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1、单片机原理及应用史中权 机电工程学院 河海大学常州校区第六章 MCS-51存储器和I/O扩展16-1 存储器的扩展6-2 并行I/O口扩展一、MCS-51总线扩展结构 二、存储器扩展的基本方法 一、用74系列器件扩展并行I/O口 二、可编程并行接口8255A 三、* 可编程并行接口芯片8155 三、存储器扩展实例 26-1 存储器扩展一、MCS-51总线扩展结构 1、单片机系统结构32、单片机总线扩展结构4（1） 地址线与存储器容量的关系 A7A0：8根地址线，有28=256 个单元 A9A0：10根地址线，有 210=1KB A10A0：11根地址线，有211=2K A11A0：12根地址线
2、，有212=4K A12A0：13根地址线，有213=8K等等 （2）16位地址/8位数据的形成 51系列单片机P0口和P2口既是通用I/O口，同时P0口还是分时复用的双向数据总线和低8位地址总线 （一般需要加一级锁存器），而P2口则是高8位地址 总线。5低8位地址和数据的区分：ALE高电平信号与P0口 有 效地址信号同时出现，ALE下降沿时锁存低8位地址 ， ALE低电平时P0口为数据。高8位地址的形成：有P2口送出高8位地址， A15A8，在执行MOVX、MOVC指令时P2口数据 作为高地址送出，一部分还用来作为RAM、ROM 的片选信号。（3）地址锁存器-74LS373 （8D三态同相锁
3、存器） 引脚功能：D7D0：8位并行数据输入端 Q7Q0：8位并行数据输出端G：为1时D端数据 = Q端数据，为0时Q端数据 保持。：片选端，低电平有效674LS373的引脚和示意图：真值表： G D QLHHHLHLL LL不变 H 高阻73、典型RAM和ROM芯片介绍1) 半导体存储器的分为：RAM和ROM。RAM分为静态 RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）两种。目前计算机 内的主存储器都是DRAM。图示为静态RAM的原理图82）6116的引脚结构如下图所示6116-2K SRAM6116引脚功能A0A10地址线CE选片OE读D0D7数据线A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1
4、A0 D0 D1 D2 GNDVcc A8 A9 WE OE A10 CE D7 D6 D5 D4 D36116 写WE93）ROM的组成结构10典型的EPROM芯片有Intel公司的2716(2K8)、2732(4K8) 、2764(8K8)、27128(16K8)、 27256(32K8)、27512(64K8)等。2732-4K EPROM2732引脚功能A0-A11地址线CE选片OE/Vpp输出允许/ 编程电源O0-O7数据线A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 O0 O1 O2 GNDVcc A8 A9 A11 OE/Vpp A10 CE O7 O6 O5 O4 O3273
5、211二、存储器扩展的基本方法 1、存储器扩展的基本问题。 1）扩展容量：16根地址线最大可扩展到64K 2）扩展要解决的问题：地址线、扩展芯片在64K 范围内所占的地址范围 3）存储器扩展的编址：存储芯片片的选择、片 内单元的 编址 4）选择芯片的方法：片选技术2、存储器扩展的片选技术 一般产生片选有两种方法: 线选线选 法和译码译码 法。12（1）线选线选 法线选法用低位地址线对片内的存储单元进行寻址，所需 的 地址线由片内地址线决定，用余下的高位地址线分别接至芯 片 的片选端，以区分各芯片的地址范围。例如要扩展8K容量的 外 RAM，地址线和片选如下：地址线线：log2(8K)log2（
6、213）13条(A12A0)片选线：余下的A15A13分别接至芯片的片选端。A15A13轮流 出现低电平，可保证一次只选一片。用线选法扩展存储器的缺点 各芯片间地址不连续。而习惯上使用连续地址,如24K范 围地址从0000H到5FFFH。 有相当数量的地址不能使用,否则造成片选混乱。13例6-1 扩展三片2K存储芯片，试用线选法给出接线图和地 址。分析：显然要11根地址线和3根片选线，分配如下 低位地址线：P0.7P0.0-A7A0，P2.2P2.0-A10A8， 合成11根地址线； 高位地址线：P2.5、P2.4、P2.3-A13、A12、A11，作3片的片 选， 余下： P2.7、P2.6
7、不用，取00 扩展接线结构如图：14编址：P2.7、P2.6、P2.5、P2.4、P2.3、P2.2、P2.1、P2.0 P0.7P0.01号片 00 1 1 0 0 0 0 00H00 1 1 0 1 1 1 FFH 2号片 00 1 0 1 0 0 0 00H00 1 0 1 1 1 1 FFH 3号片 00 0 1 1 0 0 0 00H0 0 0 1 1 1 1 1 FFH显然，三片的地址范围是： 1号片 3000H37FFH 2号片 2800H2FFFH 3号片 1800H1FFFH（2）译码法译码法将低位地址总线直接连至各芯片的地址线,将高位 地 址总线经地址译码器译码后作为各芯片
8、的片选信号。一般使用2/4译码器、3/8译码器，对P2口高位地址线进行 译 码，适用于大规模扩展。 152/4译码器、3/8译码器的引脚图：如图所示74LS139 74LS138ABC G2A G2B G Y7GNDVcc Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y61 16 2 15 3 14 4 13 5 12 6 11 7 10 8 97474LS138LS138 1G1A1B1Y01Y11Y21Y3GNDVcc2G2A2B2Y02Y12Y22Y31 162 153 144 135 126 117 108 97474LS139LS13916 74LS138真值表例如：在上例中同样扩展三片2K
9、存储芯片，采用译码法 低位地址线：同前P0口A7A0，P2口A10A8，合成作为 11根地址线 2/4译码器作为片选17高位地址线：P2口A12、A11，作为译码器输入，利用2/4译码输出端Y0、 Y1、 Y2作为片选。 三个信号作为 3片芯片的片选，实际上可选4片，本例只需3 片 扩展接线结构如图：18编址：P2.7、P2.6、P2.5、P2.4、P2.3、P2.2、P2.1、P2.0 P0.7P0.01号片 00 0 0 0 0 0 0 00H00 0 0 0 1 1 1 FFH 2号片 00 0 0 1 0 0 0 00H00 0 0 1 1 1 1 FFH 3号片 00 0 1 0 0
10、 0 0 00H0 0 0 1 0 1 1 1 FFH显然，三片的地址范围是： 1号片 0000H07FFH 2号片 0800H0FFFH 3号片 1000H17FFH3/8译码器作为片选 高位地址线：P2口A13、A12、A11，作为译码器输入，利 用 3/8译码输出端Y0、 Y1、Y2三个信号作 为 3片 芯片的片选，实际上可选8片，本例只需 3片19扩展接线结构如图：20编址：P2.7、P2.6、P2.5、P2.4、P2.3、P2.2、P2.1、P2.0 P0.7P0.01号片 00 0 0 0 0 0 0 00H00 0 0 0 1 1 1 FFH 2号片 00 0 0 1 0 0 0
11、 00H00 0 0 1 1 1 1 FFH 3号片 00 0 1 0 0 0 0 00H0 0 0 1 0 1 1 1 FFH显然，三片的地址范围是： 1号片 0000H07FFH 2号片 0800H0FFFH 3号片 1000H17FFH三、存储器扩展实例1、 扩展外ROM 1）扩展一片4K容量的EPROM，2732 地址线：A11A0，共12根，接8031的P2.3.P2.0，P0.7P0.0 片选线：P2.7P2.4，不用，取0值，2732片选端直接接地，常选中。21扩展接线结构如图：数据线：P0.7P0.02732的D7D0 控制线：PSEN2732的OE端，ALE锁存器74LS37
12、3门控端G 2732的地址范围：0000H0FFFH222）线选法扩展二片2K容量的EPROM，2716，共4K 地址线：A10A0，共11根，接8031的P2.2P2.0，P0.7P0.0 片选线：利用P2.3，加一个非门，接存储芯片的片选端，既 可完成2片的选择，而P2.72.4，取0值 数据线：P0.7P0.0分别接2片2732的D7D0 控制线：PSEN分别接2片2732的OE端ALE 锁存器74LS373的门控端G扩展的接线如下页图所示： 2732的地址范围： 1号片0000H07FFH 2号片0800H0FFFH23扩展的接线如下页图所示：242、 扩展外RAM 1）扩展一片2K容量的RAM，6116 地址线：A10A0，共11根，接8031的P2.2P2.0，P0.7P0.0 片
