第6章MCS-51单片.ppt

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,6,章,MCS-51,单片机系统扩展技术,6.1,MCS-51,单片机系统扩展的基本概念,6.2 程序存储器扩展技术,6.3 数据存储器扩展,6.4 输入/输出口扩展技术,6.1,MCS-51,单片机系统扩展的基本概念,6.1.1,MCS-51,单片机最小应用系统,6.1.2,MCS-51,单片机的外部扩展性能,返回本章首页,6.1.1,MCS-51,单片机最小应用系统,18051/8751最小应用系统（,如图6-1所示）。由于集成度的限制，这种最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。其应用特点是：,（1）全部,I/O,口线均可供用户使用2）内部存储器容量有限（只有,4,KB,地址空间）。,（3）应用系统开发具有特殊性。,图6-1 8051/8751最小应用系统,28031最小应用系统,8031是片内无程序存储器的单片机芯片，因此，其最小应用系统应在片外扩展,EPROM。,图6-2为用8031外接程序存储器构成的最小系统。,图6-2 8031最小应用系统,返回本节,6.1.2,MCS-51,单片机的外部扩展性能,1,MCS-51,单片机的片外总线结构,MCS-51,系列单片机片外引脚可以构成如图6-3所示的三总线结构：,地址总线（,AB）,数据总线（,DB）,控制总线（,CB）,所有外部芯片都通过这三组总线进行扩展。,图6-3 8031单片机总线引脚结构,2,MCS-51,单片机的系统扩展能力,当系统要大量配置外围设备以及要扩展较多的,I/O,口时，将占去大量的,RAM,地址。,当应用系统存储扩展容量或扩展,I/O,口地址超过单片机地址总线范围时，可采用换体法解决。如图6-4所示。,图6-4 用,I/O,线来控制片外存储器换体,返回本节,6.2 程序存储器扩展技术,6.2.1,EPROM,扩展电路,6.2.2,EEPROM,扩展电路,返回本章首页,图6-5 28引脚,EPROM,芯片管脚配置,6.2.1,EPROM,扩展电路,图6-6 2764,EPROM,扩展电路,12764,A EPROM,扩展电路,227128,A EPROM,扩展电路,图6-7 27128,A EPROM,扩展电路,返回本节,6.2.2,EEPROM,扩展电路,EEPROM,是一种电擦除可编程只读存储器，其主要特点是能在计算机系统中进行在线修改，并能在断电的情况下保持修改的结果。因而在智能化仪器仪表、控制装置等领域得到普遍采用。,常用,的,EEPROM,芯片主要有,Intel 2817A、2864A,等。,图6-8 2817,A,管脚配置,12817,A EEPROM,扩展,图6-9 2817,A EEPROM,扩展电路,设置源数据块首址标区首地址,原地址=,SA,SA,末地址？,写入一个字节,P1.0=0?,源地址加1目标地址加1,传送结束,图6-10,RAM,与,EEPROM,数据传送流程图,22864,A EEPROM,扩展,图6-11 2864,A,管脚配置,2864,A,有四种工作方式：,（1）维持方式,（2）读出方式,（3）写入方式,（4）数据查询方式,2864,A,与8031单片机的硬件连接如图6-12所示。,图6-12 2864,A EEPROM,扩展电路,返回本节,6.3 数据存储器扩展,6.3.1 静态,RAM,扩展电路,6.3.2 动态,RAM,扩展电路,返回本章首页,6.3.1 静态,RAM,扩展电路,常用的静态,RAM,芯片有6116，6264，62256等，其管脚配置如图6-13所示16264静态,RAM,扩展,表6-1给出了6264的操作方式，图6-14为6264静态,RAM,扩展电路。,262256静态,RAM,扩展,62256,是,32,K,8,位静态随机存储器芯片，,CMOS,工艺制作，单一,+5,V,供电。,28,脚双列直插式封装。,图6-13 常用静态,RAM,芯片管脚配置,表,6-1 6264,的操作方式,管脚,管脚,图6-14 6264静态,RAM,扩展电路,返回本节,6.3.2 动态,RAM,扩展电,12164,A,动态,RAM,扩展,l,行列地址选通信号,l,刷新方法,l,地址信息延时的实现,图6-15 2164,A,芯片,图6-16 64,K,动态,RAM,扩展电路,（a）8051,（b）2164A,图6-17 8051和2164,A,总线定时波形,22186集成动态,RAM,扩展,2186,是片内具有,8,K,8,位动态,RAM,系统的集成,RAM,。,单一,+5,V,供电，工作电流,70,mA,，,维持电流,20,mA,，,存取时间为,250,ns,。,28,脚双列直插式封装，管脚与,6264,静态,RAM,完全兼容，其管脚配置如图,6-18,所示。,图6-19给出了8051/8751扩展2186集成动态,RAM,的硬件电路图。,图6-18 2817,A,管脚配置,图6-19 2186集成动态,RAM,扩展电路,返回本节,6.4 输入/输出口扩展技术,6.4.1 简单,I/O,口扩展,6.4.2 可编程,I/O,口扩展,返回本章首页,6.4.1 简单,I/O,口扩展,1用并行口扩展,I/O,口,只要根据“输入三态，输出锁存”与总线相连的原则，选择74,LS,系列的,TTL,电路或,MOS,电路即能组成简单的扩展,I/O,口。例如采用8位三态缓冲器74,LS244,组成输入口，采用8,D,锁存器74,LS273，74LS373，74LS377,等组成输出口。,图,6-20,给出了一种简单的输入、输出口扩展电路。,当要扩展多个输入/输出口时，可采用图6-21所示连接方法,。,图6-20 简单,I/O,扩展接口,图6-20 简单,I/O,扩展接口,2用串行口扩展,I/O,口,当,MCS-51,单片机串行口工作在方式0时，使用移位寄存器芯片可以扩展一个或多个8位并行,I/O,口。这种方法不会占用片外,RAM,地址，而且可节省单片机的硬件开销。缺点是操作速度较慢，扩展芯片越多，速度越慢。,图6-22和图6-23分别给出了利用串行口扩展2个8位并行输入口（使用74,LS165）,和扩展2个8位并行输出口（使用74,LS164）,的接口电路。,图6-22 利用串行口扩展并行输入口,图6-23 利用串行口扩展并行输出口,返回本节,6.4.2 可编程,I/O,口扩展,表,6-2,常用,Intel,系列可编程接口芯片,型号,名称,说明,8155,并行接口,带256字节的,RAM,和14位定时/计数器,8255,通用并行接口,8251,同步/异步通讯接口,8253,定时/计数器,8279,键盘/显示接口,18155的结构和技术性能,图6-24是8155的结构框图。在8155内部具有：,（1）256字节的静态,RAM，,存取时间为400,ns。,（2）,三个通用的输入/输出口。,（3）一个14位的可编程定时/计数器。,（4）地址锁存器及多路转换的地址和数据总线。,（,5,）单一,+5,V,电源，,40,脚双列直插式封装。,（,a）,逻辑结构,（,b）,引脚图,图6-24 8155的逻辑结构及引脚,28155的,RAM,和,I/O,地址编码,表,6-3 8155,口地址分布,38155的工作方式与基本操作,（,1,）作片外,256,字节,RAM,使用。,（,2,）作扩展,I/O,口使用。,命令控制字的格式如图6-25所示。,其中,C,口工作方式如表,6-4,所示。状态字格式如图6-26所示。,（,3,）作定时器使用。其格式如图,6-27,所示。,图6-25 8155命令控制字格式,表,6-4,C,口工作方式及控制信号分布,图6-26 8155状态字格式,图6-27 8155定时器格式及输出方式,4,MCS-51,单片机与8155的接口与操作,MCS-51,单片机可直接和8155连接而不需要任何外加逻辑，可以直接为系统增加256字节外部,RAM、22,根,I/O,线及一个14位定时器。其基本硬件连接方法如图6-28所示。,图6-28 8155和8031的连接方法,返回本节,THANK YOU VERY MUCH！,本章到此结束，,谢谢您的光临！,结束放映,返回本章首页,