单片机应用技术C语言任务6--8155扩展键盘与课件

1、任务任务6 8155扩展键盘与显示扩展键盘与显示6.1 工作任务6.1.1 硬件电路及工作原理6.1.2 控制程序 6.1.3 任务分析 6.1.4 任务结论 6.2 相关知识链接6.2.1 概述6.2.2 储存器扩展6.2.3 简单I/O总线扩展6.2.4 可编程I/O接口芯片8155 6.2.5 MCS-51的键盘接口 6.2.6 MCS-51的显示接口 单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分15秒秒6.1 工作任务工作任务任务名称任务名称8155扩展键盘与显示扩展键盘与显示任务目标任务目标了解了解MCS-51单片机的三总线扩展技术单片机的三总线扩展技术;熟悉

2、可编程熟悉可编程I/O接口芯片接口芯片8155的组成及功能、键盘与的组成及功能、键盘与显示器的人机交互接口技术显示器的人机交互接口技术;掌握片外掌握片外RAM、ROM及及8155等地址的确定方法等地址的确定方法;学会学会8155初始化的方法及其初始化的方法及其I/O口的使用；口的使用；学会学会LED显示器、键盘扫描等综合程序的编制及调显示器、键盘扫描等综合程序的编制及调试技巧试技巧任务描述任务描述利用利用8155接口芯片扩展接口芯片扩展37键盘及键盘及7个个LED显示器显示器任务载体任务载体计算机、单片机仿真器、计算机、单片机仿真器、G2010+实验平台实验平台相关知识相关知识单片机系统扩展单

3、片机系统扩展 下午下午9时时5分分15秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分15秒秒6.1.1 硬件电路及工作原理硬件电路及工作原理 1.硬件电路硬件电路 在一般的仪表、测控系统中，通常需要有许多位在一般的仪表、测控系统中，通常需要有许多位LED显示和许多个按键，比如需要显示和许多个按键，比如需要16位位LED显示，显示，32个输入按键。如果直接使用单片机的个输入按键。如果直接使用单片机的I/O口来连接，口来连接，单片机单片机I/O口似乎不够用。像这种显示、按键比较多口似乎不够用。像这种显示、按键比较多的场合，通常采用扩展通用可编程的场合，通常采用扩展通用可编

4、程I/O扩展芯片来实扩展芯片来实现，其中现，其中8155是最常用的一个是最常用的一个I/O扩展芯片。扩展一扩展芯片。扩展一片片8155，不仅，不仅扩展了单片机的扩展了单片机的I/O口口，还扩展了，还扩展了256 B的的RAM和和一个一个14 bit的减法定时的减法定时/计数器计数器。 下午下午9时时5分分15秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分15秒秒6.1.1 硬件电路及工作原理硬件电路及工作原理扩展扩展4个个LED扩展扩展16个行列扫个行列扫描矩阵键盘描矩阵键盘81558155接口芯片接口芯片74LS07为为LED的位驱动的位驱动 1.硬件电路硬件电路下

5、午下午9时时5分分15秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分15秒秒6.1.1 硬件电路及工作原理硬件电路及工作原理PC口口设置为设置为输出控输出控制方式制方式，作为，作为LED的位控制端的位控制端同时同时PC口送出口送出的位控制码还作的位控制码还作为键盘的列扫描为键盘的列扫描输出信号输出信号PAPA口口设置为设置为输出输出控制方式控制方式，作为，作为LEDLED的段码端的段码端键盘的行扫描信键盘的行扫描信号从号从PB口输入，口输入，因此将因此将PB口口设设置为置为输入方式输入方式2工工作作原原理理下午下午9时时5分分15秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制

6、作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒6.1.1 硬件电路及工作原理硬件电路及工作原理2 2工工作作原原理理数码管为共阴数码管，低电平驱动位选端，数码管为共阴数码管，低电平驱动位选端，PCPC口口在逐位动态显示数码管的同时还应能扫描矩阵键在逐位动态显示数码管的同时还应能扫描矩阵键盘。当要选中盘。当要选中第一位（右边）数码管显示第一位（右边）数码管显示数据时，数据时，PC0PC0口送口送“0”“0”，而，而PCPC口其他位送口其他位送“1”“1”，这样第一，这样第一位数码管亮，其它不亮，同时位数码管亮，其它不亮，同时PC0PC0的低电平还可以的低电平还可以扫描键盘第一列的扫描键盘第一列的“O

7、N/C”“ON/C”、“1”“1”、“4”“4”、“7”“7”四个按键。重复刚才的过程可以将余下数码管显四个按键。重复刚才的过程可以将余下数码管显示完，并将余下的键盘亦扫描完毕。示完，并将余下的键盘亦扫描完毕。下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒6.1.2 控制程序控制程序8155的初始化的初始化;显示及键盘扫描。显示及键盘扫描。下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒#include reg51.h#include reg51.h#include INTRINS

8、.H #include INTRINS.H #include ABSACC.H #include ABSACC.H / /* *定义定义81558155的的I/OI/O端口地址，命令地址为端口地址，命令地址为7100H7100H， PA=7101H PA=7101H，PB=7102HPB=7102H，PCPC口口=7103H=7103H* */ /#define IO8155_cmd XBYTE0 x7100#define IO8155_cmd XBYTE0 x7100#define PA XBYTE0 x7101#define PA XBYTE0 x7101#define PB XBYTE0

9、 x7102#define PB XBYTE0 x7102#define PC XBYTE0 x7103#define PC XBYTE0 x7103sbit RES8155=P17;sbit RES8155=P17;/ /* *声明函数声明函数* */ /void delay(unsigned char x); /void delay(unsigned char x); /声明延时函数声明延时函数void Disp_LED(unsigned char void Disp_LED(unsigned char * *p); / p); / 声明显示函数声明显示函数unsigned char Bu

10、ffer4=0,0,0,0; unsigned char Buffer4=0,0,0,0; / /定义数码管显示缓存数组，元素等于数码管位数定义数码管显示缓存数组，元素等于数码管位数6.1.2 控制程序控制程序下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒/ /* *定义定义0909共阴数码管段码共阴数码管段码* */ /unsigned char LED10=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66, unsigned char LED10=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66, 0 x6d,0

11、 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f; 0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;/ /* *定义全局显示变量，并初始化为定义全局显示变量，并初始化为43214321* */ /unsigned int Data=4321;unsigned int Data=4321;void main(void)void main(void)RES8155=1; /RES8155=1; /复位复位81558155 RES8155=0; RES8155=0; IO8155_cmd=0 x0d; / IO8155_cmd=0 x0d; /置置PAPA、PCPC为输出口，为输出口，PBP

12、B为输入口为输入口 while(1) while(1) / /* *全局变量全局变量DataData进行进行BCDBCD转换，结果存放于数组转换，结果存放于数组BufferBuffer* */ / Buffer3=LEDData/1000; Buffer3=LEDData/1000; Buffer2=LEDData%1000/100; Buffer2=LEDData%1000/100; Buffer1=LEDData%1000%100/10; Buffer1=LEDData%1000%100/10; Buffer0=LEDData%1000%100%10; Buffer0=LEDData%10

13、00%100%10; / /* *BufferBuffer存放的显示内容传入显示存放的显示内容传入显示DisplayDisplay函数函数* */ /Disp_LED(Buffer);Disp_LED(Buffer); 6.1.2 控制程序控制程序下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒 void Disp_LED(unsigned char void Disp_LED(unsigned char * *p)p) unsigned char key,i; unsigned char key,i; PA= PA=* *(p+0);

14、/(p+0); /显示个位，发段码显示个位，发段码 PC=0 xfe; / PC=0 xfe; /显示个位，发位码显示个位，发位码 key=PB; / key=PB; /读入键盘行信号读入键盘行信号 key&=0 x0f; / key&=0 x0f; /屏蔽无关位屏蔽无关位 delay(50); / delay(50); /延时延时 switch(key) / switch(key) /逐列判断是否有键盘按下逐列判断是否有键盘按下 case 0 x0e:Data=0;break; case 0 x0e:Data=0;break; case 0 x0d:Data=1;break;

15、 case 0 x0d:Data=1;break; case 0 x0b:Data=2;break; case 0 x0b:Data=2;break; case 0 x07:Data=3;break; case 0 x07:Data=3;break; default: break; default: break; 6.1.2 控制程序控制程序下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒 PC=0 x0f; PC=0 x0f; PA= PA=* *(p+1);(p+1); PC=0 xfd; PC=0 xfd; key=PB; key=

16、PB; key&=0 x0f; key&=0 x0f; delay(50); delay(50); switch(key) switch(key) case 0 x0e:Data=4;break; case 0 x0e:Data=4;break; case 0 x0d:Data=5;break; case 0 x0d:Data=5;break; case 0 x0b:Data=6;break; case 0 x0b:Data=6;break; case 0 x07:Data=7;break; case 0 x07:Data=7;break; default: break; de

17、fault: break; PC=0 x0f; PC=0 x0f; PA= PA=* *(p+2);(p+2); PC=0 xfb; PC=0 xfb; delay(50); delay(50); key=PB; key=PB; key&=0 x0f; key&=0 x0f; switch(key) switch(key) case 0 x0e:Data=8;break; case 0 x0e:Data=8;break; case 0 x0d:Data=9;break; case 0 x0d:Data=9;break; case 0 x0b:Data=10;break; cas

18、e 0 x0b:Data=10;break; case 0 x07:Data=11;break; case 0 x07:Data=11;break; default: break; default: break; 6.1.2 控制程序控制程序下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒 PC=0 x0f; PC=0 x0f; PA= PA=* *(p+3);(p+3); PC=0 xf7; PC=0 xf7; delay(50); delay(50); key=PB; key=PB; key&=0 x0f; key&=

19、0 x0f; switch(key) switch(key) case 0 x0e:Data=12;break; case 0 x0e:Data=12;break; case 0 x0d:Data=13;break; case 0 x0d:Data=13;break; case 0 x0b:Data=14;break; case 0 x0b:Data=14;break; case 0 x07:Data=15;break; case 0 x07:Data=15;break; default: break; default: break; PC=0 x0f; PC=0 x0f; void dela

20、y(unsigned char x)void delay(unsigned char x)unsigned char i,j;unsigned char i,j; for(i=0;i150;i+) for(i=0;i150;i+) for(j=0;jx;j+); for(j=0;jx;j+); 6.1.2 控制程序控制程序下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒6.1.3 任务分析任务分析1.8155芯片的使用芯片的使用 81558155芯片在任务芯片在任务6 6中是作为中是作为I/OI/O口扩展来使用的，因口扩展来使用的，因此此

21、81558155的初始化即是设置其的初始化即是设置其I/OI/O口的属性口的属性。 将将81558155的的PAPA口设置为基本输出；口设置为基本输出； 将将PCPC口设置为基本输出口设置为基本输出； 将将PBPB口设置为基本输出；口设置为基本输出； 不使用不使用PAPA、PBPB口的中断属性，不使用定时器；口的中断属性，不使用定时器； 81558155的命令寄存器应放控制字的命令寄存器应放控制字0dH0dH。81558155端口端口地址为地址为: :命令状态口命令状态口:7100H:7100H，PAPA口地址为口地址为7101H7101H，PBPB口地址为口地址为7102H7102H，PCP

22、C口地址为口地址为7103H7103H。下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒 2.显示及键盘扫描显示及键盘扫描 本任务完成本任务完成4个个LED数码管动态显示及数码管动态显示及16个按键扫描。个按键扫描。 （1）LED显示显示 从左到右动态显示数码管，每显示一位数码管，扫从左到右动态显示数码管，每显示一位数码管，扫描一列键盘，并延时数描一列键盘，并延时数 ms，目的是使，目的是使LED有足够的有足够的驱动电流，获得足够显示亮度，同时也能起到键盘驱动电流，获得足够显示亮度，同时也能起到键盘去抖动作用。去抖动作用。显示数据内容存放

23、全局变量显示数据内容存放全局变量Data，将，将Data进行进行BCD码转换，用转换后的结果去码转换，用转换后的结果去LED数组查找其对应的数组查找其对应的数码管显示段码，并存于数码管显示段码，并存于Buffer数组中，低位在前，数组中，低位在前，即即Bufer0存放个位数段码，存放个位数段码，Buffer3存放千位数段存放千位数段码。码。 6.1.3 任务分析任务分析下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒 2.显示及键盘扫描显示及键盘扫描 （2 2）按键扫描）按键扫描 图图6-1中为中为4行行4列矩阵键盘，在行列交叉位置安放按

24、键。由列矩阵键盘，在行列交叉位置安放按键。由PC0PC3提供行线扫描驱动信号，列信号通过上拉电阻到电提供行线扫描驱动信号，列信号通过上拉电阻到电源。通过逐行扫描逐列读入方式扫描源。通过逐行扫描逐列读入方式扫描16个键盘。个键盘。从第行线送从第行线送“0”其他行送其他行送“1”，若该行有按键按下则与之对，若该行有按键按下则与之对应的列线便为应的列线便为“0”，否则为，否则为“1”，若，若4条列线全部为条列线全部为“1”，则，则说明该行无按键按下，按同样的方法扫描下一行，直至全部说明该行无按键按下，按同样的方法扫描下一行，直至全部键盘扫描完为止。键盘扫描完为止。当扫描到有按键按下时将行、列扫描码组

25、合即可表征该按键当扫描到有按键按下时将行、列扫描码组合即可表征该按键的扫描码，扫描码不便于编程，为方便编程通常需经程序转的扫描码，扫描码不便于编程，为方便编程通常需经程序转换成与键盘编号对应的数字（键值）。换成与键盘编号对应的数字（键值）。当当4位位LED数码管动态显示结束后，数码管动态显示结束后，4行行4列按键亦正好被全列按键亦正好被全部扫描完。采用此种方法扩展的部扫描完。采用此种方法扩展的LED数码管显示及按键输入数码管显示及按键输入电路，节省了器件的电路，节省了器件的I/O口资源。口资源。下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16

26、秒秒6.1.4 任务结论任务结论 任务结果：任务结果：在实验板或仿真环境运行程序后，在实验板或仿真环境运行程序后，四位数码管显示数字四位数码管显示数字“4321”。按按键，数码管。按按键，数码管显示对应键值。如按显示对应键值。如按“ON/C”清零，按清零，按“09”按键则显示数字按键则显示数字09，按其他按键则显示，按其他按键则显示1015。 对对8155的操作涉及硬件连线、软件编程。的操作涉及硬件连线、软件编程。 多位数码管的显示以及行列扫描键盘结构、原多位数码管的显示以及行列扫描键盘结构、原理是本任务中重点要学习的内容。理是本任务中重点要学习的内容。 单片机系统如何进行片外储存器和单片机系

27、统如何进行片外储存器和I/O口扩展口扩展一般包括两方面一般包括两方面:一是硬件电路连接，二是对扩一是硬件电路连接，二是对扩展部分进行编程应用。展部分进行编程应用。 下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒6.2 相关知识链接相关知识链接6.2.1 概述概述 单片机最小系统单片机最小系统 单片机内部集成了微型计算机的基本功能单片机内部集成了微型计算机的基本功能部件，一个单片机芯片就是一个完整的最小单部件，一个单片机芯片就是一个完整的最小单片机系统，能满足一般的需求。但事实上，单片机系统，能满足一般的需求。但事实上，单片机内部集成的片

28、机内部集成的ROMROM、RAMRAM以及以及I/OI/O资源均有限，资源均有限，应根据实际需要扩展单片机的应根据实际需要扩展单片机的RAMRAM、键盘和显示、键盘和显示等电路。等电路。下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒6.2 相关知识链接相关知识链接 扩展的本质扩展的本质 对单片机的功能扩展，实际上是对其对单片机的功能扩展，实际上是对其数据总数据总线线、地址总线地址总线、控制总线控制总线进行扩展。许多接口电进行扩展。许多接口电路都做成标准通用接口芯片，能与单片机很好的路都做成标准通用接口芯片，能与单片机很好的接口。用户根据

29、系统的需要，选择适当的接口芯接口。用户根据系统的需要，选择适当的接口芯片与单片机的总线对应连接好，便能组成用户所片与单片机的总线对应连接好，便能组成用户所需要完整单片机应用系统。需要完整单片机应用系统。6.2.1 概述概述下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒 P0P0口的功能（分时复用）口的功能（分时复用） MCS-51单片机的单片机的P0口是地址口是地址/数据总线分时复用数据总线分时复用的一组端口。的一组端口。 单片机工作在总线模式时，单片机工作在总线模式时，P0口外部加上地址锁口外部加上地址锁存器。存器。 单片机访问外部存

30、储空间通常需要单片机访问外部存储空间通常需要2个指令周期，个指令周期，在前一指令周期中在前一指令周期中P0口输出地址信号且口输出地址信号且ALE产生负产生负跳变，将地址信号锁存到锁存器中，而在后一指令跳变，将地址信号锁存到锁存器中，而在后一指令周期周期P0口输出数据信号，而口输出数据信号，而ALE无负跳变产生，不无负跳变产生，不影响前一周期输出的地址信号。影响前一周期输出的地址信号。6.2.1 概述概述下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒 MCS-51单片机实际扩展图单片机实际扩展图 单片机程 序存 储器数 据存 储器I/O接

31、口I/O接口I/O设备I/O设备地 址 总 线数 据 总 线控 制 总 线6.2.1 概述概述下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒（1 1）地址总线）地址总线 地址总线用于传送单片机的地址信号，以便进行地址总线用于传送单片机的地址信号，以便进行存储单元和存储单元和I/OI/O端口的选择。地址总线是单向传输，端口的选择。地址总线是单向传输，只能从单片机向外部端口发送。只能从单片机向外部端口发送。 地址线条数与存储单元大小的关：地址线条数与存储单元大小的关： 若有若有n n条地址线，则具有条地址线，则具有2 2n n个编码状态，对

32、应个编码状态，对应2 2n n存存储地址编码，所能访问的最大存储器空间为储地址编码，所能访问的最大存储器空间为2 2n n个，个，地址编号为地址编号为0 02 2n n-1-1。1. 单片机的总线单片机的总线MCS-51的三大总线：的三大总线：地址总线、数据总线、地址总线、数据总线、控制总线。控制总线。 6.2.1 概述概述 MCS-51单片机共单片机共16条地址线，所能寻址地址编码条地址线，所能寻址地址编码范围为范围为065535，即通常所说的，即通常所说的64KB。下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒（2 2）数据总线）数

33、据总线 用于单片机与存储器或用于单片机与存储器或I/O端口之间传送数据，端口之间传送数据，其位宽度与单片机其位宽度与单片机CPU处理数据长度一致。处理数据长度一致。MCS-51单片机的数据总线的位数为单片机的数据总线的位数为8bit。数据总线是双。数据总线是双向传输。可以从单片机传到存储器、向传输。可以从单片机传到存储器、I/O口，也可口，也可以从存储器、以从存储器、I/O口传送到单片机内部。口传送到单片机内部。 （3 3）控制总线）控制总线 控制总线是单片机发出的以控制片外控制总线是单片机发出的以控制片外ROM、RAM和和I/O口读口读/写操作的一组控制线。写操作的一组控制线。6.2.1 概

34、述概述下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒（1 1）数据总线）数据总线 由于由于MCS-51单片机没有提供专门的数据总线，单片机没有提供专门的数据总线，而是与而是与P0口共用。口共用。P0口既用作低口既用作低8位地址线，又用位地址线，又用作系统的数据总线，地址和数据信号分时从作系统的数据总线，地址和数据信号分时从P0口输口输出。在实际中，通常在出。在实际中，通常在P0口外接一个锁存器，用以口外接一个锁存器，用以在在ALE信号下降沿到来时锁存低信号下降沿到来时锁存低8位地址信号，而位地址信号，而后后P0口输出数据，但此时口输出数

35、据，但此时ALE无下降沿信号，无下降沿信号，P0口口送出的数据信号不会送到锁存器的输出，故不会影送出的数据信号不会送到锁存器的输出，故不会影响地址信号，数据线直接和外部端口的数据线相连响地址信号，数据线直接和外部端口的数据线相连即可。即可。6.2.1 概述概述2.扩展方法扩展方法下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒（2 2） 地址总线地址总线 在在MCS-51单片机中，单片机中，P0口的低口的低8位地址线位地址线与与P2口高口高8位地址线位地址线，共同组成，共同组成16位地址线位地址线，以实现连续的以实现连续的64KB地址寻址

36、。地址寻址。P2口具有锁存口具有锁存功能，输出的高功能，输出的高8位地址信号在整个寻址过程位地址信号在整个寻址过程中保持不变。实际中根据应用情况，中保持不变。实际中根据应用情况，P2口的口的8条地址线可全选，可选择部分。条地址线可全选，可选择部分。2.扩展方法扩展方法下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒（3 3）控制总线）控制总线 MSC-51单片机既提供专门的控制信号线，如单片机既提供专门的控制信号线，如ALE、PSEN、EA等，还提供了如读等，还提供了如读/写信号线等（与写信号线等（与P3口口共用），具体如下：共用），具体

37、如下：ALE：数据地址锁存允许信号，当数据地址锁存允许信号，当CPU访问数据存访问数据存储空间的时候用以锁存低储空间的时候用以锁存低8位地址信号。位地址信号。PSEN: 程序地址锁存允许信号，当程序地址锁存允许信号，当CPU访问的是程序访问的是程序 存储空间时用以锁存低存储空间时用以锁存低8位地址信号。位地址信号。RD: 用于控制数据传送方向，在下降沿将数据从存用于控制数据传送方向，在下降沿将数据从存储储 器或端口读入器或端口读入CPU中。中。2.扩展方法扩展方法下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒EA:用于控制是否使用芯片内

38、部的程序存储器，当用于控制是否使用芯片内部的程序存储器，当EA=1时，使用片内的程序存储器，超出片内程序时，使用片内的程序存储器，超出片内程序寻址范围时自动转向片外；当寻址范围时自动转向片外；当 =0时，时，64K的程的程序寻址空间全部在片外，而片内程序存储器被忽序寻址空间全部在片外，而片内程序存储器被忽略。略。EAWR:用于控制数据传送方向，在下降沿将数据从用于控制数据传送方向，在下降沿将数据从CPU写入端口或存储器写入端口或存储器一般而言一般而言： 在在MCS-51系统扩展中，系统扩展中，P0口作为口作为地址地址/数据线数据线，P2作为作为高高8位地址线位地址线，P3口通常用作口通常用作第

39、第2功能功能，P1口可以用作口可以用作通用通用I/O口口使用。使用。2.扩展方法扩展方法下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒6.2.2 存储器扩展存储器扩展引引 言：言：因因8031单片机片内无程序存储器，需外部扩展；单片机片内无程序存储器，需外部扩展；8051单片机片内只集成了单片机片内只集成了4KB的的ROM、128B的的RAM；当当程序较大、常数、表格较多，则应考虑扩展程程序较大、常数、表格较多，则应考虑扩展程序存储器；序存储器；若程序处理的中间数据较多，则应考虑扩展数据若程序处理的中间数据较多，则应考虑扩展数据存储器。

40、存储器。下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒 存储器是计算机系统组成的重要部分；存储器是计算机系统组成的重要部分； 用来存放程序和数据；用来存放程序和数据； 通常可将存储器分为随机存储器通常可将存储器分为随机存储器RAM (Random Access Memory)和只读存储器和只读存储器ROM(Read-Only Memomry)两类。两类。（1 1）随机存储器）随机存储器也称随机存储器或读写存储器，可以根据需要随也称随机存储器或读写存储器，可以根据需要随时将数据写入或读出，但有一个特点：掉电后存储时将数据写入或读出，但有一

41、个特点：掉电后存储到芯片中的数据会丢失。到芯片中的数据会丢失。 6.2.2 存储器扩展存储器扩展1. 存储器介绍存储器介绍下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒（1 1）随机存储器）随机存储器 根据根据RAM的结构和功能，又可分为两种类型：的结构和功能，又可分为两种类型：静态静态RAM和和动态动态RAM。 静态静态(static)RAM，即，即SRAM。它以触发器为基。它以触发器为基本存储单元，所以只要不掉电，其所存信息就不会本存储单元，所以只要不掉电，其所存信息就不会丢失。该类芯片的集成度不如动态丢失。该类芯片的集成度不如动态

42、RAM，功耗也比，功耗也比动态动态RAM高，但它的速度比动态高，但它的速度比动态RAM快，也不需快，也不需要刷新电路。在单片机系统中一般选用要刷新电路。在单片机系统中一般选用SRAM。 6.2.2 存储器扩展存储器扩展下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒 动态动态(Dynamic)RAM，即即DRAM。一般用。一般用MOS型半导体存储器件构成，最简单的存储形式以单型半导体存储器件构成，最简单的存储形式以单个个MOS管为基本单元，以极间的分布电容是否持管为基本单元，以极间的分布电容是否持有电荷作为信息的存储手段，结构简单，集成度

43、有电荷作为信息的存储手段，结构简单，集成度高。高。 但是，但是，DRAM必须为它配备专门的刷新电路，否必须为它配备专门的刷新电路，否则极间电容中的电荷会在很短时间内自然泄漏，则极间电容中的电荷会在很短时间内自然泄漏，致使信息丢失。动态致使信息丢失。动态RAM芯片的集成度高、价格芯片的集成度高、价格低廉，所其最主要特点是低廉，所其最主要特点是访问速度快访问速度快，目前，在，目前，在DSP、ARM处理器系统中用较多。处理器系统中用较多。 6.2.2 存储器扩展存储器扩展下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒（2）只读存储器）只读存储

44、器 只读存储器，在一般情况下只读存储器，在一般情况下只能读出所存数据，只能读出所存数据，而不能重新写入而不能重新写入。数据的写入是通过工厂的制造。数据的写入是通过工厂的制造环节或采用专门的编程方法进行。数据一旦写入，环节或采用专门的编程方法进行。数据一旦写入，就能长期保存，掉电亦不丢失，所以就能长期保存，掉电亦不丢失，所以ROM属于非属于非易失性存储器件。一般用它来存放固定的程序或易失性存储器件。一般用它来存放固定的程序或数据。数据。ROM可分为以下五种类型：可分为以下五种类型： 掩模式掩模式(Masked)ROM，简称，简称ROM。该类芯片通。该类芯片通过工厂的掩模制作，己将数据通过光刻等工

45、艺固化在过工厂的掩模制作，己将数据通过光刻等工艺固化在芯片里面，属于一次成型，出厂后不可更改。芯片里面，属于一次成型，出厂后不可更改。 6.2.2 存储器扩展存储器扩展下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒 可编程可编程(Programmable)ROM，简称，简称PROM。该。该类芯片允许用户进行一次性编程，此后便不可更改。类芯片允许用户进行一次性编程，此后便不可更改。 可擦除可擦除(Erasable)PROM，简称，简称EPROM。允许。允许用户多次编程和擦除。擦除时，通过向芯片窗口用户多次编程和擦除。擦除时，通过向芯片窗口

46、照照射紫外光射紫外光的办法来进行。的办法来进行。 电可擦除电可擦除(Electrically Erasable)PROM，简称，简称EEPROM，也称，也称E2PROM。该类芯片允许用户多次。该类芯片允许用户多次编程和擦除。擦除时，可采用加电方法在线进行。编程和擦除。擦除时，可采用加电方法在线进行。 闪存闪存(Flash memory)，是一种新型的大容量、，是一种新型的大容量、速度快、电可擦除可编程只读存储器。速度快、电可擦除可编程只读存储器。 6.2.2 存储器扩展存储器扩展下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒 当当CPU

47、内部没有集成程序存储器或集成的程序存储内部没有集成程序存储器或集成的程序存储器容量比较小，以及程序中有大量置于程序存储器器容量比较小，以及程序中有大量置于程序存储器的常数表格，此时可以考虑扩展程序存储器。的常数表格，此时可以考虑扩展程序存储器。 （1）74LS373锁存器锁存器 74LS373是一片是一片8bit锁存器，内部主要由锁存器，内部主要由8个结构相个结构相同的具有三态输出的同的具有三态输出的D触发器组成，通常用于总线触发器组成，通常用于总线的同步和数据的锁存，是分离的同步和数据的锁存，是分离P0的地址的地址/数据不可数据不可或缺的重要元件。或缺的重要元件。74LS373的真值表、逻辑

48、图分别的真值表、逻辑图分别见表见表6-2、图、图6-4.2. 程序存储器扩展程序存储器扩展6.2.2 存储器扩展存储器扩展下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒表表6-2 74LS373真值表真值表片选片选OE输入数输入数据据Dn锁存信锁存信号号LE输出输出QnHHLHLHLLXLLQnXXHZ图图6-4 74LS373逻辑符号逻辑符号6.2.2 存储器扩展存储器扩展下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒 由表由表6-2可知，当可知，当OE为高电平时，为高电平时，

49、74LS373输出高输出高阻态，不影响总线数据。而当阻态，不影响总线数据。而当OE为低电平时，输为低电平时，输入端数据直接送到输出端（直通），而在入端数据直接送到输出端（直通），而在LE由高由高到低变化（负跳变）的这一瞬间，输出端到低变化（负跳变）的这一瞬间，输出端Qn数据数据与输入端与输入端Dn数据相同，以后即便是输入端数据相同，以后即便是输入端Dn数据数据再发生变化，也不会改变输出端再发生变化，也不会改变输出端Qn的值，即的值，即LE负跳时将输入数据负跳时将输入数据Dn锁存住，直到下一个锁存住，直到下一个LE的的负跳变产生。负跳变产生。6.2.2 存储器扩展存储器扩展下午下午9时时5分分1

50、6秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分16秒秒（2）EPROM芯片芯片 紫外线擦除的可编程只读存储器紫外线擦除的可编程只读存储器EPROM，常用于，常用于MCS-51单片机的外部程序存储器。其典型产品有单片机的外部程序存储器。其典型产品有2764，27128，27256等。其中等。其中27为为intel公司的产品编号，后面的数据代表公司的产品编号，后面的数据代表存储器的容量大小。比如存储器的容量大小。比如2764说明该存储器是说明该存储器是intel公司的公司的64KB的的EPROM，在实际中通常用，在实际中通常用BYTE表示存储器大小的表示存储器大小的单位

51、，故单位，故2764为为8KB的的EPROM，其余型号类推。下面以，其余型号类推。下面以2764为例介绍其引脚及性能。为例介绍其引脚及性能。 2764是一种是一种8K8bit的紫外线擦除电可编程只读存储器，的紫外线擦除电可编程只读存储器，单单+5V电源供电，工作电流为电源供电，工作电流为75mA，维持电流为，维持电流为35mA，读出，读出最长时间为最长时间为250ns。2764为为28脚脚双列直插式封装，其逻辑符号双列直插式封装，其逻辑符号如图如图6-5示，引脚功能如表示，引脚功能如表6-3示。示。6.2.2 存储器扩展存储器扩展下午下午9时时5分分16秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作

52、组课件制作组下午下午9时时5分分17秒秒 图图6-5 2764逻辑符号逻辑符号表表6-3 2764引脚功能引脚功能6.2.2 存储器扩展存储器扩展下午下午9时时5分分17秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分17秒秒（3）2764程序存储器扩展程序存储器扩展 74LS373用于锁存用于锁存P0口口分时输出的低分时输出的低8位地址信位地址信号，号，LE端出现负跳变时端出现负跳变时会将低会将低8位地址输入端位地址输入端Dn锁存到锁存到Qn端。端。2764的数据线直接连接的数据线直接连接8031的的P0口。口。2764的的13根地址线分成低根地址线分成低8位位地址和

53、高地址和高5位地址。其中低位地址。其中低8位位地址接地址接74LS373的锁存器输出的锁存器输出端，高端，高5位地址接位地址接P2口的低口的低5位，即位，即P2.0P2.4。2764的的CE为片选输入信号，为片选输入信号，低电平有效。低电平有效。CE接接P2.5，即，即在访问在访问2764期间期间P2.5必须一直必须一直保持保持低电平低电平，因此其有效的，因此其有效的地址范围为：地址范围为：0000H1FFFH。图图6-6 2764扩展连接图扩展连接图6.2.2 存储器扩展存储器扩展下午下午9时时5分分17秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分17秒秒 276

54、4的的OE为读允许端，此处并未接为读允许端，此处并未接8031的读信的读信号，而是接了号，而是接了PSEN端。通过分析端。通过分析MCS-51单片机的单片机的外部存储器访问时序可知，在一个机器周期内，外部存储器访问时序可知，在一个机器周期内，PSEN信号变化两次。当信号变化两次。当PSEN信号由高电平变成低信号由高电平变成低电平时，允许电平时，允许2764输出，地址线选中的输出，地址线选中的2764内部的内部的存储单元中的内容被送入单片机中。存储单元中的内容被送入单片机中。（3 3）27642764程序存储器扩展程序存储器扩展 6.2.2 存储器扩展存储器扩展 在在C51中，通过中，通过cod

55、e关键字将常量系数至于程序存关键字将常量系数至于程序存储器，可以通过指针变量访问。此外储器，可以通过指针变量访问。此外KeilC51提供了提供了宏定义亦可以访问程序存储器。宏定义亦可以访问程序存储器。如如 #define Test CBYTE0 x1000定义定义Test为程序存储器为程序存储器1000H地址。地址。下午下午9时时5分分17秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分17秒秒MCS-51单片机内部仅单片机内部仅128B可用的数据存储器。若程序中可用的数据存储器。若程序中需要存放的数据比较多，如大规模数据排序操作、串行口需要存放的数据比较多，如大规模数

56、据排序操作、串行口数据收发、以太网数据通信等，这些操作均需要使用到大数据收发、以太网数据通信等，这些操作均需要使用到大量的存储器空间作为数据的缓冲或暂存，或变量、数组的量的存储器空间作为数据的缓冲或暂存，或变量、数组的分配，分配，MCS-51的的128B的片内数据存储器不够用，必须考的片内数据存储器不够用，必须考虑扩展片外的数据存储器。虑扩展片外的数据存储器。 如果是数据的暂存或缓冲或变量内存的分配，则只是暂如果是数据的暂存或缓冲或变量内存的分配，则只是暂时使用数据存储器，程序执行完毕之后需要释放这些数时使用数据存储器，程序执行完毕之后需要释放这些数据存储器空间，可以考虑使用静态据存储器空间，

57、可以考虑使用静态RAM，即使掉电后数，即使掉电后数据丢失也无影响。若一些重要数据，即使掉电之后也不据丢失也无影响。若一些重要数据，即使掉电之后也不希望数据丢失，此时应扩展希望数据丢失，此时应扩展EEPROM或或Flash memory。3. 数据存储器扩展数据存储器扩展6.2.2 存储器扩展存储器扩展下午下午9时时5分分17秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分17秒秒 6264是常见的静态数据存储器，同类型的还有是常见的静态数据存储器，同类型的还有62128、62256等，它们之间仅存储容量不同。等，它们之间仅存储容量不同。与动态数据存储器不一样的是，静态数

58、据存储与动态数据存储器不一样的是，静态数据存储器不需要复杂的刷新电路，扩展电路简单，在器不需要复杂的刷新电路，扩展电路简单，在单片机系统扩展中应用广泛。图单片机系统扩展中应用广泛。图6-7是是6264的逻的逻辑图，表辑图，表6-4是其引脚功能。是其引脚功能。（1） 6264芯片芯片6.2.2 存储器扩展存储器扩展下午下午9时时5分分17秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分17秒秒图图6-7 6264的逻辑图的逻辑图 表表6-4 6264引脚功能引脚功能6.2.2 存储器扩展存储器扩展下午下午9时时5分分17秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组

59、下午下午9时时5分分17秒秒广东松山职业技术学院课件制作组广东松山职业技术学院课件制作组 6264的扩展连接图见图的扩展连接图见图6-8。6264的数据信号的数据信号直接连到直接连到8031的的P0口。口。P0口的输出经过口的输出经过74LS373锁存，作为锁存，作为6264的低的低8位地址，接到其位地址，接到其地址线的地址线的A0A7，P2口接地址线口接地址线A8A12。ALE接接74LS373的的LE端，端，WR接芯片的写控制接芯片的写控制端，端，RD接芯片的读控制端。接芯片的读控制端。CS2接高电平，接高电平，CS1接接P2.6。因此。因此6264的有效地址范围是的有效地址范围是1000

60、H3FFFH。（2 2） 数据存储器扩展数据存储器扩展6.2.2 存储器扩展存储器扩展下午下午9时时5分分17秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分17秒秒图图6-8 6264扩展连接图扩展连接图6.2.2 存储器扩展存储器扩展下午下午9时时5分分17秒秒单片机应用技术单片机应用技术课件制作组课件制作组下午下午9时时5分分17秒秒当当P0、P2口作为总线扩展之用时，口作为总线扩展之用时，P0、P2口口通常不再做通常不再做I/O口使用，口使用，P3口大多数情况下用口大多数情况下用做第二功能，此时仅做第二功能，此时仅P1口能作通用口能作通用I/O使用。使用。此时可以通过扩展简单的并行此时可以通过扩展简单的并行I/O口芯片