微机原理与应用-08 存储器扩展

第8章MCS-51的存储器扩展主要内容熟悉系统三总线的概念；重点掌握程序存储器的扩展；重点掌握外部数据存储器的扩展；8.1概述在组成单片机应用系统时:存储器的扩展。I/O口的扩展。ROM：803164KB8051/875160KBRAM

、I/O口：64KBMCS-51单片机：哈佛结构应用中不一定最大范围扩展8.2系统总线及总线构造

1.系统总线

系统总线是计算机连接各部件的公共信号线，扩展是通过总线进行的。2.构造系统总线

三总线方式:1.

以P0口线作为数据总线。2.以P2口线作高位地址线；P0口经过锁存器作为低8位地址。3.控制信号线:ALE，PSEN，EARD、WR信号。P0口是分时复用地址/数据线，进行RAM扩展时必须利用“地址锁存器”将地址信号锁存起来。当G=1时，锁存器处于透明工作状态，即锁存器的输出状态随数据端的变化而变化，Qi=Di（i=0，2，…，7）当G端由1变0时（下降沿），数据被锁存起来，此后输出端Qi不再随输入端的变化而变化，而一直保持锁存前的值不变。/OE控制三态门，/OE=0，三态门导通；/OE=1三态门关闭（高阻抗状态）。8个输入端D0～D7及8个输出端Q0～Q7；G（STB）为输入锁存选通端。/OE为数据输出允许端。常用的外部地址锁存器74LS373、Interl8282

单片机与锁存器的连接单片机扩展单片ROM单片机扩展多片存储器时，需要解决“片选”、“地址分配”问题8.3读写控制、地址分配和外部地址锁存器

1.存储器扩展的读写控制MCS-51外扩RAMRD<==>OE读控制

WR<==>WE写控制MCS-51外扩ROMPSEN<==>OE读控制2.存储器地址分配解决两个问题：片选连线、地址分配方法:线选法：高地址线作为片选信号，将高地址线和片选端（CE）直接相连;译码法：采用译码电路对高地址进行译码，译码器的输出作为片选信号。

全译码：剩余的高位地址线全部参加译码，存储器地址空间不重叠部分译码：剩余的部分高位地址线参加译码，存储器地址空间重叠(1)线选法+5V74LS3731885RDALEP0P2P2.58031EAA0~A12D0~D7OECE6264IC1A0~A12D0~D7OECE6264IC20000H~1FFFH2000H~3FFFHA7~A0

P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0WEWEWRCE2CE2+5VD7…D0Q7…Q0GOE型号6264，容量8KB:P0.7~P0.0A12~A8:地址空间——地址段不唯一A15A14A13A12A11A10A9A8A7~A0P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0000000~00XX111111~1IC1IC2存储器000B010B100B110B0000H、4000H、8000H、C000H1FFFH、5FFFH、9FFFH、DFFFHXX1111111~10~000000001B011B101B111B2000H、6000H、A000H、E000H3FFFH、7FFFH、

BFFFH、FFFFH片外剩2根线，每片有4段地址段线选法实现多片存储器扩展

2片EPROM2片RAM(2)译码法最常用的译码器芯片有：

74LS138(3线－8线译码器)74LS139(双2线－4线译码器)74LS154(4线－16线译码器)3-8译码器74LS138CBAY7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y01000001111111010000111111101100010111110111000111111011110010011101111100101110111111001101011111110011101111111其它状态×××11111111G1G2AG2B双2线－4线译码器74LS139其中一组真值表：输入端输出端允许选择GBAY0Y1Y2Y31××11110000111001101101011010111110全译码62648KB2000H~3FFFH74LS373885D7…D0Q7…Q0RDALEP0P2P2.58031EA0000H~1FFFHP0.7~P0.0

P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0GA0~A12D0~D7OECE6264IC2WEA0~A12D0~D7OECE6264IC1WEWRCBAG2AG2BGY7…Y1Y0+5VP2.6P2.774LS138CE2+5VCE2+5VOE片内13根片外3根全译码——各芯片地址惟一P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0000000~0000111111~1IC1IC2000Y0—CE0000H1FFFH001111111~10~000000001Y1—CE2000H3FFFHA15A14A13A12A11A10A9A8A7~A0存储器CBA用74LS138扩展8片8KB的RAM6264

用74LS138把64KB空间全部划分为每块4KB

(3)线选法与译码法比较线选法选址电路连接简单地址空间利用率低地址空间重叠严重译码法选址

采用译码器电路部分译码仍有重叠的地址空间

全译码地址空间利用率高，地址唯一8.4外部ROM的扩展MCS-51访问外部ROM的控制信号:ALE：低8位地址锁存控制信号PSEN：外部ROM“读取”控制信号

P0MCS-51

ALE

P2

PSEN锁存器高八位地址低八位地址指令

EPROM/EEPROM

地址OE1.常用EPROM芯片介绍Intel典型芯片

2716(2KB)2732(4KB)2764(8KB)27128(16KB)27256(32KB)引脚

A0~A15:地址

D7~D0：数据

CE：片选

OE：读选通容量不同，所需地址线根数不同EPROM的工作方式2.访问片外ROM的时序

(1)系统中无片外RAM(2)系统中有片外RAM(1)将ALE用作定时脉冲输出时，执行－次MOVX指令就会丢失－个脉冲。(2)只有在执行MOVX指令时的第二个机器周期期间，地址总线才由数据存储器使用。125364783.扩展电路实例(1)单片机EPROM扩展9地址空间——地址段不唯一片外剩2根线，每片有4段地址段A15A14A13A12A11A10A9A8A7~A0P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0000000~00XX111111~1IC存储器00B01B10B11B0000H、4000H、8000H、C000H3FFFH、7FFFH、BFFFH、FFFFH112536798412345678确定地址范围：(2)多片EPROM扩展0000~3FFFH,4000~7FFFH,8000~BFFFH,C000~FFFFH8.5外部RAM的扩展

P0口分时提供低8位地址和8位数据线

P2口提供高8位地址线，对RAM进行页面寻址（图示为3根线）。对外RAM读/写期间，CPU产生/RD和/WR信号P1P0ALE8031P2P3RDWR锁存器数据

地址

RAM(2K×8)WEOE1.常用的SRAM芯片芯片

6116(2KB)6164(8KB)61128(16KB)61256(32KB)引脚

A0~A15：地址

D7~D0：数据

CE：片选

OE：读选通

WE：写允许SRAM的工作方式静态SRAM存储器有读出、写入、维持（未选中）三种工作方式

2.访问片外RAM的时序读片外RAM时序2.访问片外RAM的时序写片外RAM时序3.典型的外RAM扩展电路124657(1)线选法3(2)译码法8.6EPROM和RAM的综合扩展线选法(1)控制信号及片选信号(2)各芯片地址空间分配

扩展2片8K的ROM，2片8K的RAM，请在图中指出。地址分配由硬件保证，不会产生数据冲突，ROM和RAM之间可以地址重叠P2.7,P2.6,P2.5~P2.0P0.7～P0.0芯片地址空间空01XXXXXX~XIC2,IC42000~3FFF空10XXXXXX~XIC1,IC34000~5FFF译码法扩展2片8K的ROM，2片8K的RAM，请在图中指出。8.7E2PROM的扩展

E2PROM用于单片机系统中，既可扩展为片外EPROM，也可扩展为片外RAM。调试程序时，用E2PROM代替仿真EPROM，既可修改程序，又能保存调试好的程序。与RAM芯片相比，E2PROM写操作速度是很慢的。常用的E2PROM芯片有2816/2816A，2817/2817A，2864A等。MCS-51扩展EEPROM为RAM线选法决定2864A对应多组地址空间：0000H~1FFFH，2000H~3FFFH，4000H~5FFFH，6000H~7FFFH。MCS-51扩展E2PROM为RAM和ROME2PROM芯片的主要缺陷：擦除和写入时间较长（10ms），对许多实际应用不能接受。将存储器集成到单片机内，缩短擦除和写入