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1、第四章 MCS-51系列单片机的扩展,第一节 最小系统与程序存储器的扩展 第二节 数据存储器的扩展 第三节 输入/输出口的扩展,第一节 最小系统与程序存储器的扩展,一、最小系统 二、用EPROM的程序存储器扩展 三、用EEPROM的程序存储器扩展,图4-1 MCS-51系列单片机进行系统 扩展时的三总线结构,图4-2 常用总线驱动器的引脚图 a)单向驱动器74LS244 b)双向驱动器74LS245,图4-3 总线驱动器的具体连接 a)P0口加用总线驱动器 b)P2口加用总线驱动器,一、最小系统,1.工作时序 2.EPROM芯片 3.地址锁存器,图4-4 8031的最小系统,1.工作时序,图4
2、-5 最小系统的工作时序,2.EPROM芯片,图4-6 常用EPROM芯片的引脚图,表 4-1,3.地址锁存器,图4-7 74LS373的结构示意图,图4-8 常用地址锁存器芯片的引脚图,图4-9 常用地址锁存器芯片连接方法的示意图,二、用EPROM的程序存储器扩展,1.用单片EPROM的扩展电路 2.用多片EPROM的扩展电路,1.用单片EPROM的扩展电路,图4-10 应用单片27128EPROM的扩展电路,图4-11 用2片2764EPROM的扩展电路,2.用多片EPROM的扩展电路,图4-12 用4片2732EPROM、按线选法片选的扩展电路,图4-13 用4片2732EPROM、按译
3、码法片选的扩展电路,图4-14 用2片27512EPROM 的示意图,图4-15 常用EEPROM芯片的引脚图 a)2816与2816A b)2817与2817A,三、用EEPROM的程序存储器扩展,1.EEPROM芯片 2.用EEPROM的扩展电路,1.EEPROM芯片,表 4-2,表 4-3,2.用EEPROM的扩展电路,图4-16 用2816A EEPROM的扩展电路,图4-17 用2817A EEPROM的扩展电路,第二节 数据存储器的扩展,一、用静态RAM的数据存储器扩展 二、用EEPROM的数据存储器扩展 三、用动态RAM的数据存储器扩展,一、用静态RAM的数据存储器扩展,1.静态
4、RAM芯片 2.用静态RAM的扩展电路 3.兼有片外ROM和片外RAM的扩展电路 4.工作时序,1.静态RAM芯片,图4-18 常用静态RAM芯片的引脚图 a)2114 b)6116 c)6264,表 4-4,表 4-5,表 4-6,2.用静态RAM的扩展电路,例4-1 将图4-22片外RAM2114 60H7FH单元内容依次转存于片内RAM 40H4FH单元。,图4-19 用1片6116静态RAM的扩展电路,图4-20 用两片6264静态RAM的扩展电路,图4-21 用两片2114静态RAM的扩展电路,图4-22 用1片2114静态RAM的扩展电路,3.兼有片外ROM和片外RAM的扩展电路,
5、图4-23 兼有片外ROM和片外RAM的扩展电路示例,4.工作时序,图4-24 兼有片外ROM和片外RAM时的工作时序,二、用EEPROM的数据存储器扩展,图4-25 iRAM芯片的引脚图,三、用动态RAM的数据存储器扩展,动态RAM集成度高、成本低、功耗小，但静态RAM不需要刷新电路，使用简单方便，所以当前单片机的数据存储器扩展仍以静态RAM芯片为多。然而近年来开始出现一种称为集成动态随机存储器iRAM的新器件，它的刷新电路一并集成在芯片内，于是兼具了静态RAM的优点，给动态RAM带来新的应用前景。 现有的iRAM芯片有2186和2187，它们都是8K8位存储器，存取时间也是250ns。其引
6、脚图见图4-25，共28个引脚，可与6264兼容。 2186与2187的不同仅在于前者的引脚1是刷新联络信号端RDY，后者的引脚1则是刷新选通端REFEN。,第三节 输入/输出口的扩展,一、用多功能芯片的扩展 二、用TTL芯片的扩展 三、用8243的扩展 四、用串行接口的扩展,一、用多功能芯片的扩展,1.8255A芯片 2.用8255A的扩展 3.8155/8156 芯片 4.用8155/8156的扩展,5. 8755A芯片 6.用8755A的扩展,表 4-7,8255A的内部结构见图4-27，可分为四部分： (1) 数据总线缓冲器 是一8位的双向三态驱动器，用于与计算机的数据总线相连。 (2
7、) 读、写控制逻辑 根据计算机的地址信息(A1、A0)与控制信息(、RESET)，控制片内数据、CPU控制字、外设状态信息的传送。 (3) 控制电路 根据CPU送来的控制字使所管I/O接口按一定方式工作。 (4) 并行I/O接口 有A、B、C三个端口。,1.8255A芯片,表 4-8,图4-26 8225A芯片的引脚图,图4-27 8255A芯片的内部结构图,例4-2 要求8255A的A口工作于工作方式2，B口工作于工作方式1的输入，试写出方式控制字。 例4-3 如上例要求A口允中、B口禁中，试写出置位/复位控制字。,表 4-9,图4-28 8255A端口A、B、C 工作方式的示意图,表 4-
8、10,表 4-11,2.用8255A的扩展,例4-4 试对图4-29中的8255A编程，使其各口工作于方式0，A口作输入，B口作输出，C口高4位作输出，C口低4位作输入。 例4-5 试按图4-29所示系统，写出自8255A B口输出单片机中R7内容与自8255A A口输入数据到单片机R3的程序。,图4-29 用8255A的扩展电路,3.8155/8156芯片,图4-30 8155/8156芯片的引脚图,图4-31 8155/8156芯片的内部结构图,表 4-12,表 4-13,表 4-14,图4-32 定时器寄存器的内容,图4-33 定时器计数值到时的输出方式和输出波形,图4-34 用8155
9、的扩展电路,4.用8155/8156的扩展,图4-34所示是用8155/8156扩展I/O接口与片外RAM的扩展电路。图中只画出8155/8156与单片机的连接。由图可见：地址/数据总线的AD7AD0与单片机P0.7P0.0一一对应连接，可分时传送数据或低8位地址信息；RESET、RD、WR、ALE等4根控制线与单片机的同名引脚互连；IO/M可连P2.0；CE可接P2口中某个引脚，或直接接参考地(如为CE，则接+5V)而始终选中。 现根据图4-34所示系统，列出其RAM与I/O接口的地址如下： 片外RAM 自0000H00FFH C/S 寄存器 01F8H A口 寄存器 01F9H B口 寄存
10、器 01FAH C口 寄存器 01FBH 定时器低字节寄存器 01FCH 定时器高字节寄存器 01FDH,5. 8755A芯片,图4-35 8755A芯片的引脚图,图4-36 8755A芯片的内部结构图,表 4-15,表 4-16,6.用8755A的扩展,图4-37 兼用8755A、8155的扩展电路,二、用TTL芯片的扩展,1.用74LS377扩展输出口 2.用74LS244扩展输入口,表 4-17,1.用74LS377扩展输出口,图4-38 用74LS377扩展输出口的电路,图4-39 74LS377芯片的引脚图,2.用74LS244扩展输入口,图4-40 在有片外RAM的情形下用 74L
11、S377扩展输出口的逻辑安排,图4-41 用74LS244扩展输入口的电路,图4-42 在有片外RAM的情形下， 用74LS244扩展输入口的逻辑安排,图4-43 通过P0口同时扩展输入口和输出口的电路,图4-44 不通过P0口扩展输入口的电路,三、用8243的扩展,1.8243芯片 2.用8243的扩展,1.8243芯片,图4-45 8243芯片的引脚图,图4-46 一片8243与48系列 单片机的连接,2.用8243的扩展,(1) 读P6口程序： (2) 写P7口程序：,图4-47 8243的工作时序,图4-48 用8243的扩展电路,表 4-18,四、用串行接口的扩展,1.用串行接口扩展输入口 2.用串行接口扩展输出口,图4-49 用串行口扩展输入口的电路,1.用串行接口扩展输入口,图4-50 8位并行输入/串行输出 移位寄存器芯片的引脚图,2.用串行接口扩展输出口,图4-51 用串行口扩展输出口的电路,图4-52 8位串行输入/并行输出 移位寄存器芯片的引脚图,
