数据存储器的扩展课件

项目八：数据存储器的扩展项目预备知识知识点链接

项目目标通过控制单个发光二极管的闪烁次数，学习MCS-51单片机数据存储器扩展的方法，学习MOVX、ACALL指令，能够根据要求编写控制程序。项目任务

应用AT89C51芯片，实现单片机系统数据存储器的扩展。要求在片外扩展的数据存储器中存储发光二极管的闪烁次数，通过调用片外的数据，理解片外数据存储器扩展的方法。项目分析

本项目将发光二极管的闪烁次数存储在片外的数据存储器中，通过指令进行数据的调用和存储，理解数据存储器扩展方法及使用。在MCS-51指令系统中，与片外RAM进行数据传送只可以是累加器A，所有对片外RAM进行读写的操作必须通过A来完成。内部RAM单元之间可以进行直接的数据传送，但是外部RAM不行。若RAM单元间要进行数据传送，必须利用本组指令通过编写程序实现。要对外部RAM进行读写，就必须知道单元地址。对外部RAM的寻址只能用间接寻址方式，可使用DPTR或者Ri作间址寄存器。DPTR是16位数据指针，用＠DPTR可对片外RAM整个64KB地址寻址；＠Ri是8位寄存器，只能对片外256个单元寻址。读写操作时，应先将要读写的片外RAM单元地址送入DPTR或者Ri中，然后使用MOVX指令。

汇编指令指令功能ACALLaddr11根据给出的11位地址计算目的地址，并将程序转移到此处执行子程序绝对调用指令中提供了11位目的地址，可调用2K范围内的子程序。执行指令时，PC当前值即下一条指令的地址自动进栈，指令中11位目的地址装入PC的低11位，高5位不变。

2、绝对调用指令（ACALL）一、数据存储器扩展MSC-51内部有128B的RAM（52系列有256B），在某些应用场合片内RAM不够用，需要进行数据存储器扩展，扩展容量可达64KB。MSC-51使用专门的指令与外部数据存储器联系，它们分别是：读操作：MOVX A,@Ri；i=0,1写操作：MOVX @Ri,A ；i=0,1

以上两条指令可寻址片外256B数据存储器单元。读操作：MOVX A,@DPTR写操作：MOVX @DPTR,A 以上两条指令可寻址片外64KB数据存储器单元。知识点链接:存储器扩展技术

6116的存储容量是2KB×8，是静态随机存储器芯片，额定功耗为160mW，24线双列直插式封装。下面详细介绍6264的使用方法。6264的引脚功能：①A0~A12：13根地址线②CE1：片选1③OE：读允许线④VCC：+5V工作电源⑤D0~D7： 8根双向数据线⑥CE2：片选2⑦GND：接地线⑧WE：写允许线2．常用的扩展方法

下图是6264扩展的原理图，可以看出，CE2接高电平，89C51的RD与6264的OE相接，WR与WE相接，P2.5与CE1相接，6264的A0~A12与系统地址总线A0~A12相接，D0~D7与89C51的P0口相接。这样，89C51扩展了8KB的外部数据存储器，地址为0000H~1FFFH。二、同时扩展程序存储器和数据存储器

下图给出了一个系统同时扩展程序存储器和数据存储器的例子。

27512为64KBEPROM,62256为32KBRAM。这样，系统共扩展了64K程序存储器、64K数据存储器。其地址为：

U1：27512程序存储器，地址为：0000H~FFFFH

U2：62256数据存储器，地址为：0000H~7FFFH

U3：62256数据存储器，地址为：8000H~FFFFH（一）设计思路本设计使用AT89C51芯片的P0口和P2口进行数据存储器的扩展。P0口分时复用作数据/地址线，P2口用作地址线。选择使用74HC373锁存器与P0进行连接。扩展用的数据存储器选用6116芯片，内存为2KB。为了区分数据存储的位置，在6116芯片中存储发光二极管的闪烁次数。一、硬件电路设计1、数据存储器扩展电路本电路先将P0口与74HC373锁存器的输入引脚（D0～D7）进行连接，同时与6116的数据引脚D0～D7连接，然后将74HC373的输出（Q0～Q7）与6116数据存储器的地址线的低8位（A0～A7）连接。由于6116数据存储器有2KB的存储空间，编址范围是0000H～07FFH，高8位仅A8～A10有效，因此P2口的P2.0～P2.2与6116的A8～A10连接即可。

（二）电路设计2、控制电路

（1）EA/VPP引脚：本设计选用AT89C51单片机芯片，程序存放在片内程序存储器中，因此EA/VPP接高电平。（2）ALE引脚：本设计使用此引脚的“地址锁存允许信号”功能，因此将ALE引脚与74HC373锁存器的允许端G连接。（3）RD（17号）及WR（16号）引脚：本设计使用这两个引脚对外部数据存储器进行读写选通控制，因此将RD引脚与HM6116数据存储器的数据输入选通引脚OE连接，将WR引脚与HM6116的WR连接。（三）材料表

从原理图可以得到实现本项目所需的元器件。序号元件名称元件型号元件数量备注1单片机芯片AT89C511片DIP封装2锁存器74HC373N1片DIP封装3数据存储器芯片HM61161片DIP封装4发光二极管Φ51只普通型5晶振12MHz1只6电容30pF2只瓷片电容22uF1只电解电容7电阻200Ω8只碳膜电阻，可用排阻代替10kΩ1只碳膜电阻8按键1只无自锁1只带自锁9双向开关1只1040脚IC座1片安装AT89C51芯片1120脚IC座1片安装锁存器芯片1224脚IC座1片安装数据存储器芯片13导线二、控制程序的编写

（一）绘制程序流程图

本项目是为了学习数据存储器的扩展方法，因此程序设计较简单，主要突出片外RAM的使用方法。程序结构如图所示。（二）编制汇编源程序

1、参考程序清单标号操作码操作数指令意义（注释）ORG0000H；伪指令，指明程序从0000H单元开始存放LJMPMAIN8；控制程序跳转到“MAIN8”处执行ORG0800HMAIN8:MOVR0，#50H；片内RAM存储数据的首单元MOVR1，#6；存储6个数据MOVDPTR，#0100H；片外RAM存储数据的首单元MM:MOVA，@R0；取片内第一个数据送AMOVX@DPTR，A；第一个数送片外0100H单元INCR0；指向下个取数单元INCDPTR；指向下个存储数据的单元DJNZR1，MM；是否将6个数据送完CLRAMOVDPTR,#0100H；确定片外RAM中存储数据的单元地址2、程序执行过程：XS:CLRP1.1 ACALLDELAY CPLP1.1 ACALLDELAY DJNZR7，XS SJMP$ ORG0F00HDELAY: MOV R7，#10D0: MOV R6，#100D1: MOV R5，#200D2: DJNZ R5，D2 DJNZ R6，D1 DJNZ R7，D0 RET END ORG0000HLJMP MAIN8ORG 0800HMAIN8:MOVR0，#50H MOV R1，#6 MOVDPTR，#0100HMM:MOV A，@R0 MOVX@DPTR，A INC R0 INC DPTR DJNZR1，MM CLRA MOVDPTR,#0100HMOVXA,@DPTRMOVR7，A将编译生成的main8.hex文件通过编程器写入AT89C51芯片，将芯片安装到焊接好的电路中，通电后运行程