89C51单片机扩展存储器的设计-PPT课件

1、第8讲 89C51单片机扩展存储器的设计51 1以以P0P0口作为低口作为低8 8位地址位地址/ /数据总线数据总线AT89C51AT89C51由于受引脚数目的限制，数据线和低由于受引脚数目的限制，数据线和低8 8位地址线复用。位地址线复用。为了将它们别离出来，需要外加地址锁存器，从而构成与一般为了将它们别离出来，需要外加地址锁存器，从而构成与一般CPUCPU相类似的片外三总线，见图相类似的片外三总线，见图8-28-2。 图图8-28-262. 2. 以以P2P2口的口线作为高位地址线口的口线作为高位地址线P2P2口的全部口的全部8 8位口线用作高位地址线，再加上位口线用作高位地址线，再加上P

2、0P0口经地址锁存口经地址锁存器提供的低器提供的低8 8位地址，便形成了完整的位地址，便形成了完整的1616位地址总线见图位地址总线见图8-8-2 2，使寻址范围到达，使寻址范围到达64KB64KB。3 3控制信号线控制信号线除了地址线和数据线之外，还要有系统的控制总线。这些信号除了地址线和数据线之外，还要有系统的控制总线。这些信号有的就是单片机引脚的第一功能信号，有的那么是有的就是单片机引脚的第一功能信号，有的那么是P3P3口第二功口第二功能能信号。其中包括：信号。其中包括：1 1PSENPSEN* *信号作为外扩程序存储器的读选通控制信号。信号作为外扩程序存储器的读选通控制信号。72 2R

3、DRD* *和和WRWR* *信号作为外扩数据存储器和信号作为外扩数据存储器和I/OI/O接口的读、写选接口的读、写选通控制信号。通控制信号。3 3ALEALE信号作为低信号作为低8 8位地址的锁存控制信号。位地址的锁存控制信号。4 4EAEA* *信号作为内、外程序存储器的选择控制信号。信号作为内、外程序存储器的选择控制信号。可看出，尽管可看出，尽管89C5189C51单片机有单片机有4 4个并行的个并行的I/OI/O口，共口，共3232条口线，条口线，但由于系统扩展的需要，真正作为数字但由于系统扩展的需要，真正作为数字I/OI/O使用的，就剩下使用的，就剩下P1P1口和口和P3P3口的局部

4、口线了。口的局部口线了。 88.2 8.2 地址空间分配和外部地址锁存器地址空间分配和外部地址锁存器8.2.1 8.2.1 存储器地址空间分配存储器地址空间分配在外扩的多片存储器芯片中，在外扩的多片存储器芯片中，AT89C51AT89C51必须进行两种选择：必须进行两种选择：一是必须选中该存储器芯片或一是必须选中该存储器芯片或I/OI/O接口芯片，这称为接口芯片，这称为“片片选，只有被选，只有被“选中的存储器芯片才能被选中的存储器芯片才能被AT89C51AT89C51读出或写读出或写入数据。为了片选的需要，每个存储器芯片都有片选信号引脚入数据。为了片选的需要，每个存储器芯片都有片选信号引脚;

5、;二是在二是在“片选的根底上再选择该芯片的某一单元，称为片选的根底上再选择该芯片的某一单元，称为“单单元选择。元选择。9常用的存储器地址空间分配方法有两种：线选法和地址译常用的存储器地址空间分配方法有两种：线选法和地址译码法。码法。1 1线选法线选法直接利用系统的高位地址线作为存储器芯片或直接利用系统的高位地址线作为存储器芯片或I/OI/O接口芯接口芯片的片的“片选控制信号。为此，只需要把用到的高位地片选控制信号。为此，只需要把用到的高位地址线与存储器芯片的址线与存储器芯片的“片选端直接连接即可。片选端直接连接即可。优点是电路简单，不需要另外增加地址译码器硬件电路，优点是电路简单，不需要另外增

6、加地址译码器硬件电路，体积小，本钱低。体积小，本钱低。缺点是可寻址的芯片数目受到限制，只适用于外扩芯片数缺点是可寻址的芯片数目受到限制，只适用于外扩芯片数目不多的单片机系统的存储器扩展。目不多的单片机系统的存储器扩展。102 2译码法译码法使用译码器对使用译码器对89C5189C51的高位地址进行译码，将译码器的译码输的高位地址进行译码，将译码器的译码输出作为存储器芯片的片选信号。是最常用的地址空间分配的出作为存储器芯片的片选信号。是最常用的地址空间分配的方法，它能有效地利用存储器空间，适用于多芯片的存储器方法，它能有效地利用存储器空间，适用于多芯片的存储器扩展。扩展。常用的译码器芯片有常用的

7、译码器芯片有74LS13874LS1383-83-8译码器译码器74LS13974LS139双双2-42-4译码器译码器74LS15474LS1544-164-16译码器。假设全部高位地址线都参加译码器。假设全部高位地址线都参加译码，称为全译码；假设仅局部高位地址线参加译码，称为部译码，称为全译码；假设仅局部高位地址线参加译码，称为部分译码。分译码。111 174LS13874LS13874LS13874LS138是是3-83-8译码器，有译码器，有3 3个数据输入端个数据输入端, ,经译经译码产生码产生8 8种状种状态。其引脚如图态。其引脚如图8-38-3所示，真值表如表所示，真值表如表8-

8、18-1所示。所示。由表由表8-18-1可可见，当译码器的输入为某一固定编码时，其输见，当译码器的输入为某一固定编码时，其输出仅有一个固出仅有一个固定的引脚输出为低电平，其余的为高电平。而定的引脚输出为低电平，其余的为高电平。而输出为低电平输出为低电平的引脚就作为某一存储器芯片的片选端的控制的引脚就作为某一存储器芯片的片选端的控制信号。信号。图图8-38-312 表表8-18-1 74LS138 74LS138译码器真值表译码器真值表 输输 入入 输输 出出 G1 G2AG1 G2A* * G2B G2B* * C B A Y7 C B A Y7* * Y6Y6* * Y5Y5* * Y4Y4

9、* * Y3Y3* * Y2Y2* * Y1Y1* * Y0Y0* *13 2 274LS13974LS13974LS13974LS139是双是双2-42-4译码器。两个译码器完全独立，分别有各自的译码器。两个译码器完全独立，分别有各自的数据输入端、译码状态输出端以及数据输入允许端。其引脚如数据输入端、译码状态输出端以及数据输入允许端。其引脚如图图8-48-4所示，真值表如表所示，真值表如表8-28-2所示见所示见P138P138。图图8-48-4表表8-28-214下面下面以以74LS13874LS138为例，介绍如何进行地址分配。为例，介绍如何进行地址分配。例例 要扩要扩8 8片片8 8K

10、BKB的的RAM 6264RAM 6264，如何通过如何通过7474LS138LS138把把6464KBKB空间分空间分配给各个芯片？配给各个芯片？ 64KB 64KB地址空间的分配如地址空间的分配如图图8-58-5所示。所示。图图8-58-5158.8.2.2 2.2 外部地址锁存器外部地址锁存器地址锁存器芯片地址锁存器芯片: 74: 74LS373LS373、74LS57374LS573等。等。1. 1. 锁存器锁存器7474LS373LS373带有三态门的带有三态门的8 8D D锁存器锁存器, ,其引脚及内部结构如其引脚及内部结构如图图8-78-7和和图图8-88-8。 89C5189C

11、51与与74LS37374LS373的连接如的连接如图图8-98-9所示。所示。图图8-78-7图图8-88-8引脚说明如下引脚说明如下: :D7D7D0:D0:8 8位数据输位数据输 入线。入线。Q7Q7Q0:Q0:8 8位数据输位数据输 出线。出线。G:G:数据输入锁存选数据输入锁存选通信号。通信号。OEOE* *: 数据输出允许数据输出允许信号信号 16图图8-98-974LS373功能如功能如表表8-3所示。所示。表表8-3 74LS3738-3 74LS373功能表功能表OEOE* * G GD DQ Q0 01 11 11 10 01 10 00 00 00 0 不变不变1 1 高

12、阻态高阻态178.3 8.3 程序存储器程序存储器EPROMEPROM的扩展的扩展 8.3.1 8.3.1 常用常用EPROMEPROM芯片芯片典型芯片是典型芯片是2727系列产品，例如，系列产品，例如， 2764 27648KB8KB8 8、271282712816KB16KB8 8、272562725632KB32KB8 8、275122751264KB64KB8 8。 “27 “27后后面的数字表示其位存储容量。面的数字表示其位存储容量。18EPROMEPROM芯片芯片2727系列系列EPROMEPROM芯片的引脚如图芯片的引脚如图8-118-11所示，参数见表所示，参数见表8-48-4

13、P143P143，略。图略。图8-118-11中的引脚功能如下：中的引脚功能如下：A0A0A15A15：地址线引脚，数目决定存储容量来定，用来进行单：地址线引脚，数目决定存储容量来定，用来进行单 元选择。元选择。D7D7D0D0：数据线引脚；：数据线引脚； CE CE* *：片选输入端；：片选输入端；OEOE* * ：输出允许控制端；：输出允许控制端；PGMPGM* *：编程时，加编程脉冲的输入端；：编程时，加编程脉冲的输入端；VppVpp：编程时，编程电压：编程时，编程电压+12V+12V或或+25V+25V输入端；输入端；VccVcc：+5V+5V，芯片的工作电压；，芯片的工作电压；GND

14、GND：数字地；：数字地； NC NC：无用端；：无用端；198-48-4所示为所示为2727系列系列EPROMEPROM芯片的技术参数，其中芯片的技术参数，其中V VCCCC是芯片供电是芯片供电电压，电压，V Vpppp是编程电压，是编程电压，I Im m为最大静态电流，为最大静态电流，I Is s为维持电流，为维持电流，T TRMRM为最大读出时间。为最大读出时间。203. 3. 使用多片使用多片EPROMEPROM的扩展电路的扩展电路AT89C51AT89C51扩展扩展4 4片片2712827128。 图图8-148-14218.4.1 8.4.1 常用的静态常用的静态RAMRAMSRA

15、MSRAM芯片芯片典型型号有典型型号有:6116:6116、62646264、6212862128、6225662256。+5V+5V电源供电，双列电源供电，双列直插封装，直插封装，61166116为为2424引脚封装，引脚封装，62646264、6212862128、6225662256为为2828引脚引脚封装。封装。(P148)(P148)各引脚功能各引脚功能: : A0 A0A14A14：地址输入线。：地址输入线。 D0 D0D7D7：双向三态数据线。：双向三态数据线。 CE CE* *：片选信号输入。对于：片选信号输入。对于62646264芯片，当芯片，当2626脚脚(CS)(CS)为

16、高电平为高电平时时, ,且且CECE* *为低电平时才选中该片。为低电平时才选中该片。 OE OE* *：读选通信号输入线。：读选通信号输入线。 WE WE* *：写允许信号输入线，低电平有效。：写允许信号输入线，低电平有效。228.8.4.3 AT89C514.3 AT89C51与与RAMRAM的接口电路设计的接口电路设计 图图8-8-1818为线选法扩展外部数据存储器的电路为线选法扩展外部数据存储器的电路。( (对应存储空间对应存储空间表表8-78-7，P150)P150) 图图8-188-1823译码选通法扩展译码选通法扩展,如如图图8-19所示。所示。图图8-198-1924各各621

17、2862128芯片的地址分配见芯片的地址分配见表表8-8-8 8。 258.5 EPROM8.5 EPROM和和RAMRAM的综合扩展的综合扩展8.5.1 8.5.1 综合扩展的硬件接口电路综合扩展的硬件接口电路例例8-2 8-2 采用线选法扩展采用线选法扩展2 2片片8KB8KB的的RAMRAM和和2 2片片8KB8KB的的EPROMEPROM。RAMRAM选选62646264，EPROMEPROM选选27642764。扩展接口电路见图。扩展接口电路见图8-208-20。P152P152 图图8-208-20261 1控制信号及片选信号控制信号及片选信号地址线直接接到地址线直接接到IC1IC1和和IC3IC3的片选的片选CECE* *端，端， 直接接到直接接到IC2IC2和和IC4IC4的片的片选选CECE* *端。当端。当P2.6=0P2.6=0，P2.5=1P2.5=1时，时，IC2IC2和和IC4IC4的片选端的片选端CECE* *为低电平；当为低电平；当P2.6=1P2.6=1，P2.5=0P2.5=0时，时，IC1IC1和和IC3IC3的片选端的片选端CECE* *为低电平。每次同时选中两个芯片，具体对为低电平。