单片机原理及接口技术课件第八章.ppt

*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单片机原理及接口技术课件第八章,单片机原理及接口技术课件第八章单片机原理及接口技术课件第八章 单片机系统的扩展是建立3总线基础上的：,地址总线（Address Bus，AB）,数据总线（Data Bus，DB）,控制总线（Control Bus，CB）,这些总线都是并行的，能够理想地匹配CPU的处理速度。,单片机之外的任何芯片和硬件资源必须通过总线与单片机相连，才能被单片机有效地管理，成为系统的有机组成部分。,MCS-51 单片机对外没有专用的地址总线，首先需要扩展系统的三总线。第8章 单片机的存储器的扩展23/6/2021单片机原理及其应用,单片机系统的扩展是建立3总线基础上的：,地址总线（,Address Bus,，AB）,数据总线（,Data Bus,，DB）,控制总线（,Control Bus,，CB）,这些总线都是并行的，能够理想地匹配CPU的处理速度。,单片机之外的任何芯片和硬件资源必须通过总线与单片机相连，才能被单片机有效地管理，成为系统的有机组成部分。,MCS-51 单片机对外没有专用的地址总线，,首先需要扩展系统的三总线,。,第8章 单片机的存储器的扩展,10/19/2026,2,单片机原理及其应用,8.1 单片机系统的三总线的构造,MCS-51,单片机三总线构造原理图,10/19/2026,3,单片机原理及其应用,当MCS-51单片机需要扩展外部ROM或外部RAM时，由P0口和P2口构造（外部的）地址/数据总线：,P0口可以提供,低八位地址总线和数据总线,P2口提供,高八位地址总线,，这种情况下，,P0和P2就不能再作为I/O使用了,。,由于P0口的分时复用，MCS-51单片机的地址和数据总线不是分立的。,在时序上,，P0口在ALE为有效高电平期间，输出低8位地址A7A0，同时，P2口上输出高8位地址A15A8。,在ALE为有效低电平时，CPU对A15A0状态指定的单元进行操作，此时，P0口作为数据总线。,8.1 单片机系统的三总线的构造,10/19/2026,4,单片机原理及其应用,10/19/2026,5,单片机原理及其应用,在单片机的片外增加一片地址锁存器，以ALE作为锁存控制信号，当ALE为高电平时，P0口输出地址信息，在ALE出现下跳沿时，把P0 口的地址信息锁存。ALE为低电平期间P0用作数据总线口。,8.1 单片机系统的三总线的构造,74LS373,作为地址锁存器的电路,使能端,门控,输入,输出,0,1,1,1,E,G,D,i,Q,i,E,G,D,i,Q,i,0,1,0,0,0,0,Q,0,1,高阻,10/19/2026,6,单片机原理及其应用,8.1 单片机系统的三总线的构造,采用地址寄存器使P0口分时提供的地址和数据信息分离，形成了分立的并行总线：,（1）地址总线（Address Bus，AB）,由P0口输出的低8位地址须经地址锁存器（74LS373）锁存，这样，P2口和地址锁存器的8位输出构成了MCS-51的地址总线A15A0.,MCS-51单片机的地址总线为16位，它的存储器最大的,扩展容量为2,16,，即64K个单元。,A15,A14,A13,A12,A11,A10,A9,A8,A7,A6,A5,A4,A3,A2,A1,A0,P2.7,P2.6,P2.5,P2.4,P2.3,P2.2,P2.1,P2.0,P0.7,P0.6,P0.5,P0.4,P0.3,P0.2,P0.1,P0.0,地址总线AB与P0、P2口引脚对应关系,10/19/2026,7,单片机原理及其应用,（2）数据总线（Data Bus，DB）,传送的是数据信息，数据总线是双向的。数据总线用于在单片机与存储器之间、单片机与I/O口之间的数据传送。,单片机的数据总线为8位，由P0口提供，数位与P0口之间的对应关系为:,8.1 单片机系统的三总线的构造,D7,D6,D5,D4,D3,D2,D1,D0,P0.7,P0.6,P0.5,P0.4,P0.3,P0.2,P0.1,P0.0,数据总线DB与P0的对应关系,10/19/2026,8,单片机原理及其应用,（3）控制总线（Control Bus，CB）用来传送控制信号，用来协调单片机系统中各个部件的工作。,MCS-51单片机与扩展相关的控制总线如下：,1）ALE用来实现低8位地址的锁存。,2）EA 外部程序存储器选择控制信号。,3）PSEN扩展外部程序存储器读控制信号。,4）WR 扩展的外部数据存储器和外部I/O口的写控制信号，是P3.6的第2功能，单片机输出的信号；,5）RD 扩展的外部数据存储器和外部I/O的读控制信号，是P3.7的第2功能，单片机输出的信号。,8.1 单片机系统的三总线的构造,10/19/2026,9,单片机原理及其应用,8.1 单片机系统的三总线的构造,单片机的存储器、并行I/O扩展以及其他部件的扩展都是以地址总线、数据总线和控制总线为基础进行的。,10/19/2026,10,单片机原理及其应用,8.2 半导体存储器,存储器是计算机的记忆部件。,CPU 要执行的程序、要处理的数据及中间结果等都存放在存储器中。,存储容量和存取时间是存储器的两项重要指标，它们反映了存储记忆信息的多少与工作速度的快慢。,根据读的方式，可分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两大类。,10/19/2026,11,单片机原理及其应用,8.2.1 随机存取存储器,随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）,可以多次写入和读出，每次写入后，原来的内容自动消失，被新写入的内容代替,；对RAM进行读操作，不会改变RAM存储单元的内容；,当电源掉电时，RAM里的内容随即消失。,RAM可分为为静态RAM和动态RAM。,8.2 半导体存储器,10/19/2026,12,单片机原理及其应用,静态RAM采存取速度快，只要不掉电就可以持续地保持存储内容不变。在单片机应用系统被广泛使用。,动态RAM采用MOS晶体管,栅电容动态地存储电荷，以实现信息的记忆和存储,。存储信息的电容有足够大的存储电荷时表示“1”，无存储电荷时表示“0”。由于电容上的电荷会因电路泄漏而逐渐消失，即使电源不掉电，经过一段时间，动态RAM中的所存储的信息也会丢失。,RAM是由若干个单元构成的，RAM内容的存取是以字节为单位的,，为了区别各个不同的单元，,将每个存储单元赋予一个编号，即存储单元的地址,。存储单元是存储信息的最基本单位，不同的单元有不同的地址。,在进行读写操作时，可以按照地址访问某个单元。,8.2 半导体存储器,10/19/2026,13,单片机原理及其应用,8.2.2 只读存储器,只读存储器（Read Only Memory，ROM），ROM一般用来存储程序和常数。,ROM是采用特殊方式写入的，,一旦写入,，在使用过程中,不能随机地修改,，只能从其中读出信息。与RAM不同，,当电源掉电时，ROM 仍能保持内容不变,。,在读取该存储单元内容方面，ROM和RAM相似。,只读存储器有掩膜ROM、PROM、EPROM、E,2,PROM（也称EEPROM）、Flash ROM等。它们的区别在于,写入信息和擦除存储信息的方式不同,。,8.2 半导体存储器,10/19/2026,14,单片机原理及其应用,8.3 程序存储器扩展,8.3.1 27系列芯片,10/19/2026,15,单片机原理及其应用,8.3.1 27系列芯片,单片机的程序存储器通常采用只读存储器，使用较多的是EPROM和E,2,PROM。本节主要介绍EPROM的扩展方法。,典型EPROM为27系列芯片，其中27为产品代号，表示芯片存储位的容量（单位：K）。常用的芯片有：2716（2 K8位，2 K个单元，每个单元8位）、2732（4 K8位）、2764（8 K8位）、27128（16 K8位）、27256（32 K8位）和27512（64 K8位）等。,8.3 程序存储器扩展,10/19/2026,16,单片机原理及其应用,8.3 程序存储器扩展,常用典型EPROM芯片系列：27XX,常用芯片：2716、2732、2764、27128、27256、27512,27,型号,XX,容量（位）,XX/8,芯片上的单元个数,AB,DB,27XX,Vpp,地址线,数据线,输出控制,片选,编程电压,10/19/2026,17,单片机原理及其应用,8.3 程序存储器扩展,A7,A6,A5,A4,A3,A2,A1,A0,I/O0,I/O1,I/O2,GND,Vcc,A8,A9,Vpp,OE,A10,CE,I/O7,I/O6,I/O5,I/O4,I/O3,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,24,23,22,21,20,19,18,17,16,15,14,13,2716,A10A0 地址线,I/O7I/O0数据线,Vpp编程电源,Vcc主电源,CE片选使能,OE数据输出选通线,10/19/2026,18,单片机原理及其应用,8.3 程序存储器扩展,A12A0 地址线,I/O7I/O0数据线,Vpp编程电源,Vcc主电源,CE片选使能,OE数据输出选通线,Vpp,A12,A7,A6,A5,A4,A3,A2,A1,A0,I/O0,I/O1,I/O2,GND,Vcc,PGM,NC,A8,A9,A11,OE,A10,CE,I/O7,I/O6,I/O5,I/O4,I/O3,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,28,27,26,25,24,23,22,21,20,19,18,17,16,15,2764,PGM编程脉冲输入,10/19/2026,19,单片机原理及其应用,27,各芯片管脚及其兼容性能,8.3 程序存储器扩展,10/19/2026,20,单片机原理及其应用,10/19/2026,21,单片机原理及其应用,8.3 程序存储器扩展,EPROM的工作方式,为0，芯片被选中，当 为0时，把AB指定的单元中内容输出到芯片的O7O0（DB）上,CE,OE,读,10/19/2026,22,单片机原理及其应用,（2）未选中,时，2764未选中，此时，O7O0输出为高阻状态，2764处于低功耗维持状态。,（3）编程,2764的V,PP,接指定的编程电压（如25V或12.5V）、且 为低电平时，2764处于编程方式，把程序代码写入芯片。,写入存储单元的地址由地址线A12A0确定，写入内容从O7O0输入。,8.3 程序存储器扩展,10/19/2026,23,单片机原理及其应用,（4）编程校验,编程校验是为了检查写入的内容是否正确。,编程校验时：,V,PP,保持编程电压,和,且 为高电平,按读方式把写入的内容读出。,（5）编程禁止,VPP保持编程电压，只要 时，2764处于编程禁止状态，禁止写入程序。,8.3 程序存储器扩展,10/19/2026,24,单片机原理及其应用,8.3.2 外部程序存储器扩展原理及时序,（一）外部程序存储器扩展使用的控制信号,（1）EA用于片内、片外程序存储器配置，输入信号。,当EA=0时，单片机的程序存储器全部为扩展的片外程序存储器；,当EA=1 时，单片机的程序存储器可由片内程序存储器和片外程序存储器构成，当访问的空间超过片内程序存储器的地址范围时，单片机的CPU自动从片外程序存储器取指令。,（2）ALE用于锁存P0口输出的低8位地址。,8.3 程序存储器扩展,10/19/2026,25,单片机原理及其应用,8.3 程序存储器扩展,8.3.2 外部程序存储器扩展原理及时序,（一）外部程序存储器扩展使用的控制信号,（3）PSEN 单片机的输出信号，低电平时，单片机从片外程序存储器取指令；在单片机访问片内程序存储器时，该引脚输出高电平。,10/19/2026,26,单片机原理及其应用,（二）外部程序存储器扩展原理,8.3 程序存储器扩展,（1）程序存储器全部为外部的程序存储器扩展电路,10/19/2026,27,单片机原理及其应用,8.3 程序存储器扩展,（2）保留片内程序存储器的程序存储器扩展电路原理,10/19/2026,28,单片机原理及其应用,（三）单片机CPU访问外部程序存储器的时序,CPU访问外部程序存储器时，程序计数器PC内容的高8位（PCH）和低8位（PCL）分别从P2和P0口输出。由于PC为16位寄存器，因此，,不论是芯片内部的程序存储器还是扩展的外部程序存储器，每个单元的地址必定是16位的。,8.3 程序存储器扩展,访问外部存储器的时序,10/19/2026,29,单片机原理及其应用,在一个机器周期内，ALE出现两个正脉冲，两个负脉冲，说明CPU 在一个机器周期内可以两次访问外部程序存储器。,程序存储器可以选用EPROM和E,2,PROM。在选用芯片时，除了考虑芯片的,存储容量,之外，还必须使芯片的,读取时间与单片机CPU的时钟匹配,。,8.3 程序存储器扩展,10/19/2026,30,单片机原理及其应用,8.3 程序存储器扩展,8.3.3 EPROM 扩展电路,（一）单芯片EPROM的扩展,解决问题：,（1）的处理,（2）地址总线的连接,（3）数据总线的连接,（4）的连接,（5）单个EPROM芯片的片选端 的处理,（6）地址空间分析,10/19/2026,31,单片机原理及其应用,8.3.3 EPROM 扩展电路,（一）单芯片,EPROM的扩展,（1）采用2764为8031单片机扩展8K的程序存储器。,8031是MCS-51系列单片机中一款片内不含程序存储器的产品，因此，在使用8031单片机时，必须扩展程序存储器。由于芯片中没有程序存储器，8031单片机的程序存储器全部是外部的，因此，必须接地。,8.3 程序存储器扩展,10/19/2026,32,单片机原理及其应用,图,8.7 8031,单片机扩展,8K,的程序存储器,8.3 程序存储器扩展,10/19/2026,33,单片机原理及其应用,8.3 程序存储器扩展,8031,2764,数据,总线的连接：,P0.0-P0.7（数据总线）-O0-O7,地址,总线的连接：,P0.0-P0.7（地址总线低8位）-A0-A7,P2.0-P2.4（地址总线高8位中的5位）-A8-A12,控制,总线的连接：,PSEN（程序存储器允许，即读指令）-OE,ALE（地址锁存允许）-接373的使能端 G,10/19/2026,34,单片机原理及其应用,地,址,译,码,器,A4,A3,A2,A1,A0,00000,00001,00010,00011,00100,00101,00110,00111,01000,01001,01010,01011,01100,01101,01110,01111,11010,11011,11100,11101,11110,11111,A4A3A2A1A0,单元,10/19/2026,35,单片机原理及其应用,2764地址空间分析,A15,A14,A13,A12,A11,A10,A9,A8,A7,A6,A5,A4,A3,A2,A1,A0,P2.7,P2.6,P2.5,P2.4,P2.3,P2.2,P2.1,P2.0,P0.7,P0.6,P0.5,P0.4,P0.3,P0.2,P0.1,P0.0,x,x,x,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,x,x,x,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,x,x,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,x,0,0,0,0,0,0,0,0,0,将上述二进制编码写成十六进制数，得到地址范围为：,00001FFFH,2764,ALE,74LS,373,DB,AB,07,CE,AB,812,EA,PSEN,OE,P0,MCS51,P2.04,00001FFFH,10/19/2026,36,单片机原理及其应用,8.3 程序存储器扩展,（2）采用2764为80C51单片机扩展8K的程序存储器,80C51是MCS-51系列单片机中一款片内含有4K程序存储器的产品。,假设某一应用系统采用80C51单片机，而其程序代码容量大于4K，在保留片内4K程序存储器的基础上，再扩展8K的外部程序存储器。,在这种情况下，EA必须接高电平，以使单片机复位后，首先从单片机内部的程序存储器执行程序，内部程序存储器占用了程序存储器地址空间的前4K，即00000FFFH。只有当程序计数器PC内容大于0FFFH时，CPU才会从外部扩展的程序存储器取指令。,10/19/2026,37,单片机原理及其应用,保留片内程序存储器的扩展方案,80C51单片机扩展8K的程序存储器,8.3 程序存储器扩展,10/19/2026,38,单片机原理及其应用,2764地址空间分析,A15,A14,A13,A12,A11,A10,A9,A8,A7,A6,A5,A4,A3,A2,A1,A0,P2.7,P2.6,P2.5,P2.4,P2.3,P2.2,P2.1,P2.0,P0.7,P0.6,P0.5,P0.4,P0.3,P0.2,P0.1,P0.0,x,x,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,x,x,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,x,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,x,将上述二进制编码写成十六进制数，得到2764地址范围为：20003FFFH,2764,ALE,74LS,373,DB,AB,07,CE,AB,812,EA,PSEN,OE,P0,MCS51,P2.04,Vcc,R,由于单片机内部含4K，已占用0000,0FFFH空间，因此,外部ROM不能重叠。,20003FFFH,10/19/2026,39,单片机原理及其应用,实际上，在上图中A15、A14、A13并没有接到2764芯片上，它们与CPU访问2764无关，为了避免与片内的地址冲突，也可以令A15A14A13101，此时，外部程序存储器的地址范围为：A000BFFFH。显然，,A15A14A13取不同的状态时，外部程序存储器的地址范围是不同的，这种现象为地址重叠,。克服地址重叠现象的方法是采用所有的地址线全译码。,8.3 程序存储器扩展,地址重叠现象：,2764,ALE,74LS,373,DB,AB,07,CE,AB,812,EA,PSEN,OE,P0,MCS51,P2.04,Vcc,R,10/19/2026,40,单片机原理及其应用,采用地址线全译码的扩展电路,8.3 程序存储器扩展,10/19/2026,41,单片机原理及其应用,8.3 程序存储器扩展,A15,A14,A13,A12,A11,A10,A9,A8,A7,A6,A5,A4,A3,A2,A1,A0,P2.7,P2.6,P2.5,P2.4,P2.3,P2.2,P2.1,P2.0,P0.7,P0.6,P0.5,P0.4,P0.3,P0.2,P0.1,P0.0,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,将上述二进制编码写成十六进制数，得到2764地址范围为：E000FFFFH,10/19/2026,42,单片机原理及其应用,8.3 程序存储器扩展,E000FFFFH,10/19/2026,43,单片机原理及其应用,8.3 程序存储器扩展,OE,EPROM,P0,ALE,P2,PSEN,MCS51,74LS,373,DB,AB,07,CE,AB,8X,EA,?,外部ROM的地址空间与EA有关,10/19/2026,44,单片机原理及其应用,（二）多芯片EPROM的扩展,MCS-51单片机扩展多片程序存储器芯片时，程序存储器芯片地址线、数据线和输出控制（）连接与单个芯片的连接是一样的，,如何分配存储空间，使扩展的各个存储器芯片之间在使用过程中不发生访问冲突，是多个芯片扩展的关键,。在设计时，,必须保证各个芯片上的存储单元的地址在应用系统中是互不相同的,。,多个芯片的扩展主要解决的问题是,保证各个芯片不会在同一时刻被选中，即芯片片选设计。,8.3 程序存储器扩展,10/19/2026,45,单片机原理及其应用,片选信号的产生方法：,（1）采用线选法：通常用扩展时芯片,没有使用的高位地址线直接选择芯片,。,（2）译码器译码法：用扩展时芯片没有使用的高位地址线作为译码器的输入，,译码产生片选信号,。,8.3 程序存储器扩展,10/19/2026,46,单片机原理及其应用,（1）2片外部程序存储器的扩展（一）,用2片2764为80C51单片机扩展16K的外部程序存储器。,8.3 程序存储器扩展,80C51,单片机扩展,16K,的外部程序存储器,10/19/2026,47,单片机原理及其应用,8.3 程序存储器扩展,A15,A14,A13,A12,A11,A10,A9,A8,A7,A6,A5,A4,A3,A2,A1,A0,P2.7,P2.6,P2.5,P2.4,P2.3,P2.2,P2.1,P2.0,P0.7,P0.6,P0.5,P0.4,P0.3,P0.2,P0.1,P0.0,x,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,x,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,x,IC2地址范围为：20003FFFH,为了使扩展的程序存储器空间与80C51片内的4KROM不冲突（地址范围：00000FFFH），令,P2.51,IC3,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,x,IC2,IC3地址范围为：60007FFFH,10/19/2026,48,单片机原理及其应用,8.3 程序存储器扩展,00000FFFH,20003FFFH,60007FFFH,10/19/2026,49,单片机原理及其应用,8.3 程序存储器扩展,（1）2片外部程序存储器的扩展（二）,用2片2764为80C51单片机扩展16K的外部程序存储器。,74LS,373,EA,PSEN,P0,MCS51,P2.04,ALE,G,E,AB,07,AB,812,DB,07,CE,CE,A,07,A,07,A,812,A,812,D,07,D,07,OE,OE,P2.6,P2.5,Vcc,R,2764,2764,IC1,IC2,10/19/2026,50,单片机原理及其应用,8.3 程序存储器扩展,A15,A14,A13,A12,A11,A10,A9,A8,A7,A6,A5,A4,A3,A2,A1,A0,P2.7,P2.6,P2.5,P2.4,P2.3,P2.2,P2.1,P2.0,P0.7,P0.6,P0.5,P0.4,P0.3,P0.2,P0.1,P0.0,x,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,x,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,x,IC2地址范围为：20003FFFH,2片2764的地址空间分析：,IC1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,x,IC2,IC1地址范围为：40005FFFH,10/19/2026,51,单片机原理及其应用,8.3 程序存储器扩展,74LS,373,EA,PSEN,P0,MCS51,P2.04,ALE,G,E,AB,07,AB,812,DB,07,CE,CE,A,07,A,07,A,812,A,812,D,07,D,07,OE,OE,P2.6,P2.5,Vcc,R,2764,2764,IC1,IC2,40005FFFH,20003FFFH,10/19/2026,52,单片机原理及其应用,（2）多片外部程序存储器的扩展,译码器译码方法是,使用译码器对MCS-51单片机的高位地址进行译码，用译码器的输出作为存储器芯片片选，以实现各扩展芯片片选不会同时有效的要求,，避免CPU访问冲突事件的发生。,译码器译码方法是单片机扩展时常用的一种方法。常用的译码器芯片有24译码器（74LS139）、38译码器（74LS138）和416译码器（74LS154）。,8.3 程序存储器扩展,10/19/2026,53,单片机原理及其应用,1）24译码器,74LS139,引脚图,74LS139真值表,8.3 程序存储器扩展,10/19/2026,54,单片机原理及其应用,2）38译码器,8.3 程序存储器扩展,10/19/2026,55,单片机原理及其应用,74LS138的功能表,8.3 程序存储器扩展,禁 止 状 态,10/19/2026,56,单片机原理及其应用,3）采用译码器译码产生片选的程序存储器扩展（一）,8.3 程序存储器扩展,采用,4,片,2764,为,80C51,扩展,32K,的外部程序存储器,10/19/2026,57,单片机原理及其应用,A15,A14,A13,A12,A11,A10,A9,A8,A7,A6,A5,A4,A3,A2,A1,A0,P2.7,P2.6,P2.5,P2.4,P2.3,P2.2,P2.1,P2.0,P0.7,P0.6,P0.5,P0.4,P0.3,P0.2,P0.1,P0.0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,IC4地址范围为：20003FFFH,多片EPROM的地址空间分析：,IC3,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,IC4,IC3地址范围为：00001FFFH,B,A,译码器,输入,10/19/2026,58,单片机原理及其应用,A15,A14,A13,A12,A11,A10,A9,A8,A7,A6,A5,A4,A3,A2,A1,A0,P2.7,P2.6,P2.5,P2.4,P2.3,P2.2,P2.1,P2.0,P0.7,P0.6,P0.5,P0.4,P0.3,P0.2,P0.1,P0.0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,IC6地址范围为：60007FFFH,IC5,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,IC6,IC5地址范围为：40005FFFH,B,A,译码器,输入,10/19/2026,59,单片机原理及其应用,8.3 程序存储器扩展,00001FFFH,20003FFFH,40005FFFH,60007FFFH,10/19/2026,60,单片机原理及其应用,扩展32K的外部程序存储器采用全译码方式产生片选信号的电路：,8.3 程序存储器扩展,（总结）,采用译码器译码的方法产生片选时，如果全部的高位地址线都参加译码，称为,全译码,；如果仅有部分高位地址线参与译码，称为,部分译码,。,10/19/2026,61,单片机原理及其应用,扩展程序存储器应注意：,（1）根据应用系统容量要求选择EPROM 芯片时，应使应用系统电路尽量简化，,在满足容量要求时尽可能选择大容量芯片，以减少芯片组合数量,。,（2）择好EPROM容量后，,要选择好能满足应用系统应用环境要求的芯片型号,。如最大读取时间、电源容差、工作温度以及老化时间等。,（3）通用EPROM 芯片管脚有一定的兼容性，,在电路设计时应充分考虑其兼容特点,。如2764、27128、27256，可将第26、27 管脚的印刷电路连线设计成易于改接的形式。,8.3 程序存储器扩展,（总结）,选用含有ROM的单片机，尽量避免扩展,10/19/2026,62,单片机原理及其应用,8.4 数据存储器扩展,8.4.1常用典型SRAM芯片,常用典型SRAM芯片：6116（2K,8位,）、6264（8K,8位,）、62128（12K,8位,）、62256（32K,8位,）,AB,DB,SRAM,地址线,数据线,输出控制,写入控制,片选,为0，芯片被选中，当 为0时，把AB指定的单元中内容输出到芯片的DB上。,读,为0，芯片被选中，当 为0时，把DB上的信息写入AB指定的单元中。,写,10/19/2026,63,单片机原理及其应用,8.4 数据存储器扩展,常用典型SRAM芯片,A10A0地址线,I/O7I/O0数据线,CE片选使能,OE读允许线,A7,A6,A5,A4,A3,A2,A1,A0,I/O0,I/O1,I/O2,GND,Vcc,A8,A9,WE,OE,A10,CE,I/O7,I/O6,I/O5,I/O4,I/O3,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,24,23,22,21,20,19,18,17,16,15,14,13,6116,WE写允许线,10/19/2026,64,单片机原理及其应用,6116的工作方式,8.4 数据存储器扩展,常用典型SRAM芯片,10/19/2026,65,单片机原理及其应用,8.4 数据存储器扩展,常用典型SRAM芯片,A12A0地址线,I/O7I/O0数据线,OE读允许线,NC,A12,A7,A6,A5,A4,A3,A2,A1,A0,I/O0,I/O1,I/O2,GND,Vcc,WE,CE2,A8,A9,A11,OE,A10,CE1,I/O7,I/O6,I/O5,I/O4,I/O3,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,28,27,26,25,24,23,22,21,20,19,18,17,16,15,6264,WE写允许线,CE2片选线2,CE1片选线1,10/19/2026,66,单片机原理及其应用,8.4 数据存储器扩展,常用典型SRAM芯片,6264的工作方式,10/19/2026,67,单片机原理及其应用,8.4 数据存储器扩展,常用典型SRAM芯片,A14A0地址线,I/O7I/O0数据线,OE读允许线,A14,A12,A7,A6,A5,A4,A3,A2,A1,A0,I/O0,I/O1,I/O2,GND,Vcc,WE,A13,A8,A9,A11,OE,A10,CE,I/O7,I/O6,I/O5,I/O4,I/O3,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,28,27,26,25,24,23,22,21,20,19,18,17,16,15,62256,WE写允许线,CE片选线,10/19/2026,68,单片机原理及其应用,8.4 数据存储器扩展,常用典型SRAM芯片,62256的工作方式,10/19/2026,69,单片机原理及其应用,8.4.2 外部数据存储器的扩展方法及时序,8.4 数据存储器扩展,扩展方法及时序,单片机扩展外部RAM 的原理图,10/19/2026,70,单片机原理及其应用,程序存储器与外部数据存储器使用同一地址总线，它们的地址空间是,完全重叠的,，但由于单片机访问外部程序存储器时，使用PSEN控制对外部程序存储器单元的读取操作，即使程序存储器和数据存储器的单元地址完全相同，也不会造成访问冲突。,MCS-51单片机的外部数据存储器的最大寻址空间为64K，即00000FFFFH。由于MCS-51单片机的,外部数据存储器和外部I/O口是统一编址的,，它们共同占用这一地址空间。,8.4 数据存储器扩展,扩展方法及时序,（一）扩展方法,（1）芯片地址总线-MCS-51单片机总线：由P2口提供存储单元地址的高八位、P0口经过锁存器提供地址的低8位。,（2）芯片数据总线-MCS-51单片机P0口,（3）芯片控制总线-MCS-51单片机的控制线,10/19/2026,71,单片机原理及其应用,读取外部数据存储器由下列指令实现：,MOVX A,DPTR 或 MOVX A,Ri。,8.4 数据存储器扩展,扩展方法及时序,MCS-51单片机读外部数据存储器的时序,RD,10/19/2026,72,单片机原理及其应用,MCS-51 单片机外部数据存储器写入操作由下列指令实现：MOVX DPTR,A 或 MOVX Ri,A。,MCS-51 单片机写外部数据存储器的时序,8.4 数据存储器扩展,扩展方法及时序,10/19/2026,73,单片机原理及其应用,8.4.3 静态RAM扩展电路,（一）单片静态RAM芯片的扩展,（1）采用6264为MCS-51单片机扩展8K外部数据存储器,8.4 数据存储器扩展,静态RAM扩展电路,10/19/2026,74,单片机原理及其应用,A15,A14,A13,A12,A11,A10,A9,A8,A7,A6,A5,A4,A3,A2,A1,A0,P2.7,P2.6,P2.5,P2.4,P2.3,P2.2,P2.1,P2.0,P0.7,P0.6,P0.5,P0.4,P0.3,P0.2,P0.1,P0.0,x,x,x,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,x,x,x,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,x,x,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,x,二进制编码写成十六进制数，得地址范围为：00001FFFH,6264地址空间分析：,0,0,0,0,0,0,0,0,0,8.4 数据存储器扩展,静态RAM扩展电路,10/19/2026,75,单片机原理及其应用,00001FFFH,8.4 数据存储器扩展,静态RAM扩展电路,10/19/2026,76,单片机原理及其应用,（2）单片机外部RAM的使用,例1 把系统中的0250H单元的内容转存到单片机内部RAM的20H单元。,例2 单片机内部RAM的寄存器R3的内容转存到系统中的1000H单元。,8.4 数据存储器扩展,静态RAM扩展电路,10/19/2026,77,单片机原理及其应用,采用线选法为,80C51,扩展,24K,外部数据存储器的电路,（二）多片静态RAM芯片的扩展,（1）线选法,8.4 数据存储器扩展,静态RAM扩展电路,10/19/2026,78,单片机原理及其应用,A15,A14,A13,A12,A11,A10,A9,A8,A7,A6,A5,A4,A3,A2,A1,A0,P2.7,P2.6,P2.5,P2.4,P2.3,P2.2,P2.1,P2.0,P0.7,P0.6,P0.5,P0.4,P0.3,P0.2,P0.1,P0.0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,IC4地址范围为：A000BFFFH,多片RAM的地址空间分析(1)：,IC3,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,IC4,IC3地址范围为：C000DFFFH,8.4 数据存储器扩展,静态RAM扩展电路,10/19/2026,79,单片机原理及其应用,A15,A14,A13,A12,A11,A10,A9,A8,A7,A6,A5,A4,A3,A2,A1,A0,P2.7,P2.6,P2.5,P2.4,P2.3,P2.2,P2.1,P2.0,P0.7,P0.6,P0.5,P0.4,P0.3,P0.2,P0.1,P0.0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,多片RAM的地址空间分析(2)：,IC5,IC5地址范围为：60007FFFH,8.4 数据存储器扩展,静态RAM扩展电路,10/19/2026,80,单片机原理及其应用,60007FFFH,A000BFFFH,C000DFFFH,10/19/2026,81,单片机原理及其应用,线选法的优点是电路连接简单，