单片机教案第6章存储器的扩展

1、第六章 MCS51单片机存储器的扩展 MCS-51单片机内部有4KB的程序存储器(8031除外)和128B数据存储器。在实用中往往不够用，必须加以扩展。而8031没有内部的程序存储器也必须通过扩展才能使用。在扩展时采用了外部三总线结构：地址总线、数据总线、控制总线。它们分别传递各自的信息。一、地址总线（16根）1、 P0口传递低8位地址信息(A7A0)；2、 P2口传递高8位地址信息(A15A8)。二、数据总线（8根）P0口传递8位数据信息（分时传送）。三、控制总线（5根）1、程序存储器读控制信号为；2、数据存储器的读控制信号或写控制信号；3、地址锁存控制信号为ALE；4、片内/片外选择信号为

2、。4-1 程序存储器的扩展一、外部存储器与单片机的连接原理1、内、外部存储器的地址分配 内部程序存储器的地址为0000H0FFFH；当=1时：内、外存储器地址相接，内部从0000H0FFFH，外部从1000H0FFFFH，内外连成一个整体； 当=0时：只有外存储器能使用，其地址从0000H0FFFFH。二、外部存储器与单片机的连接框图1、 由ALE提供选通信号，控制地址锁存器，使P0口分时传送地址或数据信息。2、P2口直接与程序存储器的高8位地址相连。3、与相连，控制程序存储器中8位数据的读操作。三、外部程序存储器读周期的时序图1、ALE(地址锁存信号)在一个程序存储器读周期内两次有效；2、在

3、ALE第1个下降沿将P0口输出的低8位地址存入地址锁存器；3、同时高8位地址由P2口直接送到程序存储器； 4、(程序存储器读控制信号)在低电平时有效，便将数据读出；5、读出的数据通过P0口送回单片机。四、常用的地址锁存器 74LS373是一个典型的TTL带三态输出的8位地址锁存器。1、74LS373框图及每个锁存位的原理图74LS373地址锁存器有8个输入端(D8D1)，8个输出端(Q1Q8)，1个输入选通端(G)，1个三态控制端()，1个接地端(GND)，1个电源端()。2、74LS373的工作原理 当输入选通信号G=1时，锁存器Q输出端随D输入端的变化而变化。(A7A0传送的地址信息可以通

4、过锁存器到达扩展的ROM) 当输入选通信号G=0(下降沿)时，锁存器被封锁，Q输出端不再随D输入端的变化而变化，一直保持其封锁值不变。(A7A0传送的是数据信息) G端的输入选通信号由单片机的ALE端提供。五、常用的程序存储器EPROM芯片介绍以美国InteL公司的2764、27128、27256这三种EPROM芯片最具有代表性。2764 存储容量为8K8；27128存储容量为16K8；27256存储容量为32K81、结构特点： EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)，是紫外线可擦除的可编程半导体只读存储器。一般以27开头。 都是双列直插式2

5、8脚封装结构，只是存储容量成倍增加。 掉电后信息不会丢失，编程时需要专用的编程器写入。2、引脚功能： 2764、27128和27256主电源脚都为Vcc(+5V)，都有公共地端(GND)； 它们的编程电源引脚都为Vpp； 2764地址信号线为A12A0，共有13根，； 27128地址信号线为A13A0，共有14根，； 27256地址信号线为A14A0，共有15根，。 它们的数据信号线为O7O0，共有8根；为片选通信号输入端，=0时该芯片被选中，=1时该芯片不被选中。为允许数据输出(读)选通信号输入端，低电平有效。为编程脉冲输入端。仅在编程时接收编程脉冲。六、程序存储器扩展电路(用8031单片机

6、与EPROM27256配套为例)1、 P0口的3932脚输出的8位信号。并分为两路。 一路作为地址总线送74LS373地址锁存器，为27256提供低8位地址信号。 另一路作为数据总线，直接与27256相连接用于8位数据信号的读取。2、 P2口的2128脚输出的8位信号。(具体连接如下) 2127脚直接与27256的A14A8相连接，提供了高7位地址信号。 28脚直接与27256的相连接：(功能如下) 当28脚为0时,即：P2.7=0，27256被选通,地址范围是0000H7FFFH。 当28脚为1时,即：P2.7=1，27256未被选通，不工作。3、 地址锁存信号ALE与74LS373地址锁存

7、器输入选通端G相连，用于锁存P0口的送出的低8位地址信号。4、 读选通信号与27256的相连，用于读取数据。4-2 数据存储器的扩展一、MCS-51单片机扩展数据存储器结构图1、 P0口通过8位地址锁存器向外部数据存储器分时提供低8位地址信息和8位数据信息；2、 单片机地址锁存信号ALE为8位地址锁存器提供选通信号；3、 P2口向外部数据存储器提供高8位地址；4、 P2口提供一个信号给译码器译码，用以得到RAM的片选信号；5、 单片机读信号端可直接向数据存储器端发“读”命令，使信息从外部数据存储器经P0口数据总线进入单片机；6、 单片机写信号端可直接向数据存储器端发“写”命令，使信息从单片机经

8、P0口数据总线进入外部数据存储器。二、外部数据存储器读/写周期时序图1、外部数据存储器读周期时序 在地址锁存信号ALE下降沿，P0口输出的低8位地址A7A0被锁存； P2口此时也将高8位地址直接送出； 读控制信号(低电平有效)到来，数据就从数据存储器中被读了出来； 读出来的数据经过P0口输入到单片机中，完成了一次读操作工作。2、外部数据存储器写周期时序 在地址锁存信号ALE下降沿，P0口输出的低8位地址A7A0被锁存； P2口此时也将高8位地址直接送出； 写控制信号(低电平有效)到来，数据就从单片机中被写出来； 写出来的数据经过P0口输出到数据存储器中，完成了一次写操作工作。三、常用数据存储器

9、RAM芯片介绍外部数据存储器也称静态随机存储器RAM，常用的有6116、6264两种芯片。它们都是双列直插式封装结构。1、6116芯片(24脚) 主电源Vcc=+5V，接地端GND； 地址信号线A10A0共11根； 数据信号线D7D0共8根； 控制信号线/3根； 存储容量为2KB8位。2、6264芯片(28脚) 主电源Vcc=+5V，接地端GND； 地址信号线A12A0共13根； 数据信号线D7D0共8根； 控制信号线/3根； 存储容量为8KB8位。3、控制信号线的功能为片选信号控制输入端： 当=0时，该片被选中；当=1时，该片未被选中，不工作。为读信号控制输入端： 当=0时，读信号线有效；当

10、=1时，读信号线无效。为写信号控制输入端： 当=0时，写信号线有效；当=1时，写信号线无效。 功能表：方式功 能001写将单片机的内容，通过数据线O7O0写出到地址A7A0所对应的单元中010读将地址A7A0所选中单元的内容,通过数据线O7O0读入单片机中。1未选中数据端口O7O0呈高阻态四、数据存储器扩展电路(用8031单片机与一片6264配套为例)1、P0口的3932脚输出的8位信号。并分为两路。 一路作地址总线送74LS373地址锁存器，为6264提供低8位地址信号。 另一路作数据总线，直接与6264相连接用于传送8位数据信号。2、P2口的2125脚直接与6264的A12A8脚相连接，提供了高5位地址信号。3、地址锁存信号ALE与74LS373地址锁存器输入选通端G相连，用于锁存P0口的送出的低8位地址信号。此接法的地址范围是0000H1FFFH。4、 读信号(17脚)与6264的(20脚)相连，用于单片机读数据。5、 写信号(16脚)与6264的(21脚)相连，用于单片机写数据。6、6264的片选信号(18脚)直接接地，保持常通。五、程序/数据存储器综合应用实例1、配置分析由8031外扩一片27256(32KB)程序存储器和一片6264(8K8)数据存储器，另加一片地址锁存器74LS373。 程序存储器2725