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1、第第6 6章章 单片机并行存储器扩展单片机并行存储器扩展 6.1 80C516.1 80C51单片机的并行扩展总线单片机的并行扩展总线 6.2 6.2 存储器分类存储器分类 6.3 6.3 并行扩展系统的芯片选取并行扩展系统的芯片选取 6.4 6.4 存储器并行扩展存储器并行扩展 6.5 80C516.5 80C51单片机存储器系统的特点和单片机存储器系统的特点和 区分方法区分方法 9/10/20241第6章 单片机并行存储器扩展 扩展的原因扩展的原因80C51最小应用系统除了集成在芯片内部的一些最小应用系统除了集成在芯片内部的一些器件，还包括晶体振荡电路、复位开关和电源部器件，还包括晶体振荡
2、电路、复位开关和电源部分。由于集成度的限制，这种最小应用系统只能分。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：用作一些小型的控制单元。其应用特点是：（1）全部）全部I/O口线均可供用户使用。口线均可供用户使用。（2）内部存储器容量有限（只有）内部存储器容量有限（只有4KB地址空间）。地址空间）。（3）应用系统开发具有特殊性。）应用系统开发具有特殊性。9/10/20242第6章 单片机并行存储器扩展 单片机内资源少，容量小，在进行较复杂单片机内资源少，容量小，在进行较复杂过程的控制时，它自身的功能远远不能满过程的控制时，它自身的功能远远不能满足需要。为此，应扩展
3、其功能。足需要。为此，应扩展其功能。9/10/20243第6章 单片机并行存储器扩展 单片机有两类系统扩展：单片机有两类系统扩展：存储器扩展存储器扩展; I/O扩展；扩展； 有两种系统扩展方法：有两种系统扩展方法：并行扩展并行扩展; 串行扩展串行扩展.扩展类型及方法扩展类型及方法9/10/20244第6章 单片机并行存储器扩展 地址总线地址总线 AB，P0口提供（口提供（A7 A0）；）； P2口提供（口提供（A15 A8），共），共16位。位。数据总线数据总线 DB，P0口提供（口提供（D7 D0），共），共8位。位。控制总线控制总线 CB，ALE 、 、 、 、 等。等。扩展所用的三总线扩
4、展所用的三总线9/10/20245第6章 单片机并行存储器扩展 80C51单片机并行扩展总线结构图单片机并行扩展总线结构图9/10/20246第6章 单片机并行存储器扩展 CPUCACHE主存（内存）主存（内存）辅存（外存）辅存（外存）微机中存储器的层次微机中存储器的层次9/10/20247第6章 单片机并行存储器扩展 半导体存储器的分类半导体半导体存储器存储器只读存储器只读存储器 （ROM）随机存取存储器随机存取存储器（RAM）静态静态RAM（SRAM）动态动态RAM（DRAM，IRAM） 非易失非易失RAM（NVRAM）掩膜式掩膜式ROM一次性可编程一次性可编程ROM（PROM） 紫外线擦
5、除可编程紫外线擦除可编程ROM（EPROM）电擦除可编程电擦除可编程ROM（EEPROM）闪速存储器闪速存储器（FlashPROM）9/10/20248第6章 单片机并行存储器扩展 型型 号号性性 能能6116626462256容量容量/ bit2KB88KB832KB8读写写时间/ns200200200工作工作电压/V555封装封装DIP24DIP28DIP28静态静态RAM的参数的参数9/10/20249第6章 单片机并行存储器扩展 1、掩膜式只读存储器、掩膜式只读存储器(MROM) MROM的内容是由生产厂家按用户要求在芯片的生产过程中写入的，写入后不能修改。MROM采用二次光刻掩膜工艺
6、制成，首先要制作一个掩膜板，然后通过掩膜板曝光，在硅片上刻出图形。制作掩膜板工艺较复杂，生产周期长，因此生产第一片MROM的费用很大，而复制同样的ROM就很便宜了，所以适合于大批量生产，不适用于科学研究。MROM有双极型、MOS型等几种电路形式。 9/10/202410第6章 单片机并行存储器扩展 可编程可编程可编程可编程PROMPROM在封装出厂前，存储单元中的在封装出厂前，存储单元中的在封装出厂前，存储单元中的在封装出厂前，存储单元中的内容全为内容全为内容全为内容全为“ “1”1”（或全为（或全为（或全为（或全为“ “0”0”），用户可根据），用户可根据），用户可根据），用户可根据需要进行
7、一次性编程处理，将某些单元的内容需要进行一次性编程处理，将某些单元的内容需要进行一次性编程处理，将某些单元的内容需要进行一次性编程处理，将某些单元的内容改为改为改为改为“ “0”0”（或（或（或（或“ “1”1”）左图是）左图是）左图是）左图是PROMPROM的一种存的一种存的一种存的一种存储单元储单元储单元储单元, ,它由三极管和熔丝组成它由三极管和熔丝组成它由三极管和熔丝组成它由三极管和熔丝组成, ,在存储矩阵的在存储矩阵的在存储矩阵的在存储矩阵的所有存储单元都是这种结构。出厂前，所有存所有存储单元都是这种结构。出厂前，所有存所有存储单元都是这种结构。出厂前，所有存所有存储单元都是这种结构
8、。出厂前，所有存储单元的熔丝都是通的，存储内容全为储单元的熔丝都是通的，存储内容全为储单元的熔丝都是通的，存储内容全为储单元的熔丝都是通的，存储内容全为“ “1”1”。用户在使用前进行一次性编程，例如，若想使用户在使用前进行一次性编程，例如，若想使用户在使用前进行一次性编程，例如，若想使用户在使用前进行一次性编程，例如，若想使某单元的存储内容为某单元的存储内容为某单元的存储内容为某单元的存储内容为“ “0”0”，只需选中该单元后，只需选中该单元后，只需选中该单元后，只需选中该单元后，再在再在再在再在V VCCCC端加上电脉冲，使熔丝通过足够大的端加上电脉冲，使熔丝通过足够大的端加上电脉冲，使熔
9、丝通过足够大的端加上电脉冲，使熔丝通过足够大的电流，把熔丝烧断即可。熔丝一旦烧断将无法电流，把熔丝烧断即可。熔丝一旦烧断将无法电流，把熔丝烧断即可。熔丝一旦烧断将无法电流，把熔丝烧断即可。熔丝一旦烧断将无法接上，也就是一旦写成接上，也就是一旦写成接上，也就是一旦写成接上，也就是一旦写成“ “0”0”后就无法再重写成后就无法再重写成后就无法再重写成后就无法再重写成“ “1”1”了。因此了。因此了。因此了。因此PROMPROM只能编程一次只能编程一次只能编程一次只能编程一次，使用起来，使用起来，使用起来，使用起来很不方便。可改写很不方便。可改写很不方便。可改写很不方便。可改写ROMROM（EPRO
10、MEPROM）则克服了）则克服了）则克服了）则克服了这一缺点。这一缺点。这一缺点。这一缺点。2 2、可编程只读存储器、可编程只读存储器PROMPROM根据写入原理根据写入原理PROM可分为两类：可分为两类：结破坏型和熔丝型。结破坏型和熔丝型。 9/10/202411第6章 单片机并行存储器扩展 n顶顶部部开开有有一一个个圆圆形形的的石石英英窗窗口口，用用于于紫紫外外线线透透过擦除原有信息过擦除原有信息n一般使用专门的编程器（烧写器）进行编程一般使用专门的编程器（烧写器）进行编程n编程后，应该贴上不透光封条编程后，应该贴上不透光封条n出厂未编程前，每个基本存储单元都是信息出厂未编程前，每个基本存
11、储单元都是信息1n编程就是将某些单元写入信息编程就是将某些单元写入信息03、EPROM9/10/202412第6章 单片机并行存储器扩展 型型 号号性性 能能2716273227642712827256容量容量/bit2KB84KB88KB816KB832KB8读写写时间/ns350250250250250封装封装DIP24DIP24DIP28DIP28DIP28常用程序存储器常用程序存储器EPROM扩展芯片扩展芯片 常用的常用的常用的常用的EPROM2716EPROM2716、27322732、2751227512，即标号为，即标号为，即标号为，即标号为2727的芯片都是的芯片都是的芯片都是
12、的芯片都是EPROMEPROM。9/10/202413第6章 单片机并行存储器扩展 4、EEPROMn用用加加电电方方法法，进进行行在在线线（无无需需拔拔下下，直直接接在电路中）擦写（擦除和编程一次完成）在电路中）擦写（擦除和编程一次完成）n有字节擦写、块擦写和整片擦写方法有字节擦写、块擦写和整片擦写方法n并行并行EEPROM：多位同时进行：多位同时进行n串行串行EEPROM：只有一位数据线：只有一位数据线E2PROME2PROM是近年来被广泛重视的一种只读存储器，它称为电擦除可编程只是近年来被广泛重视的一种只读存储器，它称为电擦除可编程只是近年来被广泛重视的一种只读存储器，它称为电擦除可编程
13、只是近年来被广泛重视的一种只读存储器，它称为电擦除可编程只读存储器，又可写为读存储器，又可写为读存储器，又可写为读存储器，又可写为EEPROMEEPROM。其主要特点是能在应用系统中进行在线改。其主要特点是能在应用系统中进行在线改。其主要特点是能在应用系统中进行在线改。其主要特点是能在应用系统中进行在线改写，并能在断电的情况下保存数据而不需保护电源。特别是最近的写，并能在断电的情况下保存数据而不需保护电源。特别是最近的写，并能在断电的情况下保存数据而不需保护电源。特别是最近的写，并能在断电的情况下保存数据而不需保护电源。特别是最近的+5V+5V电擦电擦电擦电擦除除除除E2PROME2PROM，
14、通常不需单独的擦除操作，可在写入过程中自动擦除，使用，通常不需单独的擦除操作，可在写入过程中自动擦除，使用，通常不需单独的擦除操作，可在写入过程中自动擦除，使用，通常不需单独的擦除操作，可在写入过程中自动擦除，使用非常方便。非常方便。非常方便。非常方便。2828系列的芯片都是系列的芯片都是系列的芯片都是系列的芯片都是E2PROME2PROM。9/10/202414第6章 单片机并行存储器扩展 5、闪速存储器（、闪速存储器（Flash Memory）闪烁存储器也称快速擦写存储器。实际上闪闪烁存储器也称快速擦写存储器。实际上闪烁存储器属于烁存储器属于EEPROM类型，又称类型，又称Flash RO
15、M，性能优于普通，性能优于普通EEPROM。它是。它是Intel公公司率先推出的一种新型存储器，在司率先推出的一种新型存储器，在Pentium机机主板上，用主板上，用128KB或或256KB的的Flash ROM存存放放BIOS，取代了，取代了EPROM和和EEPROM。因此。因此现在称现在称BIOS为为Flash BIOS。 9/10/202415第6章 单片机并行存储器扩展 1 1、使内部存储信息在不加电的情况下保持、使内部存储信息在不加电的情况下保持1010年左右；年左右；2 2、可以用比较快的速度将信息擦除以后重写，、可以用比较快的速度将信息擦除以后重写，反复擦写达几十万次，可以实现分
16、块擦除和重写反复擦写达几十万次，可以实现分块擦除和重写，也可以按字节擦除与重写。还具有非易失性，也可以按字节擦除与重写。还具有非易失性，可靠性能好，速度快以及容量大等许多优点。可靠性能好，速度快以及容量大等许多优点。闪速存储器特点闪速存储器特点9/10/202416第6章 单片机并行存储器扩展 6.3 并行扩展系统的芯片选取并行扩展系统的芯片选取存储器扩展的核心问题是存储器的存储器扩展的核心问题是存储器的编址问题编址问题。 存储器的编址分为两个层次：存储器的编址分为两个层次：1、存储器芯片的选择、存储器芯片的选择(楼号楼号)2、芯片内部存储单元的选择（房间号）、芯片内部存储单元的选择（房间号）
17、即先选中某一芯片（片选信号有效）然后才即先选中某一芯片（片选信号有效）然后才能访问该芯片中的某一存储单元。能访问该芯片中的某一存储单元。 9/10/202417第6章 单片机并行存储器扩展 存储器芯片的选择方法存储器芯片的选择方法1. 线选法线选法 2. 译码法译码法 9/10/202418第6章 单片机并行存储器扩展 图6.5 2764引脚图及实物图12345678910111213141516171819202122232425262728VppA12A7A6A4A3A2A1A0O0O1O2GNDO3O4O5O6O7CEA10OEA11A9A8VCCPGM9/10/202419第6章 单片
18、机并行存储器扩展 9/10/202420第6章 单片机并行存储器扩展 译码器译码器1G2G1A1B2A2B1Y01Y21Y12Y01Y32Y12Y22Y3二四译码器Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7G1G2AG2BABC三八译码器译码器管脚图译码器管脚图9/10/202421第6章 单片机并行存储器扩展 9/10/202422第6章 单片机并行存储器扩展 表表6.4 38译码器的功能真值表译码器的功能真值表9/10/202423第6章 单片机并行存储器扩展 9/10/202424第6章 单片机并行存储器扩展 数据存储器并行扩展数据存储器并行扩展 9/10/202425第6章 单片机并行存储器扩展
19、 80C5180C51单片机系统地址空间结构图单片机系统地址空间结构图 9/10/202426第6章 单片机并行存储器扩展 80C5180C51存储器的存储器的4 4个物理存储空间和个物理存储空间和3 3个逻辑存储空间的区分个逻辑存储空间的区分9/10/202427第6章 单片机并行存储器扩展 内外程序存储器衔接示意图内外程序存储器衔接示意图9/10/202428第6章 单片机并行存储器扩展 本章小结本章小结1、掌握单片机外扩展的种类；外扩展的方法；、掌握单片机外扩展的种类；外扩展的方法；2、掌握单片机并行扩展总线组成及、掌握单片机并行扩展总线组成及80C51单片机的并行单片机的并行扩展总线；扩展总线；3、了解存储器的分类，常用存储器芯片型号；、了解存储器的分类，常用存储器芯片型号；4、掌握数据、程序存储器的扩展方法、步骤；、掌握数据、程序存储器的扩展方法、步骤；5、掌握、掌握80C51单片机存储器的特点；单片机存储器的特点；6、掌握单片机扩展中的地址译码技术、掌握单片机扩展中的地址译码技术、74LS138芯片的芯片的用法。用法。9/10/202429第6章 单片机并行存储器扩展
