单片机第5章 单片机应用系统扩展设计

第5章单片机应用系统的扩展5.1单片机扩展的基本概念5.2存储器的扩展

5.2I/O接口扩展电路设计

5.1单片机扩展的基本

一、单片机最小系统使单片机能运行的最少器件构成的系统，就是最小系统。无ROM芯片：8031必须扩展ROM，复位、晶振电路有ROM芯片：89c51等，不必扩展ROM，只要有复位、晶振电路二、扩展使用的三总线地址总线：P0－低8位P2－高8位数据总线：P0控制总线：RD、WR、ALE、PSEN

(读、写、地址锁存允许、外程序存储器读选通）5.2存储器的扩展

一、随机读写存储器RAM的扩展

数据存储器一般采用RAM芯片，这种存储器在电源关断后，存储的数据将全部丢失。RAM器件有两大类：动态RAM（DRAM），一般容量较大，易受干扰，使用略复杂。静态RAM（SRAM），在工业现场常使用ＳＲＡＭ。1.SRAM的引脚6264逻辑图6264引脚图型号：6264前两位数62,表示SRAM后两位64÷8=8k字节容量62128有128÷8=16k字节容量62256有256÷8=32k字节容量2.RAM存储器的连接

DB0～n

AB0～ND0～nA0～N

ABN+xCSR/WR/W微型机存储器存储器与微型机三总线的连接：1)数据线D0～n

连接数据总线DB0～n

2)地址线A0～N

连接地址总线低位AB0～N。3)片选线CS

连接地址总线高位ABN+x。4)读写线OE、WE(R/W)连接读写控制线RD、WR。3.地址锁存器的原理地址锁存器芯片74LS373与74LS573只是引脚布置的不同。74LS273的11脚G逻辑与以上相反。单片机复用总线结构,数据与地址分时共用一组总线。ALE地址锁存地址锁存地址输出数据有效地址输出数据有效AD0～n数据采样数据采样R/W单片机

AD0～7

ALER/WD0～7A0～7R/W存储器Di

QiG地址锁存器

AD8～n

A8～n4.62128与MCS51的连接二、只读存储器ROM的扩展

工作时，ROM中的信息只能读出，要用特殊方式写入(固化信息)，失电后可保持信息不丢失。1.掩膜ROM：不可改写ROM由生产芯片的厂家固化信息。在最后一道工序用掩膜工艺写入信息，用户只可读。2.PROM：可编程ROM用户可进行一次编程。存储单元电路由熔丝相连，当加入写脉冲，某些存储单元熔丝熔断，信息永久写入，不可再次改写。3.EPROM：可光擦除PROM用户可以多次编程。编程加写脉冲后，某些存储单元的PN结表面形成浮动栅，阻挡通路，实现信息写入。用紫外线照射可驱散浮动栅，原有信息全部擦除，便可再次改写。4.EEPROM：可电擦除PROM既可全片擦除也可字节擦除，可在线擦除信息，又能失电保存信息，具备RAM、ROM的优点。但写入时间较长。27xx的引脚

1.只读存储器ROM的扩展2.27128与MCS51的连接与RAM的不同点：只有一片ROM时，CE可以接地OE接PSEN3.MCS51同时扩展ROM和RAM1.线选法

微型机剩余高位地址总线直接连接各存储器片选线。

2.译码片选法

微型机剩余高位地址总线通过地址译码器输出片选信号。多片存储器芯片组成大容量存储器连接常用片选方法。三、地址译码的方法1.线选法

P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0A7A6A5A4A3A2A1A0Ⅰ：1100000000000000=C000H～1101111111111111～DFFFHⅡ：1010000000000000=A000H～1011111111111111～BFFFHⅢ：0110000000000000～0111111111111111=6000H～7FFFH

2．译码片选法

3-8地址译码器：74LS138Y0、Y1、Y2分别连接三片存储器的片选端CE1、CE2、CE3各片存储器芯片分配地址：AB13AB14AB15+5VA Y0BY1CY2G1…G2A.BY774LS138CE1CE2CE3Ⅰ：0000H～1FFFHⅡ：2000H～3FFFHⅢ：4000H～5FFFH当单片机外接芯片较多，超出总线负载能力，必须加总线驱动器。单向驱动器74LS244用于地址总线驱动双向驱动器74LS245用于数据总线驱动3.微型机总线扩展驱动5.2I/O接口扩展电路设计

一.8255可编程并行I/O接口扩展

二.8155可编程I/O接口扩展

三.串行口扩展I/O接口

一.8255可编程并行I/O接口扩展

利用TTL芯片、COMS锁存器、三态门等接口芯片把P0接口扩展，常选用74LS273、74LS373、74LS244等芯片。

1、简单I/O接口扩展

2、8255可编程并行I/O接口扩展与电路设计

（1）8255内部结构及引脚功能（2）、接口线PA0～PA7、PB0～PB7、PC0～PC7共24条端线。3个口皆为锁存/缓冲寄存器，A口、B口有锁存功能，C口无锁存功能。A、B、C3口的工作方式由程序设置。（3）、数据线

8255是8位芯片，有8位数据线D0～D7。数据线接于8051的P0接口，（3）.控制线

控制线控制8255的读RD：、写WR、复位RESET及片选CS等。

（4）．地址线

A1A0选择口00A口01B口10C口11控制口3、方式选择及方式控制字

（1）8255工作方式：方式0、方式1，方式2（2）.方式选择4、8255扩展电路及地址设置

（1）8255地址口确定（2）.8255初始化

例如，欲设置8255的A、B、C口全为输出状态(或输出方式)，控制字为80H。

程序(结合上图)如下：MOVDPTR,#0003H；8255控制口地址DPTRMOVA,#80H；控制字送AMOVX@DPTR,A；控制字写入控制寄存器

对8255的3个端口的工作方式预先设置。设置控制字经控制口写入。4、8255扩展电路及地址设置

（1）8255地址口确定二、8155可编程I/O接口扩展设计1、I/O接口线地址数据线控制线2、8155功能及操作

（1）8155具有3种功能：

扩展RAM、I/O接口使用、定时器使用

（2）状态寄存器格式