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单片机系统的扩展
10.1 存储器的扩展
10.1.1 程序存储器的扩
展
一、扩展总线
74LS373 是有输出三态门的电平允许 8D 锁存器。当
G (使能端)为高电平时,锁存器的数据输出端 Q 的状
态与数据输入端 D 相同(透明的)。当 G 端从高电平返
回到低电平时(下降沿后),输入端的数据就被锁存在
锁存器中,数据输入端 D 的变化不再影响 Q 端输出。
二、片外 ROM 操作时序
进行 ROM 的扩展,其扩展方法较为简单容易
,这是由单片机的优良扩展性能决定的。单片机
的地址总线为 16 位,扩展的片外 ROM 的最大
容量为 64KB ,地址为 0000H ~ FFFFH 。扩
展的片外 RAM 的最大容量也为 64KB ,地址为
0000H ~ FFFFH 。由于 80C51 采用不同的控制信号和指令 ,尽管 ROM 与 RAM
的地址是重叠的,也不会发生混乱。
80C51 对片内和片外 ROM 的访问使用相同的指令,两者的选
择是由硬件实现的。
芯片选择现在多采用线选法,地址译码法用的渐少。 ROM 与
RAM 共享数据总线和地址总线。
访问片外 ROM 的时序
:
80C51 系列单片机的 CPU 在访问片外 ROM 的一个机器周期内,信号
ALE 出现两次(正脉冲), ROM 选通信号也两次有效,这说明在一
个机器周期内, CPU 两次访问片外 ROM ,也即在一个机器周期内
可以处理两个字节的指令代码,所以在 80C51 系列单片机指令系统
中有很多单周期双字节指令。
三、 ROM 芯片及扩展方法
1 、 EPROM 存储器及扩展
常用的芯片有 2732 、 2764 、 27128 、 27256 、
27512 等 。
EPROM 存储器扩展电路:
2 、 EEPROM 存储器及扩展
常用的 EEPROM 芯片有 2864 、 2817 等 。
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I / O3
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A1
A0
I / O0
I / O1
I / O2
GND
10.1.2 数据存储器的扩展
一、 RAM 扩展原理
扩展 RAM 和扩展 ROM 类似,由 P2 口提供高 8 位地
址, P0 口分时地作为低 8 位地址线和 8 位双向数据总线。
外部 RAM 读时序为:
外部 RAM 写时序为:
二、 RAM 扩展方法
1 、数据存储器
常用的数据存储器 SRAM 芯片有 6116 6264 62256﹑ ﹑ 等。
2 、数据存储器扩展电路
10.2 输入 / 输出及其控制方式
原始数据或现场信息要利用输入设备输入到单
片机中,单片机对输入的数据进行处理加工后,
还要输出给输出设备。常用的输入设备有键盘、
开关及各种传感器等,常用的输出设备有
LED (或 LCD )显示器、微型打印机及各种执
行机构等。 80C51 单片机内部有四个并行口和一个串行口,对于
简单的 I/O 设备可以直接连接。当系统较为复杂时,往
往要借助 I/O 接口电路(简称 I/O 接口)完成单片机与
I/O 设备的连接。现在,许多 I/O 接口已经系列化、标准
化,并具有可编程功能。
单片机与 I/O 设备的关系
:
10.2.1 输入 / 输出接口的功能
I/O 接口的功能是
:
2 、对输入设备的三态缓冲
外设传送数据时要占用总线,不传送数据时
必须对总线呈高阻状态。利用 I/O 接口的三态缓
冲功能,可以实现 I/O 设备与数据总线的隔离,
便于其它设备的总线挂接。
1 、对单片机输出的数据锁存
锁存数据线上瞬间出现的数据,以解决单片
机与 I/O 设备的速度协调问题。
3 、信号转换
信号类型(数字与模拟、电流与电压)、信
号电平(高与低、正与负)、信号格式(并行与
串行)等的转换。
4 、时序协调
不同的 I/O 设备定时与控制逻辑是不同的,并
与 CPU 的时序往往是不一致的,这就需要 I/O 接
口进行时序的协调。
一、无条件传送
适用于对简单的 I/O 设备(如开关、 LED 显
示器、继电器等)的操作,或者 I/O 设备的定时
固定或已知的场合。
10.2.2 单片机与 I/O设备的数据传送方式
二、查询状态传送
效率低。
三、中断传送方式
效率大大提高。
四、直接存储器存取( DMA )方式
适于高速外设以及成组交换数据的场合 。
10.3 并行接口的简单扩
展

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