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1、6.1 单片机扩展及系统结构单片机扩展及系统结构 6.2 程序存储器程序存储器EPROM的扩展的扩展6.3 外部数据存储器的扩展外部数据存储器的扩展 6.4 E2PROM扩展电路扩展电路 教学目的和要求教学目的和要求本章主要介绍本章主要介绍MCS-51MCS-51单片机系统存储器单片机系统存储器扩展，主要有程序存储器（扩展，主要有程序存储器（ROMROM）扩展、）扩展、数据存储器（数据存储器（RAMRAM）扩展等。重点掌握）扩展等。重点掌握EPROMEPROM、E2PROME2PROM及及RAMRAM与与MCS-51MCS-51系列单片系列单片机接口电路的设计。机接口电路的设计。单单片片机机扩
2、扩展展及及系系统统结结构构单单片片机机扩扩展展及及系系统统结结构构 单片机扩展通常采用总线结构形式单片机扩展通常采用总线结构形式 , ,整个扩展系统以单片机整个扩展系统以单片机为核心，通过总线把各扩展部件连接起来，其形式有如各扩展部为核心，通过总线把各扩展部件连接起来，其形式有如各扩展部件件“挂挂”在总线上一样。扩展内容可包括程序存储器在总线上一样。扩展内容可包括程序存储器ROMROM、数据、数据存储器存储器RAMRAM和和I/OI/O接口等。因为扩展是在单片机之外进行的，因此接口等。因为扩展是在单片机之外进行的，因此通常把扩展的部件称之为外部通常把扩展的部件称之为外部ROMROM或或RAMR
3、AM。 所谓总线，就是连接系统中各扩展部件的一组公共信号线。所谓总线，就是连接系统中各扩展部件的一组公共信号线。按其功能通常把系统总线分为三组：即地址总线、数据总线和控按其功能通常把系统总线分为三组：即地址总线、数据总线和控制总线。制总线。1. 1. 地址总线（地址总线（Address BusAddress Bus） 地址总线用于传送单片机送出的地址信号，以便进行存储单地址总线用于传送单片机送出的地址信号，以便进行存储单元和元和I/OI/O端口的选择。地址总线的数目决定着可直接访问的存储端口的选择。地址总线的数目决定着可直接访问的存储单元的数目。例如单元的数目。例如n n位地址，可产生位地址，
4、可产生2 2n n个连续地址编码，因此可个连续地址编码，因此可访问访问2 2n n个存储单元，即通常所说的寻址范围为个存储单元，即通常所说的寻址范围为2 2n n地址单元。地址单元。MCS-MCS-5151单片机存储器扩展最多可达单片机存储器扩展最多可达6464kBkB，即，即2 21616地址单元，因此，最多地址单元，因此，最多可需可需1616位地址线。这位地址线。这1616根地址线是由根地址线是由P0P0口和口和P2P2口构建的，其中口构建的，其中P0 P0 单单片片机机扩扩展展及及系系统统结结构构口的口的8 8位口线作地址线的低位口线作地址线的低8 8位，位，P2P2口的口线作高位地址线
5、。需要口的口线作高位地址线。需要注意的是，在进行系统扩展时，注意的是，在进行系统扩展时，P0P0口还用做数据线，因此需采用口还用做数据线，因此需采用分时复用技术，对地址和数据进行分离。为此在构造地址总线时分时复用技术，对地址和数据进行分离。为此在构造地址总线时要增加一个要增加一个8 8位锁存器，先把这低位锁存器，先把这低8 8位地址送锁存器暂存。由地址位地址送锁存器暂存。由地址锁存器给系统提供低锁存器给系统提供低8 8位地址，然后把位地址，然后把P0P0口作为数据线使用。口作为数据线使用。2.2.数据总线（数据总线（Data BusData Bus） 数据总线用于在单片机与存储器之间或单片机与
6、数据总线用于在单片机与存储器之间或单片机与I/OI/O端口之间端口之间传送数据。单片机系统数据总线的位数与单片机处理数据的字长传送数据。单片机系统数据总线的位数与单片机处理数据的字长一致。如一致。如MCS-51MCS-51单片机是单片机是8 8位字长，所以数据总线的位数也是位字长，所以数据总线的位数也是8 8位。位。在系统扩展时，数据总线是由在系统扩展时，数据总线是由P0P0口构造的。口构造的。3.3.控制总线（控制总线（Control BusControl Bus） 控制总线是一组控制信号线。这些信号线有的是专用信号线，控制总线是一组控制信号线。这些信号线有的是专用信号线，有的则是第二功能信
7、号线。其中包括地址锁存信号有的则是第二功能信号线。其中包括地址锁存信号ALEALE、程序存储、程序存储器的读选通信号器的读选通信号PSENPSEN、以及读、以及读RDRD和写和写WRWR信号等。信号等。程程序序存存储储器器E EP PR RO OM M的的扩扩展展 MCS-51 MCS-51的程序存储器空间、数据存储器空间是相互独立的。的程序存储器空间、数据存储器空间是相互独立的。程序存储器寻址空间为程序存储器寻址空间为6464kBkB(0000H(0000H0FFFFH)0FFFFH)，其中，其中80518051、87518751片内包含有片内包含有4 4kBkB的的ROMROM或或EPRO
8、MEPROM，87528752含有含有8 8kBkB的的EPROMEPROM，80318031片内片内不带不带ROMROM。当片内。当片内ROMROM不够使用或采用不够使用或采用80318031芯片时，需扩展程序存芯片时，需扩展程序存储器，用作程序存储器的器件是储器，用作程序存储器的器件是EPROMEPROM、E E2 2PROMPROM和闪速存储器和闪速存储器( (Flash)Flash)。 外部程序存储器的扩展原理及时序外部程序存储器的扩展原理及时序程程序序存存储储器器E EP PR RO OM M的的扩扩展展 CPUCPU读取的指令有两种情况：一是不访问数据存储器的指令；读取的指令有两种
9、情况：一是不访问数据存储器的指令；二是访问数据存储器的指令。因此，外部程序存储器就有两种操二是访问数据存储器的指令。因此，外部程序存储器就有两种操作时序。作时序。 外部程序存储器的操作时序外部程序存储器的操作时序 程程序序存存储储器器E EP PR RO OM M的的扩扩展展 外部程序存储器的操作时序外部程序存储器的操作时序 程程序序存存储储器器E EP PR RO OM M的的扩扩展展 常用地址锁存器常用地址锁存器 在在MCS-51MCS-51单片机中的单片机中的1616位地址，分为高位地址，分为高8 8位和低位和低8 8位。高位。高8 8位位由由P2P2口输出，低口输出，低8 8位由位由P
10、0P0口输出。而口输出。而P0P0口同时又是数据输入口同时又是数据输入/ /输出输出口，故在传送时采用分时方式，先输出低口，故在传送时采用分时方式，先输出低8 8位地址，然后再传送位地址，然后再传送数据。但是，在对外部存储器进行读数据。但是，在对外部存储器进行读/ /写操作时，写操作时，1616位地址必须位地址必须保持不变，这就需要选用适当的寄存器存放低保持不变，这就需要选用适当的寄存器存放低8 8位地址，因此在位地址，因此在进行程序存储器扩展时，必须利用地址锁存器将地址信号锁存起进行程序存储器扩展时，必须利用地址锁存器将地址信号锁存起来。来。 通常，地址锁存器可使用带三态缓冲输出的通常，地址
11、锁存器可使用带三态缓冲输出的8D8D锁存器锁存器74LS37374LS373或或82828282，也可使用带清除端的，也可使用带清除端的8D8D锁存器锁存器74LS27374LS273，地址锁，地址锁存信号为存信号为ALEALE。 74LS37374LS373的功能表的功能表 OE OE G G功功 能能 0 0 1 1直通（直通（OUTi=DiOUTi=Di） 0 00 0保持（保持（OUTiOUTi保持不变）保持不变） 1 1 输输 出出 高高 阻阻 程程序序存存储储器器E EP PR RO OM M的的扩扩展展 几种地址锁存器的管脚配置与几种地址锁存器的管脚配置与80318031的连接方
12、法图的连接方法图: : 程程序序存存储储器器E EP PR RO OM M的的扩扩展展 74 74LS373LS373和和82828282都是透明的带有三态门的都是透明的带有三态门的8 8D D锁存器，可简化锁存器，可简化成如图结构。成如图结构。程程序序存存储储器器E EP PR RO OM M的的扩扩展展 常用地址译码器常用地址译码器 在用多片存储器芯片构成外部存储器时，除了低在用多片存储器芯片构成外部存储器时，除了低8 8位地址需位地址需要锁存之外，还要由高位地址产生片选信号。产生片选信号有线要锁存之外，还要由高位地址产生片选信号。产生片选信号有线选法和译码法两种。选法和译码法两种。 所谓
13、所谓线选法就是用某几根多余的高位地址线作为存储器的片线选法就是用某几根多余的高位地址线作为存储器的片选信号，来实现外扩存储器的目的。选信号，来实现外扩存储器的目的。这种方法由于剩余的高位地这种方法由于剩余的高位地址不参加译码，可为任意状态，所以将有很多地址空间重叠。线址不参加译码，可为任意状态，所以将有很多地址空间重叠。线选法的优点是电路简单；其缺点是不同的高位地址线控制不同芯选法的优点是电路简单；其缺点是不同的高位地址线控制不同芯片，使地址空间是不连续的，故只使用于外扩芯片数目较少、不片，使地址空间是不连续的，故只使用于外扩芯片数目较少、不太复杂的系统。太复杂的系统。 所谓所谓译码法是由译码
14、器组成译码电路，译码电路将地址空间译码法是由译码器组成译码电路，译码电路将地址空间划分为若干块，其输出分别选通各存储器芯片。划分为若干块，其输出分别选通各存储器芯片。这样，即充分利这样，即充分利用了存储空间，又克服了空间分散的缺点。若全部地址都参加译用了存储空间，又克服了空间分散的缺点。若全部地址都参加译码，称为全译码；若部分地址参加译码，称为部分译码，这时存码，称为全译码；若部分地址参加译码，称为部分译码，这时存在部分地址重叠的情况。在部分地址重叠的情况。程程序序存存储储器器E EP PR RO OM M的的扩扩展展 常用的地址译码器是常用的地址译码器是3-83-8线译码器线译码器74LS1
15、3874LS138和双和双2-42-4线译码器线译码器74LS13974LS139。 程程序序存存储储器器E EP PR RO OM M的的扩扩展展程程序序存存储储器器E EP PR RO OM M的的扩扩展展 典型典型EPROMEPROM扩展电路扩展电路 1 1常用的常用的EPROMEPROM芯片芯片 紫外线擦除可编程只读存储器紫外线擦除可编程只读存储器EPROMEPROM可作为可作为MCS-51MCS-51单片机的单片机的外部程序存储器，其典型产品是外部程序存储器，其典型产品是IntelIntel公司的系列芯片公司的系列芯片2716(22716(2kBkB8bit)8bit)、2732(4
16、kB2732(4kB8bit)8bit)、2764(8kB2764(8kB8bit)8bit)、27128(16kB27128(16kB8bit)8bit)、27256(32kB27256(32kB8bit)8bit)和和27512(6427512(64kBkB8bit)8bit)等。这些芯片上均有一个玻璃窗口，在紫外光下照射等。这些芯片上均有一个玻璃窗口，在紫外光下照射1010分钟左右，分钟左右，存储器中的各位信息均变为存储器中的各位信息均变为1 1，此时，可以通过编程器将工作程，此时，可以通过编程器将工作程序固化到这些芯片中。序固化到这些芯片中。程程序序存存储储器器E EP PR RO O
17、M M的的扩扩展展 A A0 0A A1515为地址线；为地址线；O O0 0O O7 7为数据输出线；为数据输出线；CECE是片选线，是片选线，OE/VOE/VPPPP是是数据输出选通编程电源线，数据输出选通编程电源线，PGMPGM是编程脉冲输入端。是编程脉冲输入端。程程序序存存储储器器E EP PR RO OM M的的扩扩展展 2.2.使用单片使用单片EPROMEPROM的扩展电路的扩展电路 在程序存储器扩展电路设计中，由于所选中的在程序存储器扩展电路设计中，由于所选中的EPROMEPROM芯片及芯片及地址锁存器不同，电路的连接方式也有所不同。地址锁存器不同，电路的连接方式也有所不同。 程
18、程序序存存储储器器E EP PR RO OM M的的扩扩展展3.3.扩展多片扩展多片EPROMEPROM的扩展电路的扩展电路 与单片与单片EPROMEPROM扩展电路相比，多片扩展电路相比，多片EPROMEPROM的扩展除片选线的扩展除片选线CECE外，外，其它均与单片扩展电路相同。图中给出了利用其它均与单片扩展电路相同。图中给出了利用2712827128扩展扩展64k64k字节字节EPROMEPROM程序存储器的方法。片选信号由译码选通法产生。程序存储器的方法。片选信号由译码选通法产生。程程序序存存储储器器E EP PR RO OM M的的扩扩展展 扩展多片程序存储器时，也可采用线选法产生片
19、选信号。扩展多片程序存储器时，也可采用线选法产生片选信号。 外外部部数数据据存存储储器器的的扩扩展展 8031 8031单片机内部有单片机内部有128128字节字节RAMRAM存储器。存储器。CPUCPU对内部的对内部的RAMRAM具有具有丰富的操作指令。但是用于实时数据采集和处理时，仅靠片内提丰富的操作指令。但是用于实时数据采集和处理时，仅靠片内提供的供的128128个字节的数据存储器是远远不够的。在这种情况下，可个字节的数据存储器是远远不够的。在这种情况下，可利用利用MCS-51MCS-51的扩展功能扩展外部数据存储器。常用的数据存储器的扩展功能扩展外部数据存储器。常用的数据存储器有静态有
20、静态RAMRAM和动态和动态RAMRAM两种。动态两种。动态RAMRAM与静态与静态RAMRAM相比，具有成本低、相比，具有成本低、功耗小的优点，但它需要刷新电路，以保持数据信息不丢失，其功耗小的优点，但它需要刷新电路，以保持数据信息不丢失，其接口电路较复杂。故在单片机系统中没有得到广泛的应用。随着接口电路较复杂。故在单片机系统中没有得到广泛的应用。随着存储器技术的不断发展，近年来出现了一种新型的动态随机存储存储器技术的不断发展，近年来出现了一种新型的动态随机存储器器集成动态随机存储器集成动态随机存储器iRAMiRAM。它将一个完整的动态。它将一个完整的动态RAMRAM系统系统（包括动态刷新硬
21、件逻辑）集成到一个芯片之内，从而兼有静态（包括动态刷新硬件逻辑）集成到一个芯片之内，从而兼有静态RAMRAM、动态、动态RAMRAM的优点。的优点。 与动态与动态RAMRAM相比，静态相比，静态RAMRAM无须考虑为保持数据而设置的刷新无须考虑为保持数据而设置的刷新电路，故扩展电路较简单。但它的功耗及价格较动态电路，故扩展电路较简单。但它的功耗及价格较动态RAMRAM高。尽高。尽管如此，目前在单片机系统中最常用的管如此，目前在单片机系统中最常用的RAMRAM还是静态还是静态RAMRAM，故本节，故本节主要讨论静态主要讨论静态RAMRAM与与MCS-51MCS-51的接口。的接口。外外部部数数据
22、据存存储储器器的的扩扩展展 外部数据存储器的操作时序外部数据存储器的操作时序 MCS-51MCS-51单片机设置了专门指令单片机设置了专门指令MOVXMOVX来访问外部数据存储器，来访问外部数据存储器，共有共有4 4条寄存器间接寻址指令。条寄存器间接寻址指令。 外外部部数数据据存存储储器器的的扩扩展展外外部部数数据据存存储储器器的的扩扩展展 常用的静态常用的静态RAMRAM芯片芯片 在在80318031单片机应用系统中，静态单片机应用系统中，静态RAMRAM是最常见的，由于这种存是最常见的，由于这种存储器的设计无需考虑刷新问题，因而它与微处理器的接口很简单。储器的设计无需考虑刷新问题，因而它与
23、微处理器的接口很简单。最常用的静态最常用的静态RAMRAM芯片有芯片有61166116（2 2kBkB8 8）、）、62646264（8kB8kB8 8）、）、6212862128（16kB16kB8 8）、）、6225662256（32kB32kB8 8）等多种，它们都用单一）等多种，它们都用单一+5V+5V供电，双列直插封装，供电，双列直插封装，61166116为为2424引脚封装，引脚封装，62646264、6212862128、6225662256为为2828引脚封装。引脚封装。这些这些SRAMSRAM的引脚功能描述如下：的引脚功能描述如下：A0A0AnAn：地址输入线地址输入线; ;
24、对对61166116，n=10;n=10;对对6264,n=12;6264,n=12;其他的类推。其他的类推。D0D0D7D7：双向数据线；双向数据线；CECE：是片选输入线，低电平有效；是片选输入线，低电平有效；62646264的的CS1CS1为高电平，且为高电平，且CECE为为 低电平时才选中该芯片。低电平时才选中该芯片。WEWE：写允许信号输入线，低电平有效；写允许信号输入线，低电平有效；OEOE：读选通信号输入线，低电平有效；读选通信号输入线，低电平有效；V VCCCC：工作电源工作电源+ +5V5V。GNDGND：电源地。电源地。外外部部数数据据存存储储器器的的扩扩展展外外部部数数据
25、据存存储储器器的的扩扩展展 静态静态RAMRAM通常有读出、写入和未选中三种工作方式。通常有读出、写入和未选中三种工作方式。 SRAMSRAM的工作方式选择表的工作方式选择表外外部部数数据据存存储储器器的的扩扩展展 64kB64kB字节以内字节以内SRAMSRAM的扩展的扩展 扩展数据存储器空间地址同外扩程序存储器一样，由扩展数据存储器空间地址同外扩程序存储器一样，由P2P2口提口提供高供高8 8位地址，位地址，P0P0口分时提供低口分时提供低8 8位地址和位地址和8 8位双向数据总线。片位双向数据总线。片外外SRAMSRAM的读和写由的读和写由80318031的的RDRD（P3.1P3.1）
26、和）和WRWR（P3.6P3.6）信号控制，片）信号控制，片选端（选端（CECE）由地址译码器的译码输出控制。因此，）由地址译码器的译码输出控制。因此，SRAMSRAM在与单片在与单片机连接时，主要解决地址分配、数据线和控制信号线的连接。机连接时，主要解决地址分配、数据线和控制信号线的连接。三片三片6264对应的存储空间表对应的存储空间表P2.7 P2.6 P2.5P2.7 P2.6 P2.5 选中芯片选中芯片 地址范围地址范围 存储空间存储空间 1 1 01 1 0 IC1IC1 0C000H0C000H0DFFFH0DFFFH 8KB8KB 1 0 11 0 1 IC2IC2 0A000H
27、0A000H0BFFFH0BFFFH 8KB8KB 0 1 10 1 1 IC3IC3 60006000H H7FFFH7FFFH 8KB8KB 外外部部数数据据存存储储器器的的扩扩展展外外部部数数据据存存储储器器的的扩扩展展外外部部数数据据存存储储器器的的扩扩展展各各6212862128地址分配表地址分配表138138译码器输入译码器输入 P2.7 P2.6 P2.7 P2.6 138138译码器译码器有效输出有效输出 选中芯片选中芯片地址范围地址范围 存储容量存储容量0 00 0 Y Y0 0 IC1IC1 00000000H H3FFFH3FFFH 1616KBKB 0 10 1 Y Y
28、1 1 IC2IC2 40004000H H7FFFH7FFFH 1616KBKB 1 01 0 Y Y2 2 IC3IC3 80008000H H0BFFFH0BFFFH 1616KBKB 1 11 1 Y Y3 3 IC4IC4 0C000H0C000H0FFFFH0FFFFH 1616KBKB 外外部部数数据据存存储储器器的的扩扩展展 超过超过64K64K字节字节SRAMSRAM的扩展的扩展 MCS-51MCS-51系列单片机系列单片机64K64K字节外部字节外部RAMRAM空间是由空间是由P0P0口和口和P2P2口提供口提供的的1616根地址线决定的，要想扩大根地址线决定的，要想扩大R
29、AMRAM空间，可用增加地址线的办空间，可用增加地址线的办法来解决。每增加一根地址线，空间扩大一倍。法来解决。每增加一根地址线，空间扩大一倍。增加地址线的方增加地址线的方法有以下两种：一种是利用法有以下两种：一种是利用P1P1口增加地址线，另一种是利用扩展口增加地址线，另一种是利用扩展I/OI/O口的方法增加地址线。口的方法增加地址线。 所谓利用所谓利用P1P1口增加地址线的方法口增加地址线的方法就是利用就是利用P1P1口作地址线，这口作地址线，这样扩展存储器的地址线可增加到样扩展存储器的地址线可增加到2424根。根。P1P1口的口的8 8根地址线可直接根地址线可直接接到存储器响应的地址线上，
30、也可作为译码器的输入信号线，用接到存储器响应的地址线上，也可作为译码器的输入信号线，用来选择芯片。具体用法同前面介绍的高来选择芯片。具体用法同前面介绍的高8 8位地址线的用法一样。位地址线的用法一样。比如，当选用比如，当选用64K64K的存储器芯片（的存储器芯片（6251262512）时，可用）时，可用P1P1口作为每一口作为每一个个64K64K的片选信号。即可把的片选信号。即可把64K64K看成一页，而页的选择由看成一页，而页的选择由P1P1口控制。口控制。利用利用P1P1口可选择口可选择256256个个64K64K的页。利用的页。利用P1P1口增加地址线的方法简单，口增加地址线的方法简单，
31、但要占用单片机的但要占用单片机的I/OI/O资源。资源。外外部部数数据据存存储储器器的的扩扩展展 利用扩展利用扩展I/OI/O口的方法增加地址线口的方法增加地址线需要一个锁存器，并将此需要一个锁存器，并将此锁存器作为外扩锁存器作为外扩RAMRAM的一个单元，分配一个地址，利用的一个单元，分配一个地址，利用MOVXMOVX指令指令往锁存器写一个数，则锁存器的输出可作为新增加的地址线。这往锁存器写一个数，则锁存器的输出可作为新增加的地址线。这样，它就可和样，它就可和MCS-51MCS-51单片机的单片机的1616根地址线及控制线配合选中不同根地址线及控制线配合选中不同的的64K64K字节区。字节区
32、。 扩展既可读又可写的程序存储器扩展既可读又可写的程序存储器 在单片机中，程序存储器和数据存储器是严格分开的，它们在单片机中，程序存储器和数据存储器是严格分开的，它们使用不同的读选通控制信号，通过不同的读指令进行读操作。读使用不同的读选通控制信号，通过不同的读指令进行读操作。读程序存储器时产生程序存储器时产生PSENPSEN控制信号，而访问数据存储器时产生的是控制信号，而访问数据存储器时产生的是RDRD信号。由于程序存放在信号。由于程序存放在EPROMEPROM中，这就给程序调试带来了困难，中，这就给程序调试带来了困难，因为放在程序存储器中的程序只能运行却不能修改，而在数据存因为放在程序存储器
33、中的程序只能运行却不能修改，而在数据存储器中的内容虽然可以修改，但不能运行程序。为解决这一矛盾，储器中的内容虽然可以修改，但不能运行程序。为解决这一矛盾，可把数据存储器芯片经过特殊的连接，充作程序存储器使用，使可把数据存储器芯片经过特殊的连接，充作程序存储器使用，使之既可以运行程序，又可以修改程序。这时的数据存储器可称为之既可以运行程序，又可以修改程序。这时的数据存储器可称为仿真的程序存储器。仿真的程序存储器。外外部部数数据据存存储储器器的的扩扩展展 从前面的介绍中我们知道，程序存储器使用从前面的介绍中我们知道，程序存储器使用PSENPSEN作选通信号，作选通信号，而数据存储器使用而数据存储器
34、使用RDRD作选通信号。如果把这两个信号经过与门综作选通信号。如果把这两个信号经过与门综合后，再作为合后，再作为RAMRAM存储芯片的读选通信号，即可达到扩展可读写存储芯片的读选通信号，即可达到扩展可读写程序存储器的目的。程序存储器的目的。E E2 2P PR RO OM M扩扩展展电电路路 电擦除可编程只读存储器电擦除可编程只读存储器E E2 2PROMPROM是近年来推出的新产品。其是近年来推出的新产品。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结果。它既具有下保持修改结果。它既具有RAMRAM的随机读写特点
35、，又具有的随机读写特点，又具有ROMROM的非的非易失性优点。每个单元可重复进行一万次改写，保留信息的时间易失性优点。每个单元可重复进行一万次改写，保留信息的时间长达长达2020年，不存在年，不存在EPROMEPROM在日光下信息缓慢丢失的问题。因此，在日光下信息缓慢丢失的问题。因此，自从自从E E2 2PROMPROM问世以来，在智能化仪器仪表、控制装置、开发系统问世以来，在智能化仪器仪表、控制装置、开发系统中得到了广泛应用。中得到了广泛应用。 E E2 2PROMPROM的应用特性的应用特性 对硬件电路没有特殊要求，操作十分简单。由于对硬件电路没有特殊要求，操作十分简单。由于E E2 2P
36、ROMPROM片片内设有编程所需要的高压脉冲产生电路，因而无需外加编程电源内设有编程所需要的高压脉冲产生电路，因而无需外加编程电源和编程脉冲即可完成写入工作。与和编程脉冲即可完成写入工作。与RAMRAM芯片相比，芯片相比，E E2 2PROMPROM的写操的写操作速度慢。作速度慢。 E E2 2P PR RO OM M扩扩展展电电路路 采用采用5 5V V电擦除的电擦除的E E2 2PROMPROM后，通常不需设置单独的擦除操后，通常不需设置单独的擦除操作，可在写入过程中自动擦抹作，可在写入过程中自动擦抹( (传统传统EPROMEPROM芯片的擦抹需经紫外线芯片的擦抹需经紫外线照射照射) )。
37、但它的擦除。但它的擦除/ /写入次数是有限制的，不宜用在数据频繁更写入次数是有限制的，不宜用在数据频繁更新的场合。新的场合。 将将E E2 2PROMPROM作为程序存储器使用时，作为程序存储器使用时，E E2 2PROMPROM应按程序存储器应按程序存储器连接方法编址。如果连接方法编址。如果 作为数据存储器使用，连接方式较灵活，作为数据存储器使用，连接方式较灵活，既可按数据存储器或既可按数据存储器或I/OI/O口编址，也可以通过扩展口编址，也可以通过扩展I/OI/O口与系统总口与系统总线相连。线相连。E E2 2P PR RO OM M扩扩展展电电路路 常用的常用的E E2 2PROMPRO
38、M芯片介绍芯片介绍常用的常用的E E2 2PROMPROM芯片有芯片有2816/2816A2816/2816A，2817/2817A2817/2817A，2864A2864A等。等。E E2 2P PR RO OM M扩扩展展电电路路E E2 2P PR RO OM M扩扩展展电电路路 2817A 2817A与单片机的接口电路设计与单片机的接口电路设计 Intel2817AIntel2817A是是2 2kBkB的电擦除可编程只读存储器，采用单一的电擦除可编程只读存储器，采用单一+5V+5V供电，最大工作电流为供电，最大工作电流为150150mAmA，维持电流为，维持电流为5555mAmA，读出
39、时间最，读出时间最大为大为250ns250ns，写入时间大约为，写入时间大约为16ms16ms。片内设有编程所需的高压脉。片内设有编程所需的高压脉冲产生电路，无需外加编程电源和写入脉冲即可工作。冲产生电路，无需外加编程电源和写入脉冲即可工作。2817A2817A在在写入一个字节的指令码或数据之前，自动擦除要写入的单元，因写入一个字节的指令码或数据之前，自动擦除要写入的单元，因而无需进行专门的擦除操作。而无需进行专门的擦除操作。E E2 2P PR RO OM M扩扩展展电电路路E E2 2P PR RO OM M扩扩展展电电路路 E E2 2PROM 2864APROM 2864A Intel
40、2864A Intel2864A是是8K8K8 8位电擦除可编程只读存储器，单一位电擦除可编程只读存储器，单一+5 V+5 V供电，最大工作电流供电，最大工作电流160mA160mA，最大维持电流，最大维持电流6060nAnA，典型读出时间，典型读出时间250ns250ns。由于芯片内部设有。由于芯片内部设有“页缓冲器页缓冲器”，因而允许对其快速写，因而允许对其快速写入。入。2864A2864A内部可提供编程所需的全部定时，编程结束可给出查内部可提供编程所需的全部定时，编程结束可给出查询标志。询标志。2864A2864A管脚与管脚与6264A6264A完全兼容，为完全兼容，为2828线双列直插
41、式封装。线双列直插式封装。 2864A2864A有四种工作方式有四种工作方式: : 1. 1. 维持和读出方式维持和读出方式 2864A2864A的维持和读出方式与普通的的维持和读出方式与普通的EPROMEPROM或或SRAMSRAM完全相同。维完全相同。维持方式时持方式时, ,输出线呈高阻状态；读方式时，内部的数据缓冲器打输出线呈高阻状态；读方式时，内部的数据缓冲器打开，数据送上总线。开，数据送上总线。 E E2 2P PR RO OM M扩扩展展电电路路 2. 2. 写入方式写入方式 2864A2864A提供了两种数据写入操作方式。字节写入和页面写入。提供了两种数据写入操作方式。字节写入和
42、页面写入。 (1)(1)字节写入字节写入 2864A2864A的字节写入特性与前面介绍的的字节写入特性与前面介绍的2817A2817A字字节写入特性完全相同。节写入特性完全相同。 (2)(2)页面写入页面写入 为了提高写入速度，为了提高写入速度，2864A2864A片内设置了片内设置了1616字节字节的的“页缓冲器页缓冲器”并将整个存储器阵列划分成并将整个存储器阵列划分成512512页，每页页，每页1616字节。字节。因此，页的区分可由地址的高因此，页的区分可由地址的高9 9位位( (A4A4A12)A12)确定。地址线的低四确定。地址线的低四位位( (AoAoA3)A3)用以选择页缓冲器中的
43、用以选择页缓冲器中的1616个地址单元之一。把数据写个地址单元之一。把数据写入入2864A2864A的存储单元可分成两步来完成：首先，在软件控制下把的存储单元可分成两步来完成：首先，在软件控制下把数据写入页缓冲器，此过程称为数据写入页缓冲器，此过程称为“页加载页加载”；第二步，；第二步，2864A2864A在在内部定时电路控制下，在最后一个字节（即第内部定时电路控制下，在最后一个字节（即第1616个字节）写入到个字节）写入到页缓冲器后页缓冲器后20ns20ns自动开始，把页缓冲器的内容送到地址指定的自动开始，把页缓冲器的内容送到地址指定的E E2 2PROMPROM单元内，此过程即为单元内，此
44、过程即为“页存储页存储”周期。周期。E E2 2P PR RO OM M扩扩展展电电路路 3.3.数据查询方式数据查询方式 数据查询是指用软件来检测写操作中的数据查询是指用软件来检测写操作中的“页存储页存储”周期是否周期是否完成。完成。 在在“页存储页存储”期间，如对期间，如对28642864A A执行读操作，那么读出的是执行读操作，那么读出的是最后写入的字节。若芯片的转储工作未完成，则读出数据的最高最后写入的字节。若芯片的转储工作未完成，则读出数据的最高位是原来写入字节最高位的反码。据此，位是原来写入字节最高位的反码。据此，CPUCPU可判断芯片的编程可判断芯片的编程是否结束。如果是否结束。如果CPUCPU读出的数据与写入的数据相同，表示芯片已读出的数据与写入的数据相同，表示芯片已完成编程，完成编程，CPUCPU可继续向芯片加载下一页数据。可继续向芯片加载下一页数据。 28642864A A与单片机的接口电路与与单片机的接口电路与28172817A A的接口非常相似，只是地的接口非常相似，只是地址线多两根。由于查询址线多两根。由于查询“存储是否完成存储是否完成”的方式有所不同，因此，的方式有所不同，因此，28642864A A芯片不需要芯片不需要RDY/BUSYRDY/BUSY信号线。信号线。