第8章扩展技术

第8章MCS-51单片机系统扩展技术

一、系统扩展技术二、存储器扩展技术三、并行I/O口扩展技术一、系统扩展技术1、MCS-51单片机三总线2、典型存储器芯片（1）静态随机读写存储器SRAM:6264（8K×8）

地址线：A12---A0；数据线：D7---D0;

写允许：/WE;

读信号：/OE；片选：/CE1、CE2寻址空间：0000H～1FFFH

A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0

0000000000000

0000000000001

………….1111111111111（2）紫外线擦除可编程EPROM2716（2K×8）2732（4K×8）2764（8K×8）地址线：A12---A0；数据线：D7---D0;读允许：/OE；片选：/CE

3、典型I/O接口芯片1、数据锁存器74LS373、74LS2732、三态缓冲器74LS244、74LS2453、8255A可编程并行接口芯片1、8255A特点：8255A是一种通用的可编程并行I/O接口芯片具有3个8位并行端口：

PA口、PB口、PC口3个端口分2组控制：

A组控制A口和C口的上半部；

B组控制B口和C口的下半部。3种可编程工作方式：方式0：基本输入/输出方式方式1：选通输入/输出方式方式2：双向总线方式（A口具有）2、8255内部结构：外部引脚：片选：CS读信号：WR写信号：RD端口选择：A1A0A1A000-----PA口

01-----PB口

10-----PC口

11-----控制寄存器端口8255有4个口地址：

PA口、PB口、PC口、控制口

3、8255A的控制字：方式控制字如设置8255A工作于方式0，且PA口为输出、PB口为输出、PC口为输入，则控制字为：10001001B，即89H。4、PC口的置位/复位控制字如：PC3置1，则控制字为：

00000111B，即07H工作方式：方式0：基本输入/输出方式

-----无应答信号线方式1：选通输入/输出方式方式2：双向总线方式（A口特有）

-----有应答信号线方式方式1、2为握手联络---应答信号线方式，由PC口承担应答信号线，PA口、PB口作为数据口，可工作于输入方式或输出方式。握手联络---应答信号线方式简介如PA口输出方式OBF:I/O接口输出缓冲器满；ACK:外设的响应信号INTR:I/O接口产生的中断请求信号握手联络---应答信号线方式简介PA口输入方式STB:外设将数据送入I/O接口时发出的选通信号；IBF:I/O产生的输入缓冲器已满信号INTR:I/O接口产生的中断请求信号8255的初始化编程：

设8255的端口地址为：7FFC～7FFFH

设8255工作于方式0，PA口输入，PB口输出，PC口低4为输入，高4位输出。

读PA口内容，存入片内50H单元。将30H单元内容从PB口输出。

MOVDPTR,#7FFFH;控制口地址

MOV50H,AMOVA,#10010001B；控制字

MOVDPTR,#7FFDHMOVX@DPTR,AMOVA,30HMOVX@DPTR,AMOVDPTR,#7FFCH；A口地址MOVXA,@DPTR；读A口内容8255A需要掌握的知识点：1、8255A的结构：3个8位并行I/O口，分2组控制；2、8255A的端口地址：PA口、PB口、PC口、控制口；3、8255A的方式控制字；4、8255A的初始化编程；5、8255A的控制线：/CS、/WR、/RD、A1、A0；6、了解8255A的应答信号线方式。4、存储器扩展的译码方法1、51单片机的扩展能力地址总线宽度为16位，在片外可扩展的程序存储器和数据存储器容量各为64KB。2、存储器扩展方法存储器的地址线、数据线、控制线与CPU对应的线相连接。关键是控制线的连接，即如何确定存储器的地址空间。3、译码方式：

线译码、译码器译码1．线译码所谓线译码是低位地址线用作存储器芯片的片内译码，剩余的高位地址线直接作为存储器芯片的片选，即一线选中。地址范围1#:6000H—6FFFH2#:5000H—5FFFH3#:3000H—3FFFH2、译码器译码常用的译码芯片有74LS139（双2-4译码器）74LS138（3-8译码器）和74LS154（4-16译码器）等地址范围二、存储器扩展技术1、程序存储器的扩展2、数据存储器的扩展采用SRAM6264；在扩展时要有原理简图和扩展的地址空间范围。扩展时和程序存储器一样，但控制信号用/RD、/WR。3、存储器综合扩展举例：27128的地址空间范围是：0000H～3FFFH。62128的地址空间范围是：8000H～0BFFFH。

多个芯片扩展实例2732A11P2.0P2.3

下图是一个用8XX51扩展1片2732(EPROM),2片6116(SRAM)和1片8255的电路。0000

0000

000000000000H0000

1111

111111110FFFH1110

1000

00000000E800H1110

1111

11111111EFFFH1101

1000

00000000D800H1101

1111

11111111DFFFH1011

1111

11111100BFFCH1011

1111

11111111BFFFH

2732仅一片,片选端接地。图中采用线选法:

P2.46116(1)

P2.56116(2)

P2.68255P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0每个芯片片内地址填写全“0”～全“1”，片选地址必须填“0”，无关位填“0”或填“1”均可，但要避免和别的同类芯片片选相同。上图中8255的三个数据口地址分别为BFFCH~BFFEH,控制口地址为BFFFH。编程将8255A口输入的数据从B口输出C口不用,均采用方式0。

MOVDPTR,#0BFFFH;DPTR指向控制口

MOVA,#10010000B;设定A口方式0输入,B口方式0输出

MOVX@DPTR,A;写入控制口

MOVDPTR,#0BFFCH;DPTR指向A口

MOVXA,@DPTR;从A口输入数据到A累加器

INCDPTR;DPTR指向B口

MOVX@DPTR,A;A的内容从B口输出

SJMP$8.3并行I/O口扩展技术51单片机共有4个并行I/O口，但这些I/O口并不能完全提供给用户使用。如：系统扩展存储器时，使用单片机的总线，P0、P2口被占用；系统使用定时器、中断、串行口等硬件时，P3口被占用。因此，在单片机应用系统设计中都不可避免地要进行I/O的扩展。一、单片机的口线直接作I/O口由于MCS-51单片机的P0～P3口输入数据时可以缓冲，输出时能够锁存，并且有一定的带负载能力，所以在许多场合I/O口可以直接驱动外部设备，如开关、LED发光二极管等。二、简单I/O接口的扩展简单I/O口又称为不可编程的I/O口。不可编程的并行口扩展一般用于比较简单、没有严格时序要求的场合，以及仅仅需要对信号进行缓冲、驱动的场合。不可编程的并行口扩展一般包括使用锁存器扩展、使用三态门扩展、使用总线驱动器扩展等。1．使用锁存器扩展并行输出口端口地址：U3：0BFFFH；U4:7FFFH

MOVDPTR,#0BFFFHMOVA,30HMOVX@DPTR,AMOVDPTR,#7FFFHMOVA,31HMOVX@DPTR,A2．使用三态门扩展并行输入口MOVDPTR,#0BFFFHMOVXA,@DPTRMOV30H,AMOVDPTR,#7FFFHMOVXA,@DPTRMOV31H,A应用举例例：电路如图所示，用74LS373扩展一个输出口，分别接8个LED显示器L0～L7，用74LS244扩展一个输入口，分别接8个开关K0～K7，编程实现将开关K0～K7的状态通过LED显示出来。三、利用8255A可编程芯片扩展并行I/O口如图8255A的端口地址为：P27P26P25P24…A7----A1A11111100PA口：FFFCH01PB口：FFFDH