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1、第五章第五章 单片机存储器扩展单片机存储器扩展5.1 MCS-51单片机扩展及系统结构单片机扩展及系统结构地址总线地址总线数据总线数据总线控制总线控制总线1为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能总线总线：连接系统中各扩展部件的一组公共信号线地址总线地址总线：传出单片机送出的地址信号，进行存储单元和I/O端口的选择。地址总线是单向单向的，从单片机发出。8051单片机16位地址总线数据总线数据总线：单片机和存储单元以及单片机和I/O端口之间传输数据。数据总线：双向数据总线：双向控制总线：控制总线：一组控制信号线的总称。有单片机
2、发出的，也有从其他部件发向单片机的。对于一条控制线，其传送方向是单向的。对于一条控制线，其传送方向是单向的。2为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能单片机扩展的实现（总线构造）单片机扩展的实现（总线构造）以P0口的8位口线作地址/数据线（复用线）所谓复用所谓复用：既可作地址线（低8位），又可作数据线。复用技术复用技术：增加一个8位锁存器，通过对锁存器的控制实现对地址（低8位）和数据的分离以P2口的8位口线作高8位地址线MCS-51单片机寻址范围为64k，需要16根地址线3为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九
3、大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能扩展时常用的控制信号扩展时常用的控制信号1）ALE：地址锁存选通信号（高电平有效）2）：扩展程序存储器（外部ROM）读选通信号（低电平有效）。3）：内外程序存储器的选择信号（低电平有效）4）：扩展外部数据存储器（RAM）的读、写选通信号（低电平有效）4为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能单片机扩展构造图单片机扩展构造图55-2 MCS-51单片机存储器扩展编址技术单片机存储器扩展编址技术5-2-1 MCS-51单片机存储器系统单片机存储器系统MCS-51系列单片机
4、存储器有四个部分片内ROM（部分有，8031无片内ROM）；片外ROM（扩展）；片内RAM（51系列单片机都有，256字节）；片外RAM（扩展）RAM、ROM都可以扩展至都可以扩展至64k6为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能程序存储器映象程序存储器映象数据存储器映象数据存储器映象75-2-2 单片机扩展存储器编址及映像单片机扩展存储器编址及映像存储器编址技术存储器编址技术通常两种方法通常两种方法：1）线选法线选法以系统的高地址位作为存储器的片选信号。直接将地址线连接到存储芯片片选端。将地址线进行适当连接，使得存储器中每
5、一个存储单元可唯一地对应一个编址。8为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能2）译码法译码法通过译码器对系统的高位地址进行译码，以译码输出作为存储芯片的片选信号。有效地利用存储空间，最常用的存储器编址方法最常用的存储器编址方法。译码器：74LS139：双24译码器；74LS138：38译码器9为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能74LS139：双24译码器10为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小
6、学图书室育人功能74LS138：3-8译码器使能控制使能控制11为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能74LS138作译码器的连接作译码器的连接125-3 MCS-51单片机程序存储器扩展单片机程序存储器扩展5-3-1 只读存储器（只读存储器（ROM）掩膜ROM可编程ROM（PROM）：内容只能写一次；可改写ROM（EPROM）：紫外线擦除；可改写ROM（EEPROM）：）：电擦除；快擦写ROM：flashROM135-3-2 典型只读存储器芯片典型只读存储器芯片2716INTEL公司27系列产品，系列产品还有2732、2
7、764、27128等加电编程、紫外线擦除EPROM；存储容量：2k8（位）、4k 8（位）、8k8（位）、16k8（位）、14为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能芯片引脚芯片引脚A10A0：11位地址；O7O0：数据线；：片选/编程控制信号；正常使用片选（低电平有效），编程时，引入编程脉冲；：输出允许信号，低电平有效。15为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能工作方式工作方式16为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育
8、大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能5种工作方式种工作方式1）读方式读方式：均为低电平，被寻址单元内容经数据线读出；2）未选中方式未选中方式：为高电平，数据线输出呈高阻状态；3）编程方式编程方式：Vpp加25V电压，加TTL高电平。进行数据重新写入；4）程序检验方式程序检验方式：Vpp=25V，均为低电平5）编程禁止编程禁止175-3-3 程序存储器扩展示例程序存储器扩展示例线选法编址扩展示例线选法编址扩展示例18为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能2716是2k8（位）EPROM，11根地址线示例中，2716的地址范
9、围是：最低地址最低地址：A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 1000，0000，0000，0000（8000H）最高地址最高地址：A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 1000，0111，1111，1111（87FFH）A14A13A12A11（P2.6P2.3)的状态与芯片寻址无关的状态与芯片寻址无关19为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能A14A13A12A11的所有16种组合（00001111）都不会影响该芯片的寻址。1，000，00
10、00，0000 1，111，1111，1111那么：8000H87FFH、88008FFFH、9000H97FFH、9800H9FFFHF000HF7FFH、F800HFFFFH都是该芯片的寻址范围。该2716有16个地址映像区地址映像区，在这些地址范围内都能访问该芯片。20为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能多芯片存储器扩展多芯片存储器扩展当P2.7=0时，选中1号片，地址为：当P2.7=1时，选中2号片，地址为：21为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室
11、育人功能译码法编址示例译码法编址示例22为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能2764EPROM：8k8位27640地址范围地址范围：0000H1FFFH0000,0000,0000,00000001,1111,1111,111127641地址范围地址范围：2000H3FFFH0010,0000,0000,00000011,1111,1111,111127642地址范围地址范围：4000H5FFFH0100,0000,0000,00000101,1111,1111,111127647地址范围地址范围：E000HFFFFH1
12、110,0000,0000,00001111,1111,1111,111123为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能线选法示例线选法示例2：8031单片机，扩展1片2732；1片8255（可编程并行I/O接口；1片8279（键盘/显示接口）1片0809（8路A/D转换器）24为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能2732的地址空间：F000HFFFFH（4k8位）8255地址：当P2.4位低电平时选中；8255的三个并行口PA、PB，PC以及控制字寄存
13、器四个寄存器通过A1A0选中。因此8255的地址空间为：即即EFFCHEFFFH，或，或E000HE003H25为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能8279地址：当P2.5位低电平时选中，其地址为：即即DFFFH或或D000H0809地址：当P2.5位低电平时选中，其地址为：即即BFFFH或或B000H线选法编址造成多映像区重叠现象是线选法编址的一大缺陷线选法编址造成多映像区重叠现象是线选法编址的一大缺陷265-4 数据存储器扩展数据存储器扩展5-4-1 随机存储器概述随机存储器概述随机存储器（Random Access
14、 Memory），可以进行读写两种操作。随机存储器（RAM），分为静态（SRAM）和动态（DRAM）两种。静态RAM（SRAM）：加电即可保存信息；动态RAM（DRAM）：加电，不断 进行周期性刷新（再生），才可保存信息；275-4-2 典型随机存储器芯片典型随机存储器芯片6116A10A0：地址线D7D0：数据线 ：片选信号 ：数据输出允许信号 ：写选通信号28为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能6116工作方式工作方式295-4-3 线选法线选法RAM扩展举例扩展举例30为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党
15、的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能61161寻址范围：0001,0000,0000,0000 000 1,0111,1111,1111即：即：1000H17FFH61162寻址范围：0000,1000,0000,0000 000 0,1111,1111,1111即：即：0800H0FFFH315-5 存储器综合扩展存储器综合扩展5-5-1 同时扩展同时扩展ROM和和RAM32为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能如果采用线选法选择芯片如果采用线选法选择芯片2764（ROM）接P2.7 地址范围
16、：00，0000，0000，0000（0000H）到 0 1，1111，1111，1111（1FFFH）6264（RAM）接P2.6地址范围：0 0，0000，0000，0000（0000H）到 0 1，1111，1111，1111（1FFFH）两组地址可能重合，如何理解。两组地址可能重合，如何理解。335-6 MCS-51单片机存储器系统特点和使用单片机存储器系统特点和使用5-6-1 MCS-51单片机存储器系统特点单片机存储器系统特点程序存储器与数据存储器同时存在并截然分开，各有各的地址空间、存取指令、和控制信号；内外存储器同时存在，分为4个物理空间；存储器地址空间重叠和连续程序存储器：内
17、外连续编址形成完整地址空间（最大64K）。数据存储器：内外数据存储器分开各自编址，都从0单元开始。34为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能三个逻辑存储空间三个逻辑存储空间：片内外统一编址的64K字节程序存储器空间；256字节片内数据存储器空间；64K字节片外数据存储器空间。数据存储器数据存储器程序存储器程序存储器内部外部355-6-2 MCS-51单片机存储器的使用单片机存储器的使用存储空间的区分存储空间的区分内部RAM和内部ROM的区分：内部RAM访问用MOV指令；内部ROM访问用MOVC指令。外部RAM和外部ROM的
18、区分：外部RAM访问用MOVX指令；外部ROM访问用MOVC指令。内部RAM和外部RAM的前256个单元重叠内部RAM访问用MOV指令；外部RAM访问用MOVX指令。36为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能内外程序存储器的衔接内外程序存储器的衔接37为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能1k 8位存储器位存储器片片4：0,0000,0000,0000 0,0011,1111,1111即即0000H01FFH片片3：0,0100,0000,0000 0
19、,0111,1111,1111即即0400H07FFH片片2：0,1000,0000,0000 0,1011,1111,1111即即0800H0BFFH片片1：0,1100,0000,0000 0,1111,1111,1111即即0C00H0FFFH38为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能说明下图各存储器地址范围说明下图各存储器地址范围39为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能2732：4k 8位位EPROM，12根地址线根地址线2732（1）：00
20、00，0000，0000，00000000，1111，1111，1111即0000H0FFFH2732（2）：0001，0000，0000，00000001，1111，1111，1111即1000H1FFFH2732（3）：0010，0000，0000，00000010，1111，1111，1111即2000H2FFFH40为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能4118：1k 8位位EPROM，10根地址线根地址线4118（1）：0110，0100，0000，00000110，0111，1111，1111即6400H67FFH4118（2）：0110，0000，0000，00000110，0011，1111，1111即6000H63FFH41