单片机的扩展技术-存储器的系统扩展

任务一了解存储器的系统扩展一、任务描述在单片机应用系统设计中，当单片机内部固有的存储器容量不能满足系统要求时，需要对存储器进行外部系统扩展。使用数据存储器芯片HM6264和程序存储器芯片27C512对AT89C51单片机进行存储器扩展，编写数据转移程序，将程序存储器中的表格数据值存入外部数据存储器中，然后再读回，当数据移动结束后LED点亮。二、硬件设计单片机存储器扩展电路如图7-1所示，使用EPROM27C512芯片进行片外ROM的扩展。27C512具有64KB空间，使用了全部16根地址线，因为只有一片ROM芯片，故片选线CE直接接地。由于单片机的EA引脚接Vcc，所以首先使用了片内ROM。使用HM6264芯片进行片外RAM的扩展，HM6264具有8KB空间，使用了13根地址线，同样只有一片RAM芯片，故片选线CS接Vcc，CE接地。电路设计关键在于：P0口分时复用，故采用74LS373进行地址锁存，单片机ALE引脚与74LS373的LE相连；单片机的读、写引脚RD和WD与HM6264的OE和WE相连，实现对外部RAM的读写；单片机的PSEN与27C512的OE相连，实现从外部ROM执行程序。：因为两者使用的控制线不同，所以对外部RAM和外部ROM的访问是独立的。任务一了解存储器的系统扩展图7-1单片机存储器扩展电路任务一了解存储器的系统扩展三、相关知识知识点一：MCS-51系列单片机片外总线结构1.地址总线(AB)地址总线用于传送单片机送出的地址信号，实现对外部设备(存储器和I／O端口)的选择，是单向的，由单片机向外发送信息。2.数据总线(DB)数据总线用于单片机与外部设备之间数据传送，是双向的。MCS51单片机数据总线由P0口提供，宽度为1个字节，8位。该口是应用系统中使用最频繁的通道，它不仅传送数据信息，而且还配合控制总线，传送低8位地址信息。3.控制总线(CB)控制总线是配合地址总线和数据总线实现单片机对外部设备进行读／写操作的一组控制线。其中包括：(1)ALE用于锁存P0输出的低8位地址，在其下降沿控制锁存器对低8位地址进行锁存。(2)RD和WR用于片外数据存储器和I／O端口的读／写选通信号。(3)PSEN信号用于外部程序存储器的读选通信号。(4)EA信号用于片内、外程序存储器的选择信号。4.地址线译码方式(1)线选方式。(2)全译码方式。(3)局部译码方式。任务一了解存储器的系统扩展知识点二：程序存储器的扩展1.半导体存储器半导体存储器是微型计算机的重要记忆元件，用于存储程序、常数和动态数据。通常按功能分为只读存储器ROM(ReadOnlyMemory)和随机存取存储器RAM(RandomAccessMemory)。(1)只读存储器(ROM)：ROM所存储的信息在正常情况下只能读出，不能随意改变，其信息不会丢失，一般作为程序存储器使用。(2)随机存储器(RAM)：RAM是一种在正常情况下可以随机写入或读出存储信息的器件，掉电后信息会丢失，一般作为数据存储器使用。(3)半导体存储器两个主要技术指标：存储容量和存取速度。存储容量是指一块芯片中所能存储的信息位数(bit)，即字数和字长的乘积。一般以字节的数量表示，如16K×8位的芯片，表示为16KB。存取速度是指CPU从存储器读出或写入一个数据所需要的时间,一般为几十到几百纳秒，其速度要与CPU速度相匹配。任务一了解存储器的系统扩展2.常用程序存储器芯片(1)紫外线擦除可编程EPROM型芯片：主要有2716、2732、2764、27128、27256、27512等。(2)E2PROM型芯片：主要有串行和并行两种。3.程序存储器扩展电路8031单片机扩展一片2764作为外部程序存储器的接口电路如图7-7所示，EA接地。任务一了解存储器的系统扩展知识点三：数据存储器的扩展1.常用数据存储器芯片随机存取存储器RAM是一种正常工作时既能读又能写的存储器，通常用来存放数据、中间结果和最终结果等。RAM按器件制造工艺不同分为：双极型RAM和MOSRAM。MOSRAM按信息存储的方式不同又分为静态RAM和动态RAM两种。静态RAM的存储容量较小，动态RAM的存储容量较大。2数据存储器扩展电路数据存储器扩展和程序存储器扩展原理基本相同，只是控制线的连接有些不同，数据存储器OE端与单片机读允许信号RD相连，数据存储器WE端与单片机写允许信号WD相连，ALE的连接与程序存储器相同。任务一了解存储器的系统扩展四、软件设计根据硬件电路图7-1，进行系统软件设计，对程序存储器和数据存储器进行测试。对存储器的访问采用三总线方式，实现如下功能：将定义在程序存储器中的表格数据存入外部数据存储器6264的0x100处；然后将写入的数据读回后逆向复制到0x200处。程序设计如下：(1)在程序存储器中定义表格数据，需使用数组变量，而且在变量声明时使用code标识符。例如：unsignedcharcodetab［］＝{1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15}。定义在ROM区的数据只能读取，不能修改。(2)对外部数据存储器的访问采用绝对地址访问方式，例如：unsignedchari；i=XBYTE［0x100］；XBYTE［0x200］=i；任务一了解存储器的系统扩展(3)源程序代码如下：/************************************************************名称：程序存储器和数据存储器扩展测试模块名：AT89C51，27C512，6264功能描述：本例首先从ROM读取15个表格数据，将写入外部RAM的0x100，然后将写入的数据读取后逆向复制到0x200处************************************************************/#include＜reg51h＞#include＜absacch＞#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharcodetab［］={1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，1l，12，13，14，15}sbitLED=Pl^0；//定义指示灯，功能完成后点亮，低有定义／／主程序voidmain(){uinti；LED=1；for(i=0；i<15；i++){XBYTE［0x0100+i］=tab［i］；//将ROM数