单片机基础(第3版)-第6章 单片机并行存储器扩展

存储器用来存储程序和数据，是计算机的重要组成部分。

MCS-51的存储器配置方式与其他常用的微型计算机不同。它把程序存储器和数据存储器分开，各有自己的寻址系统、控制信号和功能。通常，程序存储器用来存放程序和表格常数；数据存储器用来存放程序运行所需要的给定参数和运行结果。第6章单片机并行存储器扩展16.1单片机并行外扩展系统

MCS-51单片机的功能较强，从一定意义上可以说，一块单片机可以直接使用在智能仪器、仪表、小型检测及控制系统中，而不需要扩展外围芯片，使用极其方便。但是对于一些较大的应用系统，单片机原有的功能就显得不足，这时必须在片外扩展一些外围芯片。通常可以扩展存储器、并行输入／输出口、串行输入／输出口等。本章介绍单片机存储器的扩展方法。

280C51单片机最小应用系统36.1.1单片机并行扩展总线系统扩展主要内容有：外部存储器的扩展（外部RAM、ROM）；I/O接口部件的扩展。图6.1单片机并行扩展系统结构图4

1.并行扩展总线的组成（1）地址总线用于扩展储存器和I/O端口寻址。（2）数据总线用于传送数据、状态、指令和命令。（3）控制总线2.80C51单片机并行扩展总线单片机没有提供专用的地址引脚和数据引脚，实际扩展使用单片机的I/O端口线充当地址线和数据线。

（1）以P0口的8位口线充当低位地址线/数据线（2）以P2口的口线作高位地址线（3）控制信号

ALE－低8位地址锁存信号；

PSEN－扩展程序存储器读选通信号；

EA－内外程序存储器选择信号；

RD和WR－扩展RAM和I/O口的读选通、写选通信号。5图6.280C51单片机并行扩展总线结构图6常用地址锁存器芯片:74LS373、8282、74LS573a、锁存器74LS373（带有三态门的8D锁存器）7

b、锁存器8282

功能及内部结构与74LS373完全一样，只是其引脚的排列与74LS373不同89106.1.2并行扩展系统的I/O编址和芯片选取

1.单片机外扩展地址空间图6.380C51单片机系统地址空间结构图112.片选技术寻址分为芯片选择和芯片内目标单元选择两个层次，扩展芯片都有片选信号引脚，可以通过地址编码实现选择；片内单元选择由使用的芯片自行解决，使用时，只需把控制的芯片地址引脚与相应的地址线连接即可。芯片选择方法分线选法和译码法。（1）线选法寻址直接用系统的高位地址线作芯片的片选信号。优点：电路简单，不需另外增加硬件电路，体积小，成本低。缺点：可寻址的器件数目受限，地址空间不连续，只适于外扩芯片不多，规模不大的单片机系统。12

A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A02716：11110XXXXXXXXXXXF7FFH~F000H6116：11101XXXXXXXXXXXEFFFH~E800H8255：11011XXXXXXXXXXXDFFFH~D800H0832：10111XXXXXXXXXXXBFFFH~B800H8279：01111XXXXXXXXXXX7FFFH~7800H图6.4线选法扩展片选连接示意图13

存在问题：地址重复。

A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A02716：11110XXXXXXXXXXXF7FFH~F000H2716：11100XXXXXXXXXXXE7FFH~E000H2716：11000XXXXXXXXXXXC7FFH~C000H2716：10000XXXXXXXXXXXB7FFH~B000H14（2）译码法寻址常用译码器芯片：74LS138（3-8译码器）、

74LS139（双2-4译码器）、74LS154（4-16译码器）当译码器的输入为某一个固定编码时，其输出只有某一个固定的引脚输出为低电平，其余的为高电平。1574LS138作译码器的连接74LS138译码器的逻辑功能真值表80C5116图6.5译码法扩展片选连接示意图176.2存储器分类6.2.1只读存储器

1.掩膜只读存储器

2.可编程只读存储器（PROM）

3.可擦除可编程只读存储器（EPROM）

4.电擦除可编程只读存储器

5.闪速存储器（FlashROM）6.2.2读/写存储器6.3存储器并行扩展6.3.1程序存储器并行扩展18常用的EPROM芯片引脚功能如下：A0～A15：地址线引脚，数目决定存储容量；D7～D0：数据线引脚；CE：片选输入端；OE：输出允许控制端；PGM：编程时，加编程脉冲的输入端；Vpp：编程时，编程电压（+12V或+25V）输入端；Vcc：+5V，芯片的工作电压；GND：数字地；1920图6.62716引脚图A10~A0：11位地址；O7~O0：数据线；CE/PGM：片选/编程控制信号；正常使用片选（低电平有效），编程时，引入编程脉冲；OE：输出允许信号，低电平有效。Vpp：编程电压（+12V或+25V）输入端21图6.7单片程序存储器扩展连接图2223存储器扩展的主要内容地址线、数据线和控制线连接。地址线：根据需要的程序储存期容量选择ROM容量，将地址总线依次连接到ROM的地址线上，采用线选法或译码法进行芯片选择；数据总线：将数据总线依次连接到ROM的数据线上；控制总线：PSEN连接到ROM的OE端。246.3.2数据存储器并行扩展常用的静态RAM（SRAM）芯片有:6116、6264、62128、62256。+5V电源供电，双列直插，6116为24引脚封装，6264、62128、62256为28引脚封装，各引脚功能如下：

A0～A14：地址输入线；

D0～D7：双向三态数据线；

CE：片选信号输入，为低电平时才选中该片；

OE：数据输出允许信号；

WE：写允许信号输入线，低电平有效；

Vcc：工作电源+5V；

GND：地。2526

1.RAM芯片6116图6.8芯片6116引脚图A10~A0：地址线D7~D0：数据线CS：片选信号CE：数据输出允许信号WE：写选通信号27表6.26116工作方式28

2.数据存储器扩展连接图6.9单片RAM扩展连接图296.3.3使用RAM芯片扩展可读/写的程序存储器图6.10把6116改造成程序存储器图6.11可读/写程序存储器应用举例306.480C51单片机存储器系统的特点和使用方法6.4.1单片机存储器系统的特点

1.程序存储器与数据存储器并存

单片机程序存储器与数据存储器有各自的地址空间、操作指令和控制信号。

2.内外存储器并存

80C51数据内存地址00H~7FH，外部地址0000H~FFFFH；程序内存地址0000H~FFFH，外部地址0000H~FFFFH；图6.1280C51存储器的4个物理存储空间和3个逻辑存储空间31

3.程序存储器地址具有连续性要求

程序存储空间地址连续，指令生成的机器码在ROM中按规定地址存放。6.4.280C51单片机存储器的使用

1.存储空间的区分

（1）内部程序存储器与数据存储器的区分

读芯片内部ROM使用MOVC指令，读芯片内部RAM使用MOV指令。（2）外部程序存储器与数据存储器的区分读芯片外部ROM使用MOVC指令，使用PSEN为选通信号；读芯片外部RAM使用MOVX指令，使用RD、WR为选通信号。

32（3）内外数据存储器的区分芯片内部RAM和芯片外部RAM地址重叠，但使用不同的指令区别，访问内部RAM使用MOV指令，访问外部RAM使用MOVX指令。2.内外程序存储器的衔接图6.13内外程序存储器衔接示意图333.EPROM和RAM的综合扩展例1：采用线选法扩展2片8KB的RAM和2片8KB的EPROM，RAM

选6264，EPROM选2764，写出ROM和RAM的地址空间。34

A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0IC1：110XXXXXXXXXXXXXDFFFH~C000HIC2：101XXXXXXXXXXXXXBFFFH~A000HIC3：110XXXXXXXXXXXXXDFFFH~C000HIC4：101XXXXXXXXXXXXXBFFFH~A000H35例2：采用译码器法扩展2片8KBEPROM，2片8KBRAM。

EPROM选用2764，RAM选用6264。共扩展4片芯片。36A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5