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1、单片机原理及应用主讲教师：胡晓娟中国矿业大学理学院 物理系2第第6章章 MCS-51单片机并行存储器扩展单片机并行存储器扩展6.1 单片机并行外扩展系统单片机并行外扩展系统6.2 存储器分类存储器分类6.3 存储器并行扩展存储器并行扩展6.4 MCS-51单片机存储器系统的特点和使用方法单片机存储器系统的特点和使用方法36.1 单片机并行外扩展系统单片机并行外扩展系统l由由于于单单片片机机芯芯片片本本身身的的硬硬件件资资源源有有限限，往往往往不不能能满满足足系系统统的的需需要要，因因此此，必必须须以以外外扩扩展展芯芯片片的的办办法法来来解解决决，即即通通常常所所说说的系统扩展。的系统扩展。l外
2、外扩扩展展是是构构建建单单片片机机系系统统的的重重要要内内容容，有有两两类类外外扩扩展展：存存储储器扩展器扩展和和I/O扩展扩展；有两种外扩展方法：；有两种外扩展方法：并行扩展并行扩展和和串行扩展串行扩展。l单单片片机机系系统统扩扩展展是是以以单单片片机机芯芯片片为为核核心心进进行行的的，存存储储器器扩扩展展中中包包括括程程序序存存储储器器（ROM）和和数数据据存存储储器器（RAM），其其余余所所有有扩展内容统称为扩展内容统称为I/O扩展扩展。46.1.1 单片机并行扩展总线单片机并行扩展总线l系系统统扩扩展展是是通通过过系系统统总总线线进进行行的的。总总总总线线线线是是连连接接单单片片机机各
3、各扩扩展展部部件件的的一一组组公公共共信信号号线线，是是系系统统共共享享的的通通路路，通通过过总总线线把把个个扩展部件连接起来，以进行扩展部件连接起来，以进行数据数据、地址地址和和控制信号控制信号的传送。的传送。单单片片机机数据数据存储器存储器程序程序存储器存储器I/O接口接口I/O接口接口地址总线地址总线AB数据总线数据总线DB控制总线控制总线CBI/O设备设备I/O设备设备51.1.并行扩展总线的组成并行扩展总线的组成并行扩展总线的组成并行扩展总线的组成l并并行行扩扩展展总总线线包包括括 3 个个组组成成部部分分：地地址址总总线线、数数据据总总线线和和控控制制总线。总线。地址总线（地址总线
4、（地址总线（地址总线（Address BusAddress Bus，ABAB）地地址址总总线线上上传传送送的的是是地地址址信信号号，用用于于外外扩扩展展存存储储单单元元和和I/O端端口的口的寻址寻址。由于地址信号只能从单片机向外传送，所以地址总线是由于地址信号只能从单片机向外传送，所以地址总线是单向单向的。的。地地址址线线的的数数目目决决定定可可寻寻址址存存储储单单元元的的数数目目。一一条条地地址址线线提提供供一一位位地地址址，n位位地地址址，可可产产生生2n个个连连续续地地址址编编码码，即即可可访访问问2n个个存储单元，寻址范围为存储单元，寻址范围为2n个地址单元。个地址单元。MCS-51单
5、片机有单片机有16根地址线，可寻址的外扩展空间为根地址线，可寻址的外扩展空间为64KB。6 数据总线（数据总线（数据总线（数据总线（Data BusData Bus，DBDB）数据总线用于传送数据、状态、指令和命令。数据总线用于传送数据、状态、指令和命令。数数据据总总线线的的位位数数应应与与单单片片机机字字长长一一致致。例例如如，MCS-51单单片片机机是是8位字长，故其数据总线的位数也是位字长，故其数据总线的位数也是8位。位。数据总线是数据总线是双向双向的，可以进行两个方向（读的，可以进行两个方向（读/写）的数据传送。写）的数据传送。控制总线（控制总线（控制总线（控制总线（Control B
6、usControl Bus，CBCB）控控制制总总线线是是一一组组控控制制信信号号线线，其其中中既既有有单单片片机机发发出出的的，也也有有外外扩展部件发出的。扩展部件发出的。虽虽然然一一个个控控制制信信号号的的传传送送是是单单向向的的，但但是是由由不不同同方方向向信信号号线线组组合的控制总线则应表示为合的控制总线则应表示为双向双向。72.2.MCS-51MCS-51单片机并行扩展总线单片机并行扩展总线单片机并行扩展总线单片机并行扩展总线l总总线线结结构构可可以以提提高高系系统统的的可可靠靠性性，增增加加系系统统的的灵灵活活性性，使使系系统统扩扩展展容容易易实实现现，各各扩扩展展部部件件只只要要
7、符符合合总总线线规规范范，就可以很方便地接入系统。就可以很方便地接入系统。l虽虽然然系系统统扩扩展展需需要要地地址址总总线线和和数数据据总总线线，但但在在单单片片机机芯芯片片上上并并没没有有提提供供专专用用的的地地址址引引脚脚和和数数据据引引脚脚，实实际际扩扩展展时都是用时都是用I/O口线来充当地址线和数据线。口线来充当地址线和数据线。8MCS-51MCS-51单片机并行扩展总线结构图单片机并行扩展总线结构图单片机并行扩展总线结构图单片机并行扩展总线结构图l由由于于系系统统外外扩扩展展的的需需要要，MCS-51单单片片机机的的4个个并并行行I/O口口（共共32条口线），只有条口线），只有P1口
8、和口和P3口的部分口线可供数据口的部分口线可供数据I/O使用。使用。（P3.7）（P3.6）9(1)(1)以以以以P0P0口的口的口的口的8 8位口线作低位地址线位口线作低位地址线位口线作低位地址线位口线作低位地址线 数据线复用线数据线复用线数据线复用线数据线复用线l低低位位地地址址线线是是指指低低8位位地地址址A7 A0，而而数数据据线线为为D7 D0。由由于于P0口口既既传传送送地地址址又又传传送送数数据据，所所以以要要采采用用分分时时复复用技术用技术对对P0口上的地址和数据进行分离。口上的地址和数据进行分离。l由由于于CPU对对扩扩展展系系统统的的操操作作总总是是先先送送出出地地址址，然
9、然后后再再进进行行数数据据读读/写写操操作作，所所以以应应把把首首先先出出现现的的地地址址分分离离出出来来，以便腾出总线供其后的数据传送使用。以便腾出总线供其后的数据传送使用。l为为保保存存分分离离出出的的地地址址，需需另另外外增增加加一一个个8位位的的锁锁存存器器，并并以以ALE作为锁存控制信号。作为锁存控制信号。10(1)(1)以以以以P0P0口的口的口的口的8 8位口线作低位地址线位口线作低位地址线位口线作低位地址线位口线作低位地址线 数据线复用线数据线复用线数据线复用线数据线复用线l根根据据指指令令时时序序，P0口口输输出出有有效效的的低低8位位地地址址时时，ALE信信号号正正好好处处
10、于于正正脉脉冲冲顶顶部部到到下下降降沿沿时时刻刻，应应选选择择高高电电平平或或下下降降沿沿选选通通的的锁锁存存器器作作为为地地址址锁锁存存器器，常常用用的的8位位地地址址锁存器有锁存器有74LS273和和74LS373等。等。l低低8位位地地址址进进入入锁锁存存器器后后，P0口口线线即即作作为为数数据据线线使使用用，进行数据传送。进行数据传送。11(2)(2)以以以以P2P2口的口的口的口的8 8位口线作高位地址线位口线作高位地址线位口线作高位地址线位口线作高位地址线lP2口口只只作作为为高高位位地地址址线线使使用用，加加上上P0口口提提供供的的低低8位位地地址址，就就形形成成了了完完整整的的
11、16位位地地址址总总线线，使使单单片片机机外外扩扩展展的的寻址范围达到寻址范围达到64KB。l在在实实际际应应用用中中，高高位位地地址址线线是是根根据据需需要要从从P2口口引引出出的的，需要用几位就引出几条口线。需要用几位就引出几条口线。l若若外外扩扩展展容容量量小小于于256个个单单元元，则则不不需需要要P2口口提提供供高高位位地址线。地址线。12(3)(3)控制信号控制信号控制信号控制信号l除除地地址址线线和和数数据据线线外外，系系统统扩扩展展时时还还需需要要单单片片机机提提供供一一些控制信号线，这就是扩展系统的些控制信号线，这就是扩展系统的控制总线控制总线。l控制信号包括：控制信号包括：
12、使使用用ALE作作地地址址锁锁存存的的选选通通信信号号，以以实实现现低低8位位地地址址锁锁存。存。以以PSEN信号作为扩展信号作为扩展ROM的读选通信号。的读选通信号。以以EA信号作为内外信号作为内外ROM的选择信号。的选择信号。以以RD和和WR作为扩展作为扩展RAM和和I/O端口的读端口的读/写选通信号。写选通信号。136.1.2 并行扩展系统的并行扩展系统的I/O编址和芯片选取编址和芯片选取1.1.单片机外扩展地址空间单片机外扩展地址空间单片机外扩展地址空间单片机外扩展地址空间lMCS-51单单片片机机系系统统中中，有有两两个个并并行行存存在在且且相相互互独独立立的的存存储储器器系系统统，
13、即即程程序序存存储储器器（ROM）系系统统和和数数据据存存储储器器（RAM）系统。）系统。l在在ROM系系统统中中，包包括括4KB的的片片内内ROM和和64KB的的外外扩扩展展地址空间，其中外扩展地址空间供扩展地址空间，其中外扩展地址空间供扩展ROM使用。使用。l在在RAM系系统统中中，包包括括256B的的片片内内RAM和和64KB的的外外扩扩展展地址空间，其中外扩展地址空间供扩展地址空间，其中外扩展地址空间供扩展RAM和和I/O使用。使用。14MCS-51MCS-51单片机系统地址空间结构图单片机系统地址空间结构图单片机系统地址空间结构图单片机系统地址空间结构图内部内部 ROM4KBEA=1
14、外部外部 ROM4KBEA=0内部内部 RAM128B0FFFH0000H0FFFH0000HFFFFH1000H外部外部 RAM或或I/O64KB特殊功能特殊功能寄存器寄存器(21个个SFR)外部外部 ROM60KBFFH80H7FH00H程序存储器地址空间程序存储器地址空间数据存储器地址空间数据存储器地址空间FFFFH0000H（MOV 指令操作域）指令操作域）（MOVX 指令操作域）指令操作域）（MOVC 指令操作域）指令操作域）152.2.片选技术片选技术片选技术片选技术l进进行行单单片片机机系系统统扩扩展展，首首先先要要解解决决寻寻址址问问题题，即即如如何何找找到到要要访访问的扩展芯
15、片以及芯片内的目标单元。问的扩展芯片以及芯片内的目标单元。l寻址分为两个层次：寻址分为两个层次：芯片选择芯片选择和和芯片内目标单元的选择。芯片内目标单元的选择。芯芯片片内内目目标标单单元元的的选选择择问问题题已已在在各各自自芯芯片片内内解解决决，外外扩扩展展时时只只需需要要把把扩扩展展芯芯片片的的地地址址引引脚脚与与系系统统地地址址总总线线中中的的对对应应低低位位地地址线连接起来，芯片内有译码电路完成单元寻址。址线连接起来，芯片内有译码电路完成单元寻址。为为进进行行芯芯片片选选择择，扩扩展展芯芯片片上上都都有有片片选选信信号号引引脚脚CE或或CS。寻寻址址问问题题就就归归结结为为如如何何产产生
16、生有有效效的的片片选选信信号号。常常用用的的芯芯片片选选择择方法有方法有线选法线选法和和译码法译码法两种。两种。16（1 1）线选法寻址线选法寻址线选法寻址线选法寻址l l线线线线选选选选法法法法：直直接接以以位位地地址址信信号号作作为为芯芯片片的的片片选选信信号号，使使用用时时只只需需要把地址线与扩展芯片的片选信号引脚直接连接即可。要把地址线与扩展芯片的片选信号引脚直接连接即可。l l线选法寻址的特点线选法寻址的特点线选法寻址的特点线选法寻址的特点：简单，适用于规模较小的单片机系统。：简单，适用于规模较小的单片机系统。单单片片机机系系统统采采用用线线选选法法寻寻址分别扩展以下址分别扩展以下5
17、个芯片：个芯片：程序存储器：程序存储器：2716数据存储器：数据存储器：6116并行接口：并行接口：8255键盘键盘/显示器接口：显示器接口：8279D/A转换：转换：083217（2 2）译码法寻址译码法寻址译码法寻址译码法寻址l l译译译译码码码码法法法法：使使用用译译码码器器对对高高位位地地址址进进行行译译码码，以以其其译译码码输输出出作作为为扩展芯片的片选信号。扩展芯片的片选信号。l l译译译译码码码码法法法法寻寻寻寻址址址址的的的的特特特特点点点点：能能有有效效地地利利用用存存储储空空间间，适适用用于于大大容容量量、多芯片的系统扩展。多芯片的系统扩展。18说说说说 明：明：明：明：l
18、同同样样是是扩扩展展5个个芯芯片片：程程序序存存储储器器芯芯片片2716、数数据据存存储储器器芯芯片片6116、并并行行接接口口芯芯片片8255、键键盘盘/显显示示器器接接口口芯芯片片8279和和D/A转转换换芯芯片片0832，采采用用线线选选法法需需要要占占用用5根根口口线线，而而使使用用译译码码法法只只需需3根根口口线线经经74LS138（3-8译译码码器器）译译码码后后即即可可产产生生8种种状状态态输输出出，将将其其中中的的5个个分分别别连连接接到到5个芯片的片选端即可对个芯片的片选端即可对5个外扩展芯片进行片选。个外扩展芯片进行片选。l译码法可以提高系统的寻址能力，但增加了硬件开销。译
19、码法可以提高系统的寻址能力，但增加了硬件开销。193-83-8译码器：译码器：译码器：译码器：74LS13874LS138输入端输入端输出端输出端CBAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70000111100110011010101010111111110111111110111111110111111110111111110111111110111111110 1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9 VCCY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6ABCE1E2E3Y7GND&E1E2E3 EN使能控制端：使能控制端：E1=E2=0，E3=1引脚图：引脚图：真值表：真值表：
20、2074LS13874LS138译码器与译码器与译码器与译码器与MCS-51MCS-51单片机的连接单片机的连接单片机的连接单片机的连接80C5174LS138CBAP2.7P2.6P2.5E3E2E1VCC+5V+5VGNDY0 Y7lE1、E2、E3：使能端，用于引入控制信号。：使能端，用于引入控制信号。E1、E2低电平低电平有效，有效，E3高电平有效高电平有效lA、B、C：译码信号输入选择端：译码信号输入选择端lY7Y0：译码输出信号，低电平有效：译码输出信号，低电平有效21双双双双2-42-4译码器：译码器：译码器：译码器：74LS13974LS139输入端输入端输出端输出端使能端使能
21、端选择端选择端Y0Y1Y2Y3GBA100000011010110111110111110111110 1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9 1G1A1B1Y01Y11Y21Y3GNDlG：使能控制端，低电平有效；：使能控制端，低电平有效；lA、B：译码输入选择端；：译码输入选择端；lY0、Y1、Y2、Y3：译码输出端，低电平有效。：译码输出端，低电平有效。引脚图：引脚图：真值表：真值表：VCC2G2A2B2Y02Y12Y22Y3226.2 存储器分类存储器分类半导体半导体存储器存储器读读写存储器写存储器RAM只读存储器只读存储器ROM掩膜掩膜ROM可编程
22、可编程PROM可编程、可擦除可编程、可擦除EPROM（紫外线擦除）（紫外线擦除）E2PROM（电擦除）（电擦除）Flash ROM（闪速存储器）（闪速存储器）双极型双极型MOS型型静态（静态（SRAM）动态（动态（DRAM）231.1.掩膜只读存储器掩膜只读存储器掩膜只读存储器掩膜只读存储器l掩掩膜膜ROM的的编编程程是是由由半半导导体体制制造造厂厂家家完完成成的的，即即在在生生产产过过程程中中实实现现编编程程。因因编编程程过过程程是是掩掩膜膜工工艺艺，因因此此，称称为为掩膜掩膜ROM，或，或Mask ROM。l掩膜掩膜ROM制造完成后，用户不能更改其内容。制造完成后，用户不能更改其内容。l掩
23、掩膜膜ROM的的特特点点：芯芯片片存存储储结结构构简简单单，集集成成度度高高，但但由由于掩膜工艺成本较高，因此，于掩膜工艺成本较高，因此，只适合于大批量生产只适合于大批量生产。6.2.1 只读存储器只读存储器242.2.可编程只读存储器（可编程只读存储器（可编程只读存储器（可编程只读存储器（PROMPROM）lPROM芯芯片片出出厂厂时时没没有有任任何何程程序序信信息息，其其程程序序是是在在开开发发现场由用户写入的。现场由用户写入的。lPROM芯芯片片只只能能写写入入一一次次，其其内内容容一一旦旦写写入入就就不不能能再再进进行修改行修改。l一一 次次 写写 入入 就就 是是 一一 次次 编编
24、程程（OTP，One Time Programble），因因此此，也也把把可可编编程程ROM写写为为OTP ROM。253.3.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（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）lEPROM芯芯片片的的内内容容也也由由用用户户写写入入，但但允允许许反反复复擦擦除除重重新写入新写入。lEPROM是是用用紫紫外外线线擦擦除除。通通过过对对芯芯片片外外壳壳上上方方的的圆圆形形窗窗口口照照射射紫紫外外线线就就可可以以擦擦除除原原有有信信息息。由由于于阳阳光光中中有有紫紫外外线线成成分分，所所以以程程序序写写好好后后要要
25、用用不不透透明明标标签签贴贴封封窗窗口口，以避免因阳光照射而破坏程序。以避免因阳光照射而破坏程序。l典典 型型 的的 EPROM芯芯 片片 有有 Intel 2716（2K8位位）、2732（4K8位位）、2764（8K8位位）、27128（16K8位）位）、27256（32K8位）等。位）等。264.4.电擦除可编程只读存储器（电擦除可编程只读存储器（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）lE2PROM是是一一种种用用电电信信号号编编程程也也用用电电信信号号擦擦除除的的ROM芯芯片片，它它可可以以通通过过读读/写写操操作作进进行行逐逐个个存存储储单单元
26、元的的读读出出和和写写入入，读读/写写功功能能与与RAM存存储储器器相相似似，只只是是写写入入速速度度慢慢一一些些，但但断断电电后后却却能保存信息。能保存信息。lE2PROM具有在线编程功能，其缺点是是擦除和写入较慢。具有在线编程功能，其缺点是是擦除和写入较慢。l典典型型的的E2PROM芯芯片片有有2816、2816A、2817、2817A 和和2864A等。等。芯片型号芯片型号 参量参量28162816A28172817A2864A读周期读周期/ms250200 250250200 250250写周期写周期/ms109 15101010字节擦除时间字节擦除时间/ms109 15101010擦
27、擦/写电压写电压/V2152155275.闪速存储器（闪速存储器（闪速存储器（闪速存储器（Flash ROMFlash ROM）lFlash ROM是是在在E2PROM的的基基础础上上经经改改进进发发展展起起来来的的，除除具具有有高高密密度度、低低功功耗耗、非非易易失失、高高可可靠靠性性、长长保保存存时时间间和和超超强强的的加加密密功功能能等等特特点点外外，它它的的优优势势更更表表现现在在在在线线编程功能上。编程功能上。lFlash ROM与与E2PROM都都使使用用电电信信号号进进行行编编程程和和擦擦除除，并并可可重重复复进进行行。Flash ROM编编程程既既可可在在线线进进行行也也可可以
28、以通通过过编编程程器器进进行行，写写入入一一个个字字节节只只需需要要10m ms左左右右。虽虽然然E2PROM也也具具有有在在线线编编程程功功能能，但但速速度度很很慢慢，字字节节的的擦擦除和写入时间一般都需要除和写入时间一般都需要10ms左右。左右。285.闪速存储器（闪速存储器（闪速存储器（闪速存储器（Flash ROMFlash ROM）lFlash ROM不不能能按按字字节节擦擦除除，只只能能按按扇扇区区进进行行，即即一一次次擦擦除除一一个个扇扇区区，扇扇区区的的大大小小一一般般为为256B16KB。Flash ROM的的擦擦除除速速度度很很快快，一一个个Flash ROM芯芯片片整整片
29、片擦擦除除时时间只需要大约间只需要大约1s，而且不必使用专用的擦除设备。，而且不必使用专用的擦除设备。lFlash ROM虽虽然然能能进进行行读读写写操操作作，但但在在每每次次写写入入操操作作之之前前要要先先进进行行擦擦除除操操作作，不不能能连连续续进进行行写写操操作作。擦擦除除操操作作使使所所有有位位变变为为1，写写操操作作再再把把某某些些位位从从1变变为为0。所所以以，Flash ROM实实质质上上还还是是只只读读存存储储器器ROM而而不不是是随随机机存存储储器器RAM。29l在在单单片片机机系系统统中中，数数据据存存储储器器用用于于存存放放可可随随时时修修改改的的数数据据。数据存储器扩展
30、使用随机数据存储器扩展使用随机读读写存储器（写存储器（RAM）芯片）芯片。l对对RAM可可以以进进行行读读写写两两种种操操作作，但但RAM是是易易失失性性存存储储器器，断电后所存信息消失。断电后所存信息消失。l按按 工工 作作 方方 式式，RAM可可 分分 为为 静静 态态（SRAM）和和 动动 态态（DRAM）两两种种。SRAM只只要要电电源源加加电电信信息息就就能能保保存存，DRAM使使用用的的是是动动态态存存储储单单元元，需需要要不不断断进进行行刷刷新新以以便便周周期期性地再生才能保存信息。性地再生才能保存信息。lDRAM集集成成度度高高，功功耗耗低低，价价格格便便宜宜，但但需需要要刷刷
31、新新电电路路，因因此适用于大型系统，在单片机系统中应用较少。此适用于大型系统，在单片机系统中应用较少。6.2.2 读读写存储器写存储器306.3 存储器并行扩展存储器并行扩展l l存储器扩展的主要内容：地址线、数据线和控制线的连接。存储器扩展的主要内容：地址线、数据线和控制线的连接。存储器扩展的主要内容：地址线、数据线和控制线的连接。存储器扩展的主要内容：地址线、数据线和控制线的连接。地地地地址址址址线线线线的的的的连连连连接接接接：低低位位地地址址线线的的连连接接与与存存储储芯芯片片的的容容量量有有关关，高高位位地地址址线线与与扩扩展展存存储储芯芯片片的的片片选选端端直直接接连连接接（线线选
32、选法法）或或通过译码器连接（译码法）。通过译码器连接（译码法）。数数数数据据据据线线线线的的的的连连连连接接接接：将将存存储储芯芯片片的的数数据据输输出出端端与与单单片片机机P0口口线线对对应连接即可。应连接即可。控控控控制制制制线线线线的的的的连连连连接接接接：扩扩展展ROM时时，将将单单片片机机的的PSEN引引脚脚与与外外部部ROM的的OE端端连连接接；扩扩展展RAM时时，将将单单片片机机的的WR和和RD引引脚脚分别与外部分别与外部RAM 的的WE和和OE端连接。端连接。l l存存存存储储储储单单单单元元元元地地地地址址址址分分分分析析析析：只只只只要要要要把把把把最最最最低低低低地地地地
33、址址址址和和和和最最最最高高高高地地地地址址址址找找找找出出出出来来来来，扩扩扩扩展的存储器在存储空间中所占据的地址范围即可确定。展的存储器在存储空间中所占据的地址范围即可确定。展的存储器在存储空间中所占据的地址范围即可确定。展的存储器在存储空间中所占据的地址范围即可确定。316.3.1 程序存储器并行扩展程序存储器并行扩展l扩展的程序存储器称为扩展的程序存储器称为外部外部ROM。l下面以下面以Intel 2716（2K8位）为例说明扩展外部位）为例说明扩展外部ROM的原理。的原理。3227162716的主要引脚功能：的主要引脚功能：的主要引脚功能：的主要引脚功能：lA10A0：11位地址。位
34、地址。lO7O0：数据读出。：数据读出。lVPP：编程电源。：编程电源。正常使用时加正常使用时加+5 V电源；电源；芯片编程时加芯片编程时加25 V编程电压。编程电压。lCE/PGM：双重功能控制线。：双重功能控制线。正常使用时为片选信号正常使用时为片选信号CE，低电平有效；，低电平有效；编程时为编程控制信号编程时为编程控制信号PGM，用于引入编程脉冲。，用于引入编程脉冲。lOE：输出允许信号。当：输出允许信号。当OE=0时，输出缓冲器打开，被寻址时，输出缓冲器打开，被寻址单元的内容可以被读出。单元的内容可以被读出。3327162716共有共有共有共有5 5种工作方式：种工作方式：种工作方式：
35、种工作方式：CE/PGMOEVPPO7 O0读出读出00+5V程序读出程序读出未选中未选中1+5V高阻高阻编程编程正脉冲正脉冲1+25V程序写入程序写入程序校验程序校验00+25V程序读出程序读出编程禁止编程禁止01+25V高阻高阻l l读读读读出出出出方方方方式式式式：当当CE及及OE均均为为低低电电平平，VPP=+5V时时，芯芯片片被被选选中中并并处于读出工作方式，被寻址单元的内容经数据线处于读出工作方式，被寻址单元的内容经数据线O7O0读出。读出。l l未未未未选选选选中中中中方方方方式式式式：CE为为高高电电平平，数数据据线线输输出出为为高高阻阻抗抗状状态态。2716处处于于低低功功耗
36、耗维维持持状状态态，其其功功耗耗从从读读出出方方式式的的525mW下下降降到到132mW。3427162716的工作方式：的工作方式：的工作方式：的工作方式：l l编编编编程程程程方方方方式式式式：VPP加加+25V高高电电压压，OE加加TTL高高电电平平。进进行行数数据据的的重重新新写写入入。这这时时编编程程地地址址和和写写入入数数据据分分别别由由A10A0及及O7O0引引入。入。l l程程程程序序序序校校校校验验验验方方方方式式式式；紧紧跟跟编编程程之之后后，检检查查写写入入的的信信息息是是否否正正确确。VPP=+25V，CE及及OE均为低电平。均为低电平。l l编编编编程程程程禁禁禁禁止
37、止止止：为为了了向向多多片片2716写写入入不不同同程程序序而而设设置置的的。当当VPP加加+25V高高压压时时，对对CE/PGM信信号号端端加加编编程程脉脉冲冲的的那那些些2716芯芯片片进进行行编编程程，而而CE/PGM信信号号端端加加低低电电平平的的那那些些2716芯芯片片处处于于编编程禁止状态，不写入程序。程禁止状态，不写入程序。35说说说说 明：明：明：明：2716的的存存储储容容量量为为2KB，需需11根根地地址址线线（A10A0）进进行行存存储储单单元元编编址址。先先把把2716的的A7A0引引脚脚与与地地址址锁锁存存器器的的8位位地地址址输输出出对对应应连连接接，再再把把A10
38、A8引引脚脚与与P2口口的的P2.2P2.0连连接接，即即可可解决解决2716芯片内存储单元的寻址问题。芯片内存储单元的寻址问题。由由于于只只扩扩展展1片片ROM芯芯片片，所所以以可可直直接接采采用用线线选选法法进进行行片片选选，在在P2口口剩剩下下的的高高位位地地址址线线P2.3P2.7中中任任取取一一位位与与2716的的CE端端连接即可。连接即可。2716的的OE端端与与单单片片机机的的PSEN引引脚脚连连接接，实实现现外外部部ROM的的读读选通。选通。36单片单片 程序存储器扩展连接图程序存储器扩展连接图37说说说说 明：明：明：明：假假设设将将P2口口的的P2.7与与2716的的片片选
39、选端端CE连连接接，则则扩扩展展的的2716芯芯片片的地址范围为：的地址范围为：由由于于P2.3P2.6的的状状态态与与2716芯芯片片的的寻寻址址无无关关，所所以以在在该该芯芯片片被被寻寻址址时时，P2.3P2.6可可以以为为任任意意状状态态，即即从从00001111共共16种种组组合合，表表明明2716芯芯片片对对应应着着16个个地地址址区区间间，在在这这些些地地址址区区间间内内都都能能访访问到问到2716，这就是，这就是地址区间重叠地址区间重叠问题。问题。一般假定未用到的高位地址线的状态为一般假定未用到的高位地址线的状态为 0。A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4
40、A3A2A1A0最低地址最低地址 100000000000最高地址最高地址 11111111111138多片多片多片多片ROMROM扩展的要点：扩展的要点：扩展的要点：扩展的要点：l各芯片的各芯片的低位地址线并行连接；低位地址线并行连接；l各芯片的各芯片的数据线并行连接；数据线并行连接；l各芯片的各芯片的控制信号控制信号PSEN并行连接；并行连接；l各芯片的各芯片的片选信号是不同的，需分别产生。片选信号是不同的，需分别产生。39l 多片程序存储器的扩展（线选法多片程序存储器的扩展（线选法1）使用两片使用两片2764扩展一个程序存储器系统。扩展一个程序存储器系统。P0.7P0.0P2.4P2.0
41、P2.7 P2.6III80314040说说说说 明：明：明：明：2764的存储容量为的存储容量为8K 8位，有位，有13根地址线。根地址线。A7A0引引脚脚与与地地址址锁锁存存器器的的8位位地地址址输输出出对对应应连连接接，高高位位地址地址A12A8引脚与引脚与P2口的口的P2.4 P2.0连接。连接。采用线选法采用线选法1编址。以编址。以P2.7和和P2.6作片选信号：作片选信号：lP2.6=0，P2.7=1时时，选选 中中 I号号 片片，其其 地地 址址 范范 围围 为为：8000H 9FFFH1 0 0,0000,0000,0000B 1 0 1,1111,1111,1111BlP2.
42、6=1，P2.7=0时时，选选中中II号号片片，其其地地址址范范围围为为：4000H 5FFFH01 0,0000,0000,0000B 01 1,1111,1111,1111B41l 多片程序存储器的扩展（线选法多片程序存储器的扩展（线选法2）使用两片使用两片2764扩展一个程序存储器系统。扩展一个程序存储器系统。P0.7P0.0P2.4P2.0III80314242说说说说 明：明：明：明：采用线选法采用线选法2编址。以编址。以P2.7作片选信号：作片选信号：lP2.7=0时，选中时，选中I号片，其地址范围为：号片，其地址范围为：0000H 1FFFH0 0,0000,0000,0000B
43、 0 1,1111,1111,1111BlP2.7=1时，选中时，选中II号片，其地址范围为：号片，其地址范围为：8000H 9FFFH1 0,0000,0000,0000B 1 1,1111,1111,1111B43l 多片程序存储器的扩展（译码法多片程序存储器的扩展（译码法）使用使用8片片2764扩展一个程序存储器系统。扩展一个程序存储器系统。44说说说说 明：明：明：明：地地址址空空间间连连续续，无无重重叠叠27640的地址范围：的地址范围：0000H 1FFFH0000,0000,0000,0000B 0001,1111,1111,1111B27641的地址范围：的地址范围：1000H
44、 3FFFH0010,0000,0000,0000B 0011,1111,1111,1111B 27642的地址范围：的地址范围：4000H 5FFFH0100,0000,0000,0000B 0101,1111,1111,1111B27643的地址范围：的地址范围：6000H 7FFFH0110,0000,0000,0000B 0111,1111,1111,1111B27644的地址范围：的地址范围：8000H 9FFFH1000,0000,0000,0000B 1001,1111,1111,1111B27645的地址范围：的地址范围：A000H BFFFH1010,0000,0000,00
45、00B 1011,1111,1111,1111B27646的地址范围：的地址范围：C000H DFFFH1100,0000,0000,0000B 1101,1111,1111,1111B27647的地址范围：的地址范围：E000H FFFFH1110,0000,0000,0000B 1111,1111,1111,1111B456.3.2 数据存储器并行扩展数据存储器并行扩展l扩展的数据存储器称为扩展的数据存储器称为外部外部RAM。l下面以下面以Intel 6116（2K8位）为例说明扩展外部位）为例说明扩展外部RAM的原理。的原理。4661166116的引脚功能：的引脚功能：的引脚功能：的引脚
46、功能：lA10A0：地址线地址线lD7D0：数据线数据线lCE：片选信号片选信号lOE：数据输出允许信号数据输出允许信号lWE：写选通信号写选通信号lVCC：电源电源（+5 V）lGND：地地61166116共有共有共有共有 4 4 种工作方式：种工作方式：种工作方式：种工作方式：状态状态CEOEWED7 D0未选中未选中1高阻抗高阻抗禁止禁止011高阻抗高阻抗读出读出001数据读出数据读出写入写入010数据写入数据写入47说说说说 明：明：明：明：数数据据存存储储器器扩扩展展与与程程序序存存储储器器扩扩展展在在数数据据线线、地地址址线线的的连连接接上是完全相同的，所不同的是控制信号。上是完全
47、相同的，所不同的是控制信号。程程序序存存储储器器使使用用PSEN作作为为读读选选通通信信号号，而而数数据据存存储储器器则则使使用用RD和和WR分别作为读分别作为读写选通信号。写选通信号。在在扩扩展展连连接接中中，以以RD信信号号接接6116的的OE引引脚脚，以以WR信信号号接接6116的的WE引脚，进行外部引脚，进行外部RAM芯片的读芯片的读写控制。写控制。上上图图中中系系统统只只有有1片片6116，不不需需要要片片选选信信号号，所所以以把把CE引引脚脚直直接接接接地地，若若假假定定P2口口未未使使用用的的高高位位地地址址线线的的状状态态为为0，则则这时这时6116的地址范围为：的地址范围为：
48、0000H07FFH。4812l 多片数据存储器的扩展（线选法多片数据存储器的扩展（线选法）使用使用2片片6116扩展一个数据存储器系统。扩展一个数据存储器系统。P2.4 P2.3494949l 61161的寻址范围：的寻址范围：1000H 17FFH1,0000,0000,0000 1,0111,1111,1111l 61162的寻址范围：的寻址范围：0800H 0FFFH0,1000,0000,0000 0,1111,1111,1111说说说说 明：明：明：明：50l 同时扩展同时扩展8KB的的RAM和和8KB的的ROM（线选法）（线选法）P2.6 P2.751l 2764（ROM）接）接
49、P2.7，地址范围：，地址范围：0000H 1FFFH00,0000,0000,0000 01,1111,1111,1111l6264（RAM）接）接P2.6，地址范围：，地址范围：0000H 1FFFH00,0000,0000,0000 01,1111,1111,1111l由由于于两两种种存存储储器器都都是是由由P2口口提提供供高高位位地地址址，P0口口提提供供低低 8位位 地地 址址，故故 它它 们们 的的 地地 址址 范范 围围 相相 同同，都都 是是0000H1FFFH。但但ROM的的读读操操作作由由PSEN信信号号控控制制，而而RAM的的读读和和写写分分别别由由RD和和WR信信号号控
50、控制制，因因此此不不会会造成操作上的混乱。造成操作上的混乱。说说说说 明：明：明：明：526.3.3 使用使用RAM芯片扩展可读芯片扩展可读写的程序存储器写的程序存储器l开开发发小小型型简简单单的的单单片片机机应应用用系系统统时时，为为了了方方便便，常常在在本本系系统统中中进进行行用用户户程程序序调调试试。但但程程序序存存储储器器是是只只读读的的，只只能能运运行行程程序序而而不不能能修修改改程程序序；而而在在数数据据存存储储器器中中，只只能能修修改改程程序序而而不不能运行程序。能运行程序。l为为了了解解决决这这一一问问题题，可可用用RAM芯芯片片经经过过特特殊殊连连接接，作作为为程程序序存存储