51单片机存储器扩展课件

单片机原理及应用任课教师郑桐电mailzheng_tong@126.com第六章

半导体存储器及其应用6-1

随机读写存储器RAM6-2

只读存储器ROM6-3

存储器的连接一．半导体存储器的分类DRAM动态RAM：使用电容作存储元件，需要刷新电路。集成度高，反应快，功耗低，但需要刷新电路。6-1

随机读写存储器

存储器中的信息可读可写，但失电后会丢失信息。1.双极型：由TTL电路组成基本存储单元，存取速度快。2.MOS型：由CMOS电路组成基本存储单元，集成度高、功耗低。SRAM：静态RAM。存储单元使用双稳态触发器，可带电信息可长期保存。三．存储器外部信号引线：

D0～7数据线：传送存储单元内容。根数与单元数的位数相同。

A0～9地址线：选择芯片内部一个存储单元。根数由存储器容量决定。

二．存储器结构框图R/W(OE/WE)读写允许线打开数据通道，决定数据的传送方向和传送时刻。CS片选线：选择存储器芯片。当CS信号无效，其他信号线不起作用。

二．存储器结构框图存储器内部为双向地址译码，以节省内部引线和驱动器单向译码需要1024根译码输出线和驱动器。如：1K容量存储器，有10根地址线。双向译码X、Y方向各为32根译码输出线和驱动器，总共需要64根译码线和64个驱动器。 6-1-1静态RAMIntel6116、62646-2

只读存储器（ROM）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。6-2

只读存储器（ROM）3.EPROM：可擦除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。 6-2-1

EPROM27166-2-2EEPROM2816

4．读写线OE、WE(R/W) 连接读写控制线RD、WR。

6-3

存储器的连接存储器与微型机三总线的连接：

DB0～n

AB0～ND0～nA0～N

ABN+1CSR/WR/W微型机存储器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+1。6-3-1存储器芯片的扩充用多片存储器芯片组成微型计算机系统所要求的存储器系统。要求扩充后的存储器系统引出线符合微型计算机机的总线结构要求。一.扩充存储器位数例1用2K×1位存储器芯片组成2K×8位存储器系统。例2用2K×8位存储器芯片组成2K×16位存储器系统。例1用2K×1位存储器芯片组成2K×8位存储器系统。当地址、片选和读写信号有效，可并行存取8位信息例2用2K×8位存储器芯片组成2K×16位存储器系统。CED0～7D0～7R/WR/WCECEA0～10A0～10D0～7D8～15R/WA0～10地址、片选和读写引线并联后引出，数据线并列引出二.扩充存储器容量例用1K×4位存储器芯片组成4K×8位存储器系统。片选方法：

1.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。二.扩充存储器容量地址线、数据线和读写控制线均并联。

为保证并联数据线上没有信号冲突，必须用片选信号区别不同芯片的地址空间。例三片8KB的存储器芯片组成24KB容量的存储器。确定各存储器芯片的地址空间：D0～7R/WCEA0～12D0～7R/WCE1A0～12CE2D0～7R/WCEA0～12D0～7R/WCEA0～12CE3ⅠⅡⅢ设CE1、CE2、CE3分别连接微型机的高位地址总线AB13、AB14、AB15 ABi15141312

1110987654

3210～15141312

111098

7654

3210 Ⅰ：1100000000000000～1101111111111111=C000H～DFFFHⅡ：1010000000000000～1011111111111111=A000H～BFFFHⅢ：0110000000000000～0111111111111111=6000H～7FFFH2．译码片选法

3-8地址译码器：74LS1382．译码片选法Y0、Y1、Y2分别连接三片存储器的片选端CE1、CE2、CE3AB13AB14AB15+5VA Y0BY1CY2G1…G2A.BY774LS138各片存储器芯片分配地址：CE1CE2CE3Ⅰ：0000H～1FFFHⅡ：2000H～3FFFHⅢ：4000H～5FFFH6-3-1

存储器与单片机的连接存储器与微型机三总线的一般连接方法和存储器读写时序。1.数据总线与地址总线为两组独立总线。

DB0～n

AB0～ND0～nA0～N

ABN+1CSR/WR/W微型机存储器DB0～n地址输出数据有效数据采样R/WAB0～N6-3-1

存储器与单片机的连接2.微型机复用总线结构数据与地址分时共用一组总线。单片机

AD0～n

ALER/WD0～nA0～nR/W存储器Di

QiG地址锁存器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/W8位地址锁存器

74LS373、8282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74LS255用于数据总线驱动二．微型机总线扩展驱动MCS-51用于扩展存储器的外部总线信号：P0.0～0.7：8位数据和低8位地址信号，复用总线AD0～7。P2.0～2.7：高8位地址信号AB8～15ALE： 地址锁存允许控制信号RD： 片外数据存储器读控制信号WR： 片外数据存储器写控制信号PSEN： 片外程序存储器读控制信号EA： 程序存储器选择6-3-3 存储器与单片机的连接实例6-3-3 存储器与单片机的连接实例一.扩展程序存储器电路：8031扩展2KBEPROMIntel2716常用EPROM芯片：Intel2716(2K×8位)、2732(4KB)、2764(8KB)、27128(16KB)、27256(32KB)、27512(64KB)。6-3-3 存储器与单片机的连接实例二.扩展数据存储器电路：常用RAM芯片：Intel6116(2KB)、6264(8KB)、62256(32KB)。8031扩展2KBRAMIntel6116四.单片机扩展存储器实用电路单片机连接8KBEPROM2764和8KBRAM6264各一片用2片6116（2K×8）芯片扩展

MCS51单片机的片外存储器空间,分配的地址范围为

A000H~A7FFH，A800H~AFFFH。要求：采用完全译码的方法,即所有地址线全部连接,每个单元只占用唯一的1个地址。要求画出系统连接图，包括MCS51单片机、373锁存器、138译码器和6116存储器。A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A01010000000000000A000H1010011111111111A7FFH

1010100000000000A800H1010111111111111AFFFHP2.5P2.4P2.3P2.76116(1)

CE6116(2)

CEP2.6

74LS138ABCG1

G2A

G2B

Y0

Y1

Y4

Y7

Y5

用4片6116（2K×8）芯片扩展

MCS51单片机的片外存储器空间,分配的地址范围为

A000H~BFFFH。A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A01010000000000000A000H1010011111111111A7FFH1010100000000000A800H1010111111111111AFFFH1011000000000000B000H1011011111111111B7FFH1011100000000000B800H1011111111111111BFFFHP2.5P2.4P2.3P2.76116(1)

CE6116(2)

CEP2.6

74LS138ABCG1

G2A

G2B

Y0

Y1

Y4

Y7

Y5

Y6

6116(3)

CE6116(4)

CE用4片6264（8K×8）芯片扩展

MCS51单片机的片外存储器空间,分配的地址范围为

8000H~9FFFH，A000H~BFFFH。

C000H~DFFFH，E000H~FFFFH。

要求：采用完全译码的方法,即所有地址线全部连接,每个单元只占用唯一的1个地址。要求画出系统连接图，包括MCS51单片机、373锁存器、138译码器和6264存储器。用4片6264（8K×8）芯片扩展

MCS51单片机的片外存储器空间,分配的地址范围为

8000H~FFFFH。A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A010000000000000008000H10011111111111119FFFH1010000000000000A000H1011111111111111BFFFH1100000000000000C000H11011111111