第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展
第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展
第一节 51单片机存储器扩展
第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展
第一节 51单片机存储器扩展
只读存储器ROM
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第一节 51单片机存储器扩展
随机读写RAM
第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展
动态RAM：用电容上的电量 来表示信息，电路简单，集 成度高。但要定时刷新
静态RAM：用触发器存储 信息，集成度低，容量小， 但无需刷新
第一节 51单片机存储器扩展
1）存储容量 存储容量是指存储器所能存储的二进制信息的总量。 存储器容量=单元数×数据线位数 例如：512×8，1024×8=1KB，2KB，64KB
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半导体存储器的指标
第一节 51单片机存储器扩展
2）存取速度 指从CPU给出有效的存储器地址到存储器给出有效数据所花费的时间。存取时间越小，存储器的存取速度就越快。通常，半导体存储器的最大存取时间从几十到几百毫微秒
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第一节 51单片机存储器扩展
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1. Intel 27系列EPROM芯片
第一节 51单片机存储器扩展
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2764引脚功能
第一节 51单片机存储器扩展
A0～A12：地址线引脚，可寻址213=8192=8K D7～D0：数据线引脚，用于传送数据 CE：片选输入端，低电平允许本芯片工作 OE：输出允许 PGM：编程控制端 VCC：工作电源 VPP：编程电源 GND：直流地
第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展
2764的工作方式
第一节 51单片机存储器扩展
存储器扩展的关键问题是地址总线、数据总线和控制总线这三类总线的连接。MCS-51单片机由于受引脚数目的限制，数据线和低8位地址线复用，为了将它们分离出来，需要外加地址锁存器74LS373
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2. 单片程序存储器的扩展
第一节 51单片机存储器扩展
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第一节 51单片机存储器扩展
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第一节 51单片机存储器扩展
根据硬件连接，该27128的地址范围
多片存储器扩展的关键问题仍然是地址总线、数据总线和控制总线这三类总线的连接。为了区分CPU是访问哪一片EPROM，可以利用译码器进行片选，这种片选方法称为译码法
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3. 多片程序存储器的扩展
第一节 51单片机存储器扩展
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第一节 51单片机存储器扩展
8031单片机扩展四片27128
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第一节 51单片机存储器扩展
各片27128的地址范围
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第一节 51单片机存储器扩展
1. Intel 62系列SRAM
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6264引脚功能
第一节 51单片机存储器扩展
A0～A12：地址线引脚，可寻址213=8192=8K D7～D0：数据线引脚，用于传送读写数据 CS和CS1：片选端，同时有效允许本芯片工作 OE：输出允许 WE ：写允许信号，低电平写入，高电平读出 VCC：工作电源 GND：直流地
第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展
6264的工作方式
第一节 51单片机存储器扩展
数据存储器扩展与程序存储器扩展的连接方法基本相同。不同的只是控制信号不一样。在程序存储器扩展中，单片机使用PSEN作为读选通信号，而在数据存储器扩展中，单片机则使用RD和WR分别作为读和写的选通信号
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2. 数据存储器的扩展
第一节 51单片机存储器扩展
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第一节 51单片机存储器扩展
采用线选法扩展三片6264
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第一节 51单片机存储器扩展
各片6264的地址范围
8031单片机内部没有程序存储器，必须外接。而内部RAM很少，经常也需要外接数据存储器。下面给出利用74LS138译码器同时扩展二片2764和二片6264的电路
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3. 同时扩展程序存储器和数据存储器
第一节 51单片机存储器扩展
第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展
第一节 51单片机存储器扩展
采用译码法同时扩展ROM和RAM
第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展
第一节 51单片机存储器扩展
各片ROM和RAM的地址范围
第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展
第二节 I/O接口技术概述
第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展
第二节 I/O接口技术概述
第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展
第二节 I/O接口技术概述
I/O数据 传送方式
查询传送方式
中断传送方式
DMA传送方式
无条件传送方式
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第二节 I/O接口技术概述
第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展
第三节 并行I/O口的应用与扩展
第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展
第三节 并行I/O口的应用与扩展
1. MCS-51单片机I/O端口的操作方式
1）输出数据方式 CPU通过以端口为目的操作数的指令就可以把数据写到P0～P3的端口锁存器，然后通过输出驱动电路送到端口的引脚线。因此，凡是以端口为目的操作数的指令都能达到从端口引脚上输出数据的目的
MOVP0,R2 MOVP1,A MOVP2,#data MOVP3,A
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第三节 并行I/O口的应用与扩展
2）读－修改－写方式 读端口锁存器方式实际上并不从外部引脚读入数据，而只是把端口锁存器中的内容读到内部总线，按指令要求进行运算和变换后，再写回到锁存器
属于这类操作的指令通常是ANL、ORL、XRL等 “读—修改—写”指令，例如： ORLP0,#0FH
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第三节 并行I/O口的应用与扩展
3）读引脚方式 当端口做输入使用时，若要读取端口引脚上的信号，要先向其锁存器写入“1”，使得该输出驱动电路的场效应管截止，然后再执行输入指令，才能真正把外部引脚的状态读入
例如要读取P1口低4位引脚上信号的指令如下： MOVP1, #0FH ；使P1口低4位锁存器置“1” MOVA, P1 ；读P1口低4位引脚信号送A
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第三节 并行I/O口的应用与扩展
2. I/O口用作输出
当I/O口用作输出时，每个I/O引脚输出高电平时的拉电流应控制在1mA之内。P1、P2和P3口每个I/O引脚输出低电平时的灌电流一般应控制在3mA之内，而P0口每个I/O引脚的灌电流允许到5mA
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第三节 并行I/O口的应用与扩展
【例6-1】 如图所示，P1口的P1.0～P1.7分别通过反相器接8个发光二极管。要求编写程序，每隔1s循环点亮1只发光二极管，一直循环下去，已知系统的晶振频率为6MHz
解：用软件延时实现每隔1s循环点亮1只发光管
⑴ 设计0.1s延时子程序 因为fosc＝6MHz，所以机器周期m＝12/fosc＝2μs 0.1s的延时子程序宜采用双重循环结构，如下所示: DEL1:MOV R2,#200；1 DEL2:MOV R3,#X；1 NOP；1 DEL3:DJNZ R3,DEL3；2 DJNZ R2,DEL2；2 RET 则延时时间＝[(X×2＋4)×200]×2μs＝100000μs 解得：X＝123
⑵ 主程序连续10次调用0.1s延时子程序，则总延时时 间就达到了1s 主程序如下： ORG0000H START:MOV A,#01H LOOP:MOV P1,A MOV R1,#10 DELAY:LCALL DEL1；10次调用延时子程序 DJNZ R1,DELAY RLA LJMP LOOP
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第三节 并行I/O口的应用与扩展
3. I/O口用作输入
当I/O口用作输入时，每个I/O脚的拉电流、灌电流一般应控制在1mA之内。如果I/O脚的电流太大时，在单片机与输入设备之间应该用限流电阻予以隔离。需要特别注意的是，当I/O口作为输入使用时，必须先向I/O口锁存器的相应位写“1”，然后再读，才能正确读入引脚上的输入信号
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第三节 并行I/O口的应用与扩展
【例6-2】 如图所示，P1口外接8个开关，要求将开关的状态输入到片内RAM 30H单元
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第三节 并行I/O口的应用与扩展
ORG0100H RDP1:MOVP1,#0FFH；先向P1口送1 MOVA,P1；读入开关状态 MOV30H, A；送指定单元 NOP SJMPRDP1；反复再读 END
为了能正确读入P1口引脚的输入信号，必须要先向P1口送“1”，然后再读
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第三节 并行I/O口的应用与扩展
8255A是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，具有3个8位并行I/O口，3种工作方式，可通过编程改变其功能，因而使用灵活方便，通用性强，可作为单片机与多种外围设备连接时的接口电路
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第三节 并行I/O口的应用与扩展
1. 8255A内部结构和引脚
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第三节 并行I/O口的应用与扩展
D7～D0：三态双向数据线，传送数据以及控制字 PA7～PA0：A口输入/输出线。 PB7～PB0：B口输入/输出线。 PC7～PC0：C口输入/输出线。 CS：片选信号线，低电平有效，表示本芯片被选中 RD：读出信号线，低电平有效，控制从8255A读 WR：写入信号线，低电平有效，控制向8255A写入 A1、A0：地址线，用来选择8255A内部的4个端口 RESET：复位线，高电平有效。 Vcc：+5V电源。
8255A引脚功能