、C 3口的工作方式由程序设置。,（3）、数据线,8255是8位芯片，有8位数据线D0D7。数据线接于8051的P0接口，,（3）.控制线,控制线控制8255的读RD：、写WR、复位RESET及

8、片选CS等。,（4）地址线,A1 A0 选择口 0 0 A口 0 1 B口 1 0 C口 1 1 控制口,3、方式选择及方式控制字,（1）8255工作方式 ：方式0、方式1，方式2 （2）.方式选择,4、8255扩展电路及地址设置,（1）8255地址口确定,（2）. 8255初始化,例如，欲设置8255的A、B、C口全为输出状态(或输出方 式)，控制字为80H。程序(结合上图)如下：MOV DPTR, #0003H ；8255控制口地址 DPTR MOV A, #80H ；控制字送AMOVX DPTR, A ；控制字写入控制寄存器,对8255的3个端口的工作方式预先设置。设置控制字经控制口写入。,4、8255扩展电路及地址设置,（1）8255地址口确定,二、8155可编程I/O接口扩展设计,1、I/O接口线地址数据线控制线,2、8155功能及操作 （1）8155具有3种功能： 扩展RAM、I/O接口使用、定时器使用 （2）状态寄存器格式,可编程定时/计数器两个8位寄存器组成，低8位和高6位存放计数初值，最高2位控制定时器的工作方式,（3）定时器使用,3、8051单片机与8155接口电路举例,三、串行口扩展IO接口,1、使用移位寄存器作为锁存或输入信号的接口，可以方便地扩展并行输入、输出口。这种方法不占用片外RAM地址 2、串行口扩展并行输入口,3、串行口扩展并行输出口,