第7章(并行扩展技术)

第7章机械工业出版社同名教材配套电子教案第7章80C51并行扩展技术本章要点

并行扩展总线组成(地址、数据、控制总线)

并行扩展寻址方式（线选法、译码法）并行扩展EPROM

并行扩展E2PROM

并行扩展RAM

用74系列芯片并行扩展I/O口扩展总线驱动能力

80C51系列单片机有很强的外部扩展能力。外部扩展可分为并行扩展和串行扩展两大形式。早期的单片机应用系统以采用并行扩展为多，近期的单片机应用系统以采用串行扩展为多。外部扩展的器件可以有ROM、RAM、I/O口和其他一些功能器件，扩展器件大多是一些常规芯片，有典型的扩展应用电路，可根据规范化电路来构成能满足要求的应用系统。§7-1

并行扩展概述一、并行扩展连接方式

1、并行扩展总线组成

⑴数据传送:由数据总线DB（D0～D7）完成；

D0～D7由P0口提供

⑵单元寻址:由地址总线AB（A0～A15）完成；低8位地址线A0～A7由P0口提供高8位地址线A8～A15由P2口提供。⑶交互握手:由控制总线CB完成。控制线有PSEN、WR、RD、ALE、EA2、并行扩展容量可分别扩展64KBROM（包括片内ROM）和64KB外RAM。⑤

WR：输出，用于写外RAM选通，执行MOVX写指令时，

WR会自动有效，与外RAM写允许端WE连接。

80C51控制总线，有以下几条：①ALE：输出，用于锁存P0口输出的低8位地址信号，与地址锁存器门控端G连接。②PSEN：输出，用于外ROM读选通控制，与外ROM输出允许端OE连接。③EA：输入，用于选择读内/外ROM。EA=1，读内ROM；EA=0，读外ROM。一般情况下，有并且使用内ROM时，

EA接Vcc；无内ROM或仅使用外ROM时，EA接地。④RD：输出，用于读外RAM选通，执行MOVX读指令时，

RD会自动有效，与外RAM读允许端OE连接。⑥

P2.X：并行扩展外RAM和I/O时，通常需要片选控制，一般由P2口高位地址线担任。二、并行扩展寻址方式

存储器片内存储单元子地址：

由与存储器地址线直接连接的地址线确定；

存储器芯片地址：

由高位地址线产生的片选信号确定。低位地址线A0～A10实现片内寻址。高位地址线A11～A13实现片选（A11～A13中只允许有一根为低电平，另二根必须为高电平，否则出错）。无关位A14、A15可任取，一般取“1”。高位地址线直接连到存储器芯片的片选端。1、线选法二进制表示

16进制表示

无关位片外地址线片内地址线A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0芯片Ⅰ1111000000000000F000H................～1111011111111111F7FFH芯片Ⅱ1110100000000000E800H................～1110111111111111EFFFH

芯片Ⅲ1101100000000000D800H................～1101111111111111DFFFH表7-1

线选法三片存储器芯片地址分配表缺点：①芯片地址空间不连续； ②存在地址重叠现象。线选法优点：连接简单；适用于扩展存储容量较小的场合。通过译码器将高位地址线转换为片选信号。2、译码法二进制表示

16进制表示

无关位片外地址线片内地址线A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0芯片Ⅰ10000000000000008000H................～100001111111111187FFH芯片Ⅱ10001000000000008800H................～10001111111111118FFFH芯片Ⅲ10010000000000009000H................～100101111111111197FFH表7-3译码法三片存储器芯片地址分配表

译码法的另一个优点是若译码器输出端留有剩余端线未用时，便于继续扩展存储器或I/O口接口电路。

译码法与线选法比较，硬件电路稍复杂，需要使用译码器，但可充分利用存储空间，全译码时还可避免地址重叠现象，局部译码因还有部分高位地址线未参与译码，因此仍存在地址重叠现象。

译码法和线选法不仅适用于扩展存储器(包括外RAM和外ROM)，还适用于扩展I/O口(包括各种外围设备和接口芯片)。§7-2并行扩展外ROM一、扩展EPROM②高位地址：视EPROM芯片容量大小。2764需5位，P2.0～P2.4与2764A8～A12相连；27128需6位，P2.0～P2.5与27128A8～A13相连。⑴地址线①低8位地址：由80C51P0.0～P0.7与74373DO～D7端连接，ALE有效时74373锁存该低8位地址，并从Q0～Q7输出，与EPROM芯片低8位地址AO～A7相接。⑵数据线：由80C51地址/数据复用总线P0.0～P0.7直接与EPROM数据线DO～D7相连。⑶控制线①ALE：80C51ALE端与74373门控端G相连，专用于锁存低8位地址。②片选端：由于只扩展一片EPROM，因此一般不用片选，EPROM片选端CE直接接地。

③输出允许：EPROM的输出允许端OE直接与80C51PSEN相连，80C51的PSEN信号正好用于控制EPROM

OE端。④

EA：有并且使用内ROM时，EA接Vcc；无内ROM或仅使用外ROM时，EA接地。①地址线、数据线仍按80C51一般扩展外ROM的方式连接。②片选线一般由80C51高位地址线控制，并决定E2PROM口地址。③将E2PROM用作外ROM时，80C51PSEN与E2PROMOE端相连。由80C51的PSEN控制E2PROM的读出(输出允许OE)。④将E2PROM当作外RAM时，因需要对E2PROM进行在线擦写，因此80C51的WR与E2PROMWE端相连，此时应使用MOVX指令，且应注意E2PROM的地址范围与外RAM不能重复重迭，否则出错。二、扩展E2PROM⑴将E2PROM用作外ROM

E2PROM用作外ROM时，执行MOVC指令，读选通由PSEN控制；E2PROM用作外RAM时，执行MOVX指令，读选通由RD控制。读E2PROM时，速度与EPROM相当，完全能满足CPU要求。写E2PROM时，速度很慢，因此，不能将E2PROM当作一般RAM使用。每写入一个（页）字节，要延时10mS以上，使用时应予以注意。⑵将E2PROM同时用作外ROM和外RAM§1-1并行扩展外RAM1、80C51扩展外RAM时典型连接电路⑴

地址线、数据线仍按80C51一般扩展ROM时方式连接，高位地址线视RAM芯片容量，6116需3根，6264需5根。⑵

片选线一般由80C51高位地址线控制，并决定RAM的口地址。6264有2个片选端只须用其一个，一般用CE1，CE2直接接Vcc。

按图7-12，6116的地址范围是7800H～7FFFH；

按图7-13，6264的地址范围是6000H～7FFFH（无关位为1）。⑶

读写控制线由80C51的RD、WR分别与RAM芯片的OE、WE相接。2、80C51同时扩展外ROM和外RAM时典型连接电路⑴地址线、数据线仍按80C51一般扩展外ROM时方式连接。⑵片选线，因外ROM只有一片，无需片选。2764CE直接接地，始终有效。外RAM虽然也只有一片，但系统可能还要扩展I/O口，而I/O口与外RAM是统一编址的，因此一般需要片选，6264CE1接P2.5，CE2直接接Vcc，这样6264的地址范围为C000H～DFFFH，P2.6、P2.7可留给扩展I/O口片选用。⑶读写控制线，读外ROM执行MOVC指令，由PSEN控制2764OE，读写外RAM执行MOVX指令，由RD控制6264OE，WR控制6264WE。§7-4

用74系列芯片并行扩展I/O口扩展I/O口分类：并行扩展和串行扩展；可编程和不可编程。80C51并行扩展I/O口是将I/O口看作外RAM的一个存储单元，与外RAM统一编址，操作时执行MOVX指令和使用RD﹑WR控制信号。从理论上讲，扩展I/O口最多可扩展64000个I/O口。构成输出口时，接口芯片应具有锁存功能；构成输入口时，接口芯片应具有三态缓冲和锁存功能。一、74373扩展输入口

G接高电平，门控始终有效；从D0～D7输入的信号能直达Q0～Q7输出缓冲器待命；由80C51的RD和P2.7（一般用P2.0～P2.7为宜）经过或门与74373OE端相连。用74373扩展80C51输入口的优点:线路简单、价格低廉、编程方便。IND:MOVDPTR,#7FFFH;置373口地址

MOVR0,#30H;置内RAM数据存储区首址IND0:MOVXA,@DPTR;输入数据

MOV@R0,A;存数据

INCR0;指向下一存储单元

LCALLDLY1s