单片机中级教程.pptx

单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院1第六章第六章 80 80C51C51单片机的系统扩展单片机的系统扩展6.16.1 概述概述6.1.1 6.1.1 外部并行扩展性能外部并行扩展性能6.1.2 6.1.2 外部串行扩展性能外部串行扩展性能6.26.2 单片机的外部并行扩展单片机的外部并行扩展6.2.1 6.2.1 程序存储器的扩展程序存储器的扩展6.2.2 6.2.2 片外数据存储器的扩展片外数据存储器的扩展6.2.3 6.2.3 扩展片外程序存储器和片外数据存储器扩展片外程序存储器和片外数据存储器单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院26.2.4 6.2.4 通过并行总线扩展通过并行总线扩展I/OI/O口口6.3 6.3 单片机的外部串行扩展单片机的外部串行扩展6.3.1 6.3.1 串行扩展串行扩展E E2 2PROMPROM6.3.2 6.3.2 串行扩展串行扩展I/OI/O接口接口6.4 6.4 外部中断源的扩展外部中断源的扩展单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院3思考 通通常常情情况况下下，采采用用8080C51/87C51C51/87C51的的最最小小应应用用系系统统最最能能发发挥挥单单片片机机体体积积小小、成成本本低低的的优优点点。但但在在许许多多情情况况下下，构构成成一一个个工工业业测测控控系系统统时时，考考虑虑到到传感器接口、伺服控制接口以以及及人机对话接口等等的的需需要要，最最小小应应用用系系统统常常常常不不能能满满足足要要求求，因因此此，系系统统扩扩展展是是单单片片机机应用系统硬件设计中最常遇到的问题。应用系统硬件设计中最常遇到的问题。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院4 系系统统扩扩展展是是指指单单单单片片片片机机机机内内内内部部部部各各各各功功功功能能能能部部部部件件件件不不不不能能能能满满满满足足足足应应应应用用用用系系系系统统统统要要要要求求求求时时时时，在在在在片片片片外外外外连连连连接接接接相相相相应应应应的的的的外外外外围围围围芯芯芯芯片片片片以以以以满满满满足足足足应应应应用用用用系系系系统统统统要要要要求求求求。8080C5lC5l系系列列单单片片机机有有很很强强的的外外部部扩扩展展能能力力，外外围围扩扩展展电电路路芯芯片片大大多多是是一一些些常常规规芯芯片片，扩扩展展电电路路及及扩扩展展方方法法较较典典型型、规规范范。用用户户很很容容易易通通过过标标准准扩扩展展电电路来构成较大规模的应用系统。路来构成较大规模的应用系统。8080C51C51系系列列单单片片机机的的系系统统扩扩展展有有程程序序存存储储器器(ROM)ROM)扩扩展展、数数据据存存储储器器(RAM)RAM)扩扩展展、I/OI/O口口扩扩展展、中中断断系系统统扩展扩展以及以及其它特殊功能扩展其它特殊功能扩展。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院56.1 概述 对对于于单单片片机机系系统统扩扩展展的的方方法法有有并并行行扩扩展展法法和和串串行行扩扩展展法法两两种种。并并行行扩扩展展法法是是指指利利用用单单片片机机的的三三三三组组组组总总总总线线线线（ABAB、DBDB、CBCB）进进行行的的系系统统扩扩展展；串串行行扩扩展展法法是是指指利用利用SPISPI三线总线三线总线三线总线三线总线和和I I2 2C C双总线双总线双总线双总线的串行系统扩展。的串行系统扩展。由由于于集集成成度度和和结结构构的的发发展展，在在原原来来只只能能使使用用并并行行扩扩展展法法的的场场合合，现现在在使使用用串串行行扩扩展展法法了了。串串行行扩扩展展法法具具有有显显著著的的优优点点。一一般般地地说说，串串行行接接口口器器件件体体积积小小，因因而而，所所占占用用电电路路板板的的空空间间小小，仅仅为为并并行行接接口口器器件件的的10%10%，明显地减小了电路板空间和成本；串行接口器件，明显地减小了电路板空间和成本；串行接口器件单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院6与与单单片片机机接接口口时时需需用用的的I/OI/O口口线线很很少少（仅仅需需3 34 4根根），不不仅仅减减少少了了控控制制器器的的资资源源开开销销，而而且且极极大大地地简简化化了了连连接，进而提高了可靠性。接，进而提高了可靠性。但但是是，一一般般串串行行接接口口器器件件速速度度较较慢慢，在在需需用用高高速速应应用用的的场场合合，还还是是并并行行扩扩展展法法占占主主导导地地位位。在在进进行行系系统统扩扩展展时时，应应对对单单片片机机的的系系统统扩扩展展能能力力、扩扩展展总总线线结结构构及及扩扩展展应应用用特特点点有有所所了了解解，这这样样才才能能顺顺利利地地完完成成系系统扩展任务。统扩展任务。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院76.1.1 外部并行扩展性能1、80C51系列单片机的片外总线结构 单单片片机机都都是是通通过过芯芯片片的的引引脚脚进进行行系系统统扩扩展展的的。为为了了满满足足系系统统扩扩展展要要求求，8080C51C51系系列列单单片片机机芯芯片片引引脚脚可可以以构构成成右右图图所所示示的的三三三三总总总总线线线线结结结结构构构构，即即地地址址总总线线(AB)AB)、数数据据总总线线(DB)DB)和和控控制制总总线线(CB)CB)。所所有有的的外外部部芯芯片片都都通通过过这这三三组组总总线线进进行行扩扩展。展。8080C51C51系列单片机的三总线引脚结构系列单片机的三总线引脚结构单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院8(1)(1)地址总线地址总线(AB)AB)地地址址总总线线由由P0P0口口提提供供低低8 8位位A0A7A0A7，P2P2口口提提供供高高8 8位位A8A15A8A15。由由于于P0P0还还要要作作数数据据总总线线口口，只只能能分分时时用用做做地地址址线线，故故P0P0口口输输出出的的低低8 8位位地地址址数数据据必必须须用用锁锁存存器器锁锁存存。锁锁存存器器的的锁锁存存控控制制信信号号为为引引脚脚ALEALE输输出出的的控控制制信信号号。在在ALEALE的下降沿将的下降沿将P0P0口输出的地址数据锁存。口输出的地址数据锁存。P2P2口口具具有有输输出出锁锁存存功功能能，故故不不需需外外加加锁锁存存器器。P0P0、P2P2口扩展为地址线后便不能作为一般口扩展为地址线后便不能作为一般I/OI/O口使用。口使用。地地址址总总线线宽宽度度为为1616位位，故故可可寻寻址址范范围围为为2 21616=64=64KBKB。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院9(2)(2)数据总线数据总线(DB)DB)数据总线由数据总线由P0P0口提供，其宽度为口提供，其宽度为8 8位。位。P0P0口口为为三三态态双双向向口口，是是应应用用系系统统中中使使用用最最为为频频繁繁的的通通道道。所所有有单单片片机机与与外外部部交交换换的的数数据据、指指令令、信信息息，除少数可直接通过除少数可直接通过P1P1口外，全部通过口外，全部通过P0P0口传送。口传送。数数据据总总线线要要连连到到多多个个连连接接的的外外围围芯芯片片上上，而而在在同同一一时时间间里里只只能能够够有有一一个个是是有有效效的的数数据据传传送送通通道道。哪哪个个芯芯片片的的数数据据通通道道有有效效，则则由由地地址址线线控控制制各各个个芯芯片片的的片片选线选线来选择。来选择。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院10(3)(3)控制总线控制总线(CB)CB)控控制制总总线线包包括括片片外外系系统统扩扩展展用用控控制制线线和和片片外外信信号号对单片机的控制线对单片机的控制线。ALEALE：输输出出，P0P0口口上上地地址址与与数数据据隔隔离离信信号号，用用于于锁锁存存P0P0口口输输出出的的低低8 8位位地地址址数数据据的的控控制制线线。通通常常，ALEALE在在P0P0口口输输出出地地址址期期间间出出现现低低电电平平，用用这这个个低低电电平平信信号号控制锁存器来锁存地址数据控制锁存器来锁存地址数据。系系统统扩扩展展用用控控制制线线有有ALEALE、PSENPSEN、EAEA、WRWR、RDRD。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院11 PSENPSEN：输输出出，用用于于片片外外程程序序存存储储器器(EPROM)EPROM)的的“读读”数数控控制制。“读读”取取EPROMEPROM中中数数据据(指指令令)时时，不不用用“RDRD”信号，而用信号，而用PSENPSEN。EAEA：输输入入，用用于于选选择择片片内内或或片片外外程程序序存存储储器器。当当EA=0EA=0时时，只只访访问问外外部部程程序序存存储储器器，不不论论片片内内有有无无程程序序存存储储器器。因因此此，在在扩扩展展并并使使用用片片外外程程序序存存储储器器时时，必必须使须使EAEA接地。接地。WRWR、RDRD：输输出出，用用于于片片外外数数据据存存储储器器(RAM)RAM)的的读读/写写控控制制。当当执执行行片片外外数数据据存存储储器器操操作作指指令令MOVXMOVX时时，这两个控制信号自动生成。这两个控制信号自动生成。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院122、80C51系列单片机的系统并行扩展能力 由由于于地地址址总总线线宽宽度度为为1616位位，在在片片外外可可扩扩展展的的存存储储器器最最大大容容量量为为6464KBKB，地地址址为为00000000HFFFFHHFFFFH。片片外外数数据据存存储储器器与与程程序序存存储储器器的的操操作作使使用用不不不不同同同同的的的的指指指指令令令令和和和和控控控控制制制制信信信信号号号号，允允许许两两者者的的地地址址重重复复，故故片片外外可可扩扩展展的的数数据据存存储储器与程序存储器分别为器与程序存储器分别为6464KBKB。片片外外数数据据存存储储器器与与片片内内数数据据存存储储器器的的操操作作指指令令不不同同(片片外外RAMRAM只只能能用用MOVXMOVX指指令令)，允允许许两两者者地地址址重重复复，亦即外部扩展数据存储器地址可从亦即外部扩展数据存储器地址可从00000000H H开始。开始。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院13 为为了了配配置置外外围围设设备备而而需需要要扩扩展展的的I/OI/O口口，可可与与片片外外数数据据存存储储器器统统一一编编址址，不不再再另另外外提提供供地地址址线线。因因此此，在在应应用用系系统统要要大大量量配配置置外外围围设设备备以以及及扩扩展展较较多多I/OI/O口口时时，要要占占去去大大量量的的RAMRAM地地址址。片片外外程程序序存存储储器器与与片片内内程程序序存存储储器器采采用用相相同同的的操操作作指指令令，片片内内与与片片外外程程序序存存储储器器的选择靠硬件结构实现的选择靠硬件结构实现。当当EA=0EA=0时时，不不论论片片内内有有无无程程序序存存储储器器，此此时时只只使使用用片片外外程程序序存存储储器器，片片外外程程序序存存储储器器的的地地址址应应从从00000000H H开开始始设设置置；当当EA=1EA=1时时，前前4 4KBKB地地址址00000000H0FFFHH0FFFH为为片片内内程程序序存存储储器器所所有有，片片外外扩扩展展的的程程序序存存储储器器的的地地址址只只能从能从10001000H H开始设置。开始设置。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院14 当当应应用用系系统统扩扩展展的的存存储储器器容容量量超超过过地地址址总总线线范范围围时时，可可用用换换体体的的办办法法解解决决，如如下下图图所所示示。图图中中用用4 4个个3232KBKB容容量量的的数数据据存存储储器器6225662256来来组组成成两两个个存存储储器器体体，存存储储器器体体、分分别别为为6464KBKB。4 4个个6225662256的的使使能能端端通通过过由由P2.7P2.7和和P1.0P1.0控控制制的的2-42-4译译码码器器来来选选通通。可可以看出每增加一条以看出每增加一条I/OI/O口线，可以再扩大地址容量一倍。口线，可以再扩大地址容量一倍。用用I/OI/O线来控制片外存储器换体线来控制片外存储器换体 当当复复位位后后，由由于于P1.0P1.0为为高高电电平平，6464地地址址指指向向体体；当当给给P1.0P1.0置置低低电电平平后后，则则6464KBKB地地址址指指向向体。体。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院156.1.2 外部串行扩展性能1、80C51系列单片机的串行总线结构 8080C51C51系系列列单单片片机机的的串串行行总总线线包包括括：SPISPI(Serial(Serial Peripheral Interface)Peripheral Interface)三线总线和三线总线和I I2 2C C公用双总线两种。公用双总线两种。SPISPI三三线线总总线线结结构构是是一一个个同同步步外外围围接接口口，允允许许MCUMCU与与各各种种外外围围设设备备以以串串行行方方式式进进行行通通信信。一一个个完完整整的的SPISPI系统有如下的特性：系统有如下的特性：(1)SPI(1)SPI三线总线结构三线总线结构 全双工、三线同步传送；全双工、三线同步传送；单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院16 主、从机工作方式；主、从机工作方式；可程控的主机位传送频率、时钟极性和相位；可程控的主机位传送频率、时钟极性和相位；在在大大多多数数场场合合，使使用用一一个个MCUMCU作作为为主主机机，控控制制数数据据向向一一个个或或多多个个从从机机（外外围围器器件件）的的传传送送。一一般般SPISPI系系统使用四个统使用四个I/OI/O引脚：引脚：发送完成中断标志；发送完成中断标志；写冲突保护标志。写冲突保护标志。1)1)1)1)串行数据线（串行数据线（串行数据线（串行数据线（MISOMISOMISOMISO、MOSIMOSIMOSIMOSI）单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院17 主主机机输输入入/从从机机输输出出数数据据线线（MISOMISOMISOMISO）和和主主机机输输出出/从从机机输输入入数数据据线线（MOSIMOSIMOSIMOSI），用用于于串串行行数数据据的的发发送送和和接接收收。数数据据发发送送时时，先先传传送送MSBMSB（高高位位），后后传传送送LSBLSB（低位）低位）。在在SPISPI设设置置为为主主机机方方式式时时，MISOMISOMISOMISO线线线线是是是是主主主主机机机机数数数数据据据据输输输输入入入入线线线线，MOSIMOSIMOSIMOSI是是是是主主主主机机机机数数数数据据据据输输输输出出出出线线线线；在在SPISPI设设置置为为从从机机方方式式时时，MISOMISOMISOMISO线是从机数据输出线，线是从机数据输出线，线是从机数据输出线，线是从机数据输出线，MOSIMOSIMOSIMOSI是从机数据输入线是从机数据输入线是从机数据输入线是从机数据输入线。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院182)2)2)2)串行时钟线（串行时钟线（串行时钟线（串行时钟线（SCLKSCLKSCLKSCLK）串串行行时时钟钟线线（SCLKSCLK）用用于于同同步步从从MISOMISO和和MOSIMOSI引引脚脚输输入入和和输输出出数数据据的的传传送送。在在SPISPI设设置置为为主主机机方方式式时时，SCLKSCLK为为输出输出；在；在SPISPI设置为设置为从机从机方式时，方式时，SCLKSCLK为为输入输入。在在SPISPI设设置置为为主主机机方方式式时时，主主机机启启动动一一次次传传送送时时，自自动动在在SCLKSCLK脚脚产产生生8 8个个时时钟钟周周期期。在在主主机机和和从从机机SPISPI器器件件中中，在在SCLKSCLK信信号号的的一一个个跳跳变变时时进进行行数数据据移移位位，数数据据稳定后的另一个跳变时进行采样。稳定后的另一个跳变时进行采样。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院19 对对于于一一个个完完整整的的SPISPI系系统统，串串行行数数据据和和串串行行时时钟钟之之间间有有四四种种极极性性和和相相位位关关系系，如如下下图图所所示示，以以适适应应不不同同的的外外围围器器件件特特性性。主机和从机器件之间的传送定时关系必须相同主机和从机器件之间的传送定时关系必须相同。SPISPI系统时钟的极性和相位关系系统时钟的极性和相位关系CPOL CPHA polarity phaseCPOL=0 时钟的空闲状态为低电平 CPOL=1 时钟的空闲状态为高电平 CPHA=0CPHA=0CPHA=1CPHA=1CPOL=0CPOL=0CPOL=1CPOL=1CPHA=0 第一个边沿采样 CPHA=1 第一个边沿改变数值单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院203)3)3)3)从机选择（从机选择（从机选择（从机选择（SSSSSSSS）在在从从机机方方式式时时，SSSS脚脚是是输输入入端端，用用于于使使能能SPISPI从从机机进进行行数数据据传传送送；在在主主机机方方式式时时，SSSS一一般般由由外外部部置置为为高高电平。电平。通通过过SPISPI可可以以扩扩展展各各种种I/OI/O功功能能，包包括括：A/DA/D、D/AD/A、实实时时时时钟钟、RAMRAM、E E2 2PROMPROM及及并并行行输输入入/输输出出接接口口等等。在在把把SPISPI与与一一片片或或几几片片串串行行扩扩展展芯芯片片相相连连时时，只只需需按按要要求求连连接接SPISPI的的SCLKSCLK、MOSIMOSI及及MISOMISO三三根根线线即即可可。对对于于有有些些I/OI/O扩扩展展芯芯片片，它它们们有有CSCS端端。这这时时，这这些些片片选选输入端一般有输入端一般有同步串行通信同步串行通信的功能：无效时，为复位的功能：无效时，为复位单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院21芯芯片片的的串串行行接接口口；有有效效时时，初初始始化化串串行行传传送送。有有些些芯芯片片的的CSCS端端，将将其其上上从从低低到到高高的的跳跳变变当当做做把把移移位位数数据据打打入入并并行行寄寄存存器器或或操操作作启启动动的的脉脉冲冲信信号号。因因此此，对对于于这这些芯片，应该些芯片，应该用一根用一根I/OI/O口线来控制口线来控制它们的片选端它们的片选端CSCS。在在8080C51C51系系列列中中，串串行行口口的的方方式式0 0提提供供了了简简化化的的SPISPI同步串行通信功能。其特点是：同步串行通信功能。其特点是：串串行行时时钟钟（SCLKSCLK）极极性性和和相相位位之之间间的的关关系系是是固固定的，串行传送速率也是固定的，不能编程改变；定的，串行传送速率也是固定的，不能编程改变；无从机选择输入（无从机选择输入（SSSS）端；端；单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院22 串串行行数数据据输输入入、输输出出线线不不是是隔隔离离的的，而而是是同同一一根线，用软件设置数据传输方向；根线，用软件设置数据传输方向；串串行行数数据据线线上上传传送送数数据据位位的的顺顺序序为为先先LSBLSB，后后MSBMSB。因此，在因此，在8080C51C51系列中，系列中，SPISPI只有两个引脚：只有两个引脚：RXDRXD（P3.1P3.1）MOSI/MISOMOSI/MISO；TXDTXD（P3.0P3.0）SCLKSCLK。在在某某些些应应用用系系统统中中，由由于于8080C51C51的的串串行行通通信信口口已已经经占占用用或或者者感感到到串串行行口口方方式式0 0使使用用不不方方便便，则则可可以以用用软软件件来模拟仿真来模拟仿真SPISPI操作。操作。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院23 在器件（IC）之间，使用两根信号线（SDA和SCL）串行的方法进行信息传送的并允许若干兼容器件共享的二线总线，称为I I2 2C C总线总线。A A、I I2 2C C 总线的概念总线的概念(2)I(2)I2 2C C公用二总线结构公用二总线结构1)I1)I1)I1)I2 2 2 2C C C C总线规范简介总线规范简介总线规范简介总线规范简介I2C：Inter Integrated Circuit SDA(Serial DAta)线称为串行数据线，其上传输双向的数据；SCL(Serial CLock)线称为串行时钟线，其上传输时钟信号，用来同步串行数据线上的数据。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院24DECT cordless phone base-stationDigital Enhanced Cordless Telecommunications 单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院25 I2C总线上的器件，SDA和SCL引脚都是一个开漏输出端。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院26 挂接在I2C总线上的器件（或IC），根据其功能可分为两种：主控器件和从控器件。主控器件：控制总线存取，产生串行时钟(SCL)信号，并产生启动传送信号及结束传送信号的器件，总线必须由一个主控器件控制。主控器件一般称主器件（主机）。从控器件：在总线上被主控器件寻址的器件，它们根据主控器件的命令来接收和发送数据。从控器件一般称从器件（从机）。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院27I2C总线系统是一个允许多主的系统。系统中的某一器件有四种可能的工作方式：主发送方式、主接收方式、从发送方式和从接收方式。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院28 在I2C总线上的所有器件是按照如下的数据传输协议协调工作的：据此定义以下总线条件：总线不忙SCL=SDA=1只有当总线不忙时，数据传输才能开始；当串行时钟线为高电平时，串行数据线的变化将认为是传送的开始或停止；当串行时钟线为低电平时，才允许串行数据线发生变化；数据传送期间，无论何时串行时钟线为高电平，串行数据线必须保持稳定。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院29 开始数据传送 停止数据传送起始信号（START）停止信号（STOP）单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院30 数据有效（Data validity）单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院31 应答（Acknowledge）单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院32B B、7 7位的地址格式位的地址格式单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院33主发送到从接收主机发送，从机接收，传输的方向不会改变单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院34从发送到主接收 主机在发送完第一个字节后，立即读从机。第一次响应仍由从机产生，在第一次响应后主机变成接受器，从机变成发送器。停止条件由主机发出。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院35复合格式 改变传输方向的时侯，起始条件和从机地址都会被重复，且R/W位取反。如果主机作为接收，发送一个重复起始条件，它之前应该发送了一个不响应信号（A）。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院36仲裁和时钟发生时钟同步 产生的同步SCL时钟的低电平周期由低电平时钟周期最长的器件决定，而高电平周期由高电平时钟周期最短的器件决定。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院37仲裁 首先变成高电平的器件丢失仲裁，因为SDA上的电平与本器件产生的电平不一致。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院38C C、I2CI2C总线主要功能特点：总线主要功能特点：在主控器件和从控器件之间双向传送数据；无中央主控器件的多主总线；多主传送时，不发生错误；可以使用不同的位速率；串行时钟作为交接信号；可用于测试和诊断目的。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院39 在单片机应用系统中，单主结构占绝大多数。在单主系统中，I2C总线的数据传送状态要简单得多，没有总线竞争与同步问题，只有作为主器件的单片机对I2C总线器件的读/写操作。这就简化了模拟软件的设计工作。有I2C总线的单片机中，可以直接用I2C总线来进行系统的串行扩展；对于80C51系列单片机，大多数没有I2C总线接口功能，而是采用软件模拟双向数据传送协议的方法，来实现系统的串行扩展。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院406.3 单片机的外部串行扩展6.3.1 串行扩展E2PROM1、利用模拟SPI扩展串行E2PROM(1)(1)串行串行E E2 2PROMPROM93C4693C46的特点及引脚的特点及引脚 9393C46C46是是64166416（10241024）位位串串行行存存取取的的电电擦擦除除可可编编程程的的只只读读存存储储器器。具具有有如如下下特特点点：在在线线改改写写数数据据和和自自动动擦擦除除功功能能；电电源源关关闭闭，数数据据也也不不丢丢失失；输输入入、输输出出口口与与TTLTTL兼兼容容；片片内内有有编编程程电电压压发发生生器器，可可以以产产生生擦擦除和写入操作时所需的电压；除和写入操作时所需的电压；单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院41 片片内内有有控控制制和和定定时时发发生生器器，擦擦除除和和写写入入操操作作均均由由此此定定时时电电路路自自动动控控制制；具具有有整整体体编编程程允允许许和和禁禁止止功功能能，以以增增强强数数据据的的保保护护能能力力；+5+5V V单单电电源源供供电电；处处于于等等待待状态时，电流为状态时，电流为1.53 1.53 mAmA。93C4693C46有有 两两 种种 封封装装形形式式，如如右右图图所所示示。其其中中(a)(a)为为8 8脚脚双双列列直直插插式式塑塑料料封封装装；(b)(b)为为1414脚脚扁扁平平式式塑塑料料封封装装。其各引脚的功能为：其各引脚的功能为：9393C46C46引脚排列引脚排列单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院42 CSCSCSCS：片片选选信信号号。当当CSCS置置高高电电平平时时，片片选选有有效效。用用CSCS信信号号的的下下降降沿沿启启动动片片内内定定时时器器，开开始始擦擦写写操操作作。启启动动之之后后，CSCS信信号号上上电电平平的的高高低低不不影影响响芯芯片片内内部部的的擦擦写写操作。操作。CLKCLKCLKCLK：串串行行数数据据时时钟钟信信号号输输入入端端。输输入入时时钟钟频频率率为为0250 0250 kHzkHz。DIDIDIDI：串行数据输入端。串行数据输入端。DODODODO：串串行行数数据据输输出出端端（读读操操作作时时）。擦擦除除操操作作时时，DODO引引脚脚可可作作为为擦擦写写状状态态指指示示，相相当当于于READY/BUSYREADY/BUSY信信号号，即即忙忙/闲闲指指示示信信号号。其其它它状状态态时时，DODO引引脚脚呈呈高高阻态。阻态。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院43 ORGORGORGORG：结结构构端端。当当ORGORG连连接接到到VCCVCC或或悬悬空空时时，芯芯片片为为1616位位存存储储器器结结构构；当当ORGORG连连接接到到VSSVSS时时，则则选选择择8 8位位存存储储器器结结构构。在在时时钟钟频频率率低低于于1 1MHzMHz时时，ORGORG端端才才能能悬悬空，构成空，构成1616位存储器结构。位存储器结构。93 93C46C46共有共有7 7条指令，指令格式如下表所示。条指令，指令格式如下表所示。(2)(2)指令系统指令系统 在在不不对对芯芯片片操操作作时时，最最好好将将CSCSCSCS置置为为低低电电平平，使使芯芯片处于等待状态，以降低功耗。片处于等待状态，以降低功耗。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院44RDY/BSYRDY/BSY101000001 1RDY/BSYRDY/BSYD D7 7D0D0010100001 1高阻高阻000000001 1高阻高阻111100001 1擦除地址擦除地址A A6 6A0A0RDY/BSYRDY/BSY11111 1擦除擦除写地址为写地址为A A6 6A0A0RDY/BSYRDY/BSYD D7 7 D0 D001011 1写写读地址为读地址为A A6 6A0A0D D7 7D0D0A6A5A4A3A2A1A0A6A5A4A3A2A1A010101 1读读DODODIDI说明说明数据数据地址地址操操作作代代码码起起始始位位指令指令擦写禁止擦写禁止擦写允许擦写允许片写片写片擦除片擦除A6A5A4A3A2A1A0A6A5A4A3A2A1A0A6A5A4A3A2A1A0A6A5A4A3A2A1A09393C46C46指令表（指令表（ORG=0ORG=0，8 8位结构）位结构）单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院45RDY/BSYRDY/BSY101000001 1RDY/BSYRDY/BSYD D1515D0D0010100001 1高阻高阻000000001 1高阻高阻111100001 1擦除地址擦除地址A A5 5A0A0RDY/BSYRDY/BSYA5A4A3A2A1A0A5A4A3A2A1A011111 1擦除擦除写地址为写地址为A A5 5A0A0RDY/BSYRDY/BSYD D1515 D0 D0A5A4A3A2A1A0A5A4A3A2A1A001011 1写写读地址为读地址为A A5 5A0A0D D1515D0D0A5A4A3A2A1A0A5A4A3A2A1A010101 1读读DODODIDI说明说明数据数据地址地址操操作作代代码码起起始始位位指令指令擦写禁止擦写禁止擦写允许擦写允许片写片写片擦除片擦除9393C46C46指令表（指令表（ORG=1ORG=1，1616位结构）位结构）单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院46单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院47 指指令令的的最最高高位位（起起始始位位，第第8 8位位）恒恒为为1 1，作作为为控控制制指指令令的的起起始始值值。接接下下去去的的两两位位操操作作代代码码，最最后后是是6 6（或或7 7）位位地地址址码码。只只要要向向9393C46C46写写入入控控制制命命令令，便便可可进行相应操作。进行相应操作。9393C46C46在在SPISPI系系统统中中作作为为从从器器件件。其其DIDI引引脚脚用用于于接接收收以以串串行行格格式式发发来来的的命命令令、地地址址和和数数据据信信息息，信信息息的的每每一一位位均均在在CLKCLK的的上上升升沿沿读读入入9393C46C46。不不论论9393C46C46进进行行什什么么操操作作，必必须须首首先先将将CSCS置置高高电电平平，接接着着在在时时钟钟同同步步下下，把把9 9位位串串行行指指令令依依次次写写入入片片内内。在在未未完完成成这这条条指指令令所必须的操作之前，芯片拒绝接收新的指令。所必须的操作之前，芯片拒绝接收新的指令。单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院48 读读指指令令的的功功能能是是从从9393C46C46的的单单元元中中读读取取数数据据。该该指指令令的的机机器器码码是是“110110A AN NA A0 0”，A ANNAA0 0是是被被读读取取单单元元的的地地址址。9393C46C46接接收收指指令令后后，在在DODO引引脚脚先先输输出出一一个个低低电电平平“虚虚拟拟”读读脉脉冲冲，之之后后，从从时时钟钟CLKCLK的的上上升升沿沿开开始始，DODO引引脚脚连连续续输输出出1616位位串串行行数数据据。当当CSCS保保持持为为高高时时，允允许许连连续续读读，即即存存储储器器中中的的数据将自动地周期性地输出下一个地址单元的数据。数据将自动地周期性地输出下一个地址单元的数据。1)1)1)1)读指令（读指令（读指令（读指令（READREADREADREAD）单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院49 写写指指令令的的功功能能是是向向9393C46C46的的指指定定单单元元中中写写入入数数据据。该该指指令令的的机机器器码码是是“101101A AN NAA0 0DDN NDD0 0”。写写指指令令中中，在在指指定定单单元元的的地地址址之之后后，紧紧接接着着输输出出1616位位数数据据。在在最最后后一一个个数数据据位位加加在在DIDI端端后后，在在CLKCLK的的下下一一个个上上升升沿沿以以前前，CSCS必必须须为为低低。CSCS的的下下降降沿沿启启动动自自定定时时自自动动擦擦除除和和编编程程周周期期。在在CSCS约约250250nsns的的低低电电平平之之后后，恢恢复复为为高高，DODO端端指指示示器器件件的的READY/BUSYREADY/BUSY状状态态。DODO端端为为0 0时时，指指示示编编程程仍仍在在进进行行；DODO端端为为1 1时时，表表示示指指定定的的数数据据已已经经写写入入指指定定的的地地址址单单元元，并且器件已准备好接收下一条指令。写周期每字需并且器件已准备好接收下一条指令。写周期每字需4 4msms时间。时间。2)2)2)2)写指令（写指令（写指令（写指令（WRITEWRITEWRITEWRITE）单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院50 擦擦除除指指令令的的功功能能是是将将指指定定单单元元的的内内容容擦擦除除，即即强强迫迫指指定定地地址址单单元元中中的的所所有有数数据据位位为为逻逻辑辑“1 1”状状态态。这这条条指指令令的的机机器器码码是是“111111A AN NAA0 0”。在在装装载载最最后后的的地地址址位位以以后后，CSCS为为低低电电平平。CSCS的的下下降降沿沿启启动动自自定定时时编编程程周周期期。在在CSCS约约250250nsns的的低低电电平平之之后后，恢恢复复为为高高，DODO端端指指示示器器件件的的READY/BUSYREADY/BUSY状状态态。DODO端端为为0 0时时，指指示示编编程程仍仍在在进进行行；DODO端端为为1 1时时，表表示示指指定定的的地地址址单单元元已已被被擦擦除除，并且器件已准备好接收下一条指令。擦除周期每字需并且器件已准备好接收下一条指令。擦除周期每字需4 4msms时间。时间。3)3)3)3)擦除指令（擦除指令（擦除指令（擦除指令（ERASEERASEERASEERASE）单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院51 擦擦除除整整个个存存储储器器指指令令的的功功能能是是将将整整个个存存储储器器阵阵列列强强迫迫为为逻逻辑辑“1 1”状状态态。除除操操作作码码不不同同之之外外，ERALERAL周周期期与与ERASEERASE（擦擦除除）周周期期相相同同。ERALERAL周周期期完完成成自自定定时时并并且且在在CSCS的的下下降降沿沿开开始始。在在器器件件进进入入自自己己产产生生时时钟钟的的模模式式之之后后，CLKCLK端端的的驱驱动动时时钟钟不不再再需需要要。在在CSCS约约250250nsns的的低低电电平平之之后后，恢恢复复为为高高，DODO端端指指示示器件的器件的READY/BUSYREADY/BUSY状态。状态。4)4)4)4)擦除整个存储器指令（擦除整个存储器指令（擦除整个存储器指令（擦除整个存储器指令（ERALERALERALERAL）单片机中级教程 原理与应用山东农业大学 信息学院52 写写整整个个存存储储器器指指令令的的功功能能是是将将命命令令中中指指定定的的数数据据写写入入整整个个存存储储器器阵阵列列中中。除除操操作作码码不不同同之之外外，WRALWRAL周周期期与与WRITEWRITE（写写）周周期期相相同同。WRALWRAL周周期期完完成成自自定定时时并并且且在在CSCS的的下下降降沿沿开开始始。在在器器件件进进入入自自己己产产生生时时钟钟的的模模式式之之后后，CLKCLK端端的的驱驱动动时时钟钟不不再再需需要要。WRALWRAL指指令令不不