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1、第第4 4章章 MCS-51MCS-51 单片机单片机存储器的扩展存储器的扩展 在单片机应用系统中,当内部数据存储器和程序存储器容量不够的时候,需要进行外扩；另外8031由于内部无程序存储器，所以必须外加程序存储器。单片机访的外部扩展关键是明确外部存储器的地址分配、数据的传送通道、以及控制信号的传送通道。一般的，采用地址数据分时复用方式。控制信号也比较固定，访问程序存储器一般控制信号为PSEN，访问数据存储器的控制信号为RD和WR。4.1 程序存储器的扩展程序存储器的扩展一、典型电路 从以上的图中我们可以看出，外部程序存储器的扩展电路可以分成三个部分：单片机、锁存器和程序存储器。（1）单片机
2、从外部程序存储器取指令的操作，要用到的单片机引脚有：ALE，PSEN,P2口和P0口。其中：ALE:为锁存器74LS373提供低8位地址的锁存信号 PSEN:用于选通片外程序存储器。EA:CPU读取片内/片外程序存储器的控制信号。高电平从片内存储器开始访问，低电平只访问片外存储器。（2）锁存器OE：片选信号，当低电平的时候片子工作。G端：为输入选通端，也叫做锁存端。G=1，Q=D;G下降沿的时候，Q的值被锁存。G一般与单片机的锁存控制信号ALE相连。1D-8D：数据的输入端。1Q-8Q：数据的输出端。373工作原理：当OE为低电平的时候，片子选通，此时当G处在高电平的时候，则1D-8D的数据就
3、如实的转移到1Q-8Q。当G处一来下降沿，则1Q-8Q的数据就被锁存住了。（3）外部程序存储器（27265）A0-A14：为地址信号线，送地址：为地址信号线，送地址用的。用的。O0-O7：为数据线，传输指令的：为数据线，传输指令的机器码。机器码。CE：片选端，低电平有效。：片选端，低电平有效。OE:允许数据输出选通端，低电允许数据输出选通端，低电平有效。平有效。Vpp：编程脉冲输入。：编程脉冲输入。2、扩展电路的原理分析（1）单片机所用到引脚的时序分析(2)原理分析 单片机取指令是各个部件相互协调工作的一个过程.主要是以下几步.第一步，送16位地址，指明要取的指令的存放位置。高8位地址通过P2
4、送到27256的A8-A14和片选端CE。低8位地址由P0口提供，是通过373连接到27256的A7-A0上的。这里要注意：高8位地址是由A8-A14和片选端CE共同组成的。片选端CE为最高位。真正的地址范围为0000H-7FFFH.第二步，等待ALE第一次有效（高电平）。此时，373通道被打开，低8位地址被送入A7-A0。与此同时，PSEN为高电平，因此27256的数据输出端还未打开，即数据没有送出。第三步，ALE出现下降沿。此时，373的门被关住（锁存数据），与此同时，PSEN出现低电平，27256的数据输出端被打开，要取的指令代码通过O0-O7端口送入数据总线。第四步，ALE第二次有效，
5、此时，总线上的代码通过P0口读入单片机。虽然此时373被打开，但是由于此时PSEN为高电平，把27256关掉了。因此，即使刚才的代码通过373被送到A7-A0，也不会送入27256中。4.2 数据存储器的扩展数据存储器的扩展一、典型电路 从以上的图中我们可以看出，外部数据存储器的扩展电路和程序存储器的扩展非常类似，也可以分成三个部分：单片机、锁存器和数据存储器。（1）单片机 要用到的单片机引脚有：ALE，WR，RD，P2口和P0口。其中：ALE:为锁存器74LS373提供低8位地址的锁存信号 WR:写信号,单片机向外写数据时候此引脚发出低电平 RD:读信号控制端,单片机读数据时候此引脚发出低电
6、平(2)数据存储器芯片(6264)A0-A12：为地址信号线，送地址：为地址信号线，送地址用的。用的。O0-O7：为数据线，传输数据。：为数据线，传输数据。CE：片选端，低电平有效。：片选端，低电平有效。OE:读数据选通端，低电平有效。读数据选通端，低电平有效。WE:写数据选通端，低电平有效。写数据选通端，低电平有效。原理框图原理框图管管脚脚图图2、扩展电路的原理分析 数据扩展电路的数据处理分为:写数据”MOVX DPTR,A”和读数据”MOVX A,DPTR”两类.从外部扩展电路图中可以看出:单片机写信号控制端WR与6264的写数据选通端WE相连;单片机读信号控制端RD与6264的读数据选通
7、端OE相连;P0口提供数据和低8位地址,地址通过373送给6264的低8位地址输入端;P2口提供高5位地址(也就是6264的大小为213,也就是8K).片选端始终有效.写数据:MOV DPTR,#addr16 MOVX DPTR,A 这里要解释的是:6264是是13位地址，为什么这里送的是位地址，为什么这里送的是16位地址位地址?其实这里面的最高三位地址是无效地址其实这里面的最高三位地址是无效地址,也就是也就是6264真正的真正的地址范围是地址范围是:0000H-1FFFH,但这样会出现地址重叠的情况但这样会出现地址重叠的情况,比比如如0000H和和2000H就是表示同一个地址就是表示同一个地址.为了防止这个情况出为了防止这个情况出现呢现呢,一般我们不直接把一般我们不直接把CE接地接地,而是用一个三输入或门将其而是用一个三输入或门将其与不参与寻址的其余地址线与不参与寻址的其余地址线P2.7、P2.6、P2.5进行相连，这进行相连，这样，只有当样，只有当P2.7、P2.6、P2.5为为000的时候的时候6264才有效，也才有效，也就是使得地址变成唯一了（就是使得地址变成唯一了（0000H-1FFFH）。）。读数据:MOV DPTR,#addr16 MOVX A，DPTR 此时与上面的写数据的区别在于RD有效，其他过程基本一致。