1、程序存储器ROM的扩展数据存储器RAM的扩展并行I/O口的扩展第第章章单单片片机机系系统统扩扩展展 本章内容本章内容Single Chip Microcomputer1 1实训目的实训目的(1)掌握扩展片外RAM的方法及使用。(2)熟悉8155可编程接口芯片的内部组成。(3)掌握8155初始化的方法及I/O口的使用。(4)了解8155内部定时器和RAM的编程使用。(5)认识片外RAM及8155相关地址的确定。实训实训6 6 片外片外RAMRAM对信号灯的控制及可编程对信号灯的控制及可编程I/OI/O口的应用口的应用 2 2实训设备与器件实训设备与器件实训设备：单片机开发系统、微机。实训器件：组
2、合教具。3 3实训程序实训程序参考程序参考程序1：对片外：对片外RAM写入数据并输出，控制写入数据并输出，控制P1口的亮灭状态。口的亮灭状态。ORG 0000H MOV DPTR,#1000H ；指向片外；指向片外RAM的首地址的首地址 MOV A,#0FEH ；设置第一个要送入的数据；设置第一个要送入的数据 MOV R1,#08H ；设循环次数；设循环次数WRITE:MOVX DPTR,A ；向；向RAM中写入数据中写入数据 INC DPTR ；片外；片外RAM地址加地址加1 CLR CY RL A ；更新数据；更新数据 DJNZ R1,WRITE ；8次未送完，继续写入，否则顺序执行下一条
3、指令次未送完，继续写入，否则顺序执行下一条指令 MOV R1,#08H ；再次设置循环次数；再次设置循环次数START:MOV DPTR,#1000H ；指向第一个数据单元；指向第一个数据单元1000HREAD:MOVX A,DPTR ；读出数据到；读出数据到A累加器累加器 MOV P1,A ；送；送P1口点亮发光二极管口点亮发光二极管 LCALL DELAY ；延时一段时间；延时一段时间 INC DPTR ；更新地址；更新地址 DJNZ R1,READ ；连续读出；连续读出8个数据，送个数据，送P1口显示口显示 SJMP START ；8个数据读完，继续从第一个数据单元开始。个数据读完，继续
4、从第一个数据单元开始。END注注:延时子程序参见第延时子程序参见第4章。章。参考程序参考程序2：对：对8155初始化，使初始化，使I/O口控制口控制LED的显示情况。的显示情况。ORG 0000H MOV DPTR，#4400H ；指向；指向8155命令寄存器命令寄存器 MOV A，#03H MOVX DPTR,A ；写入控制字。；写入控制字。A口、口、B口为输出，口为输出，C口为输入。口为输入。INC DPTR ；指向；指向8155A口口 MOV A，#00H MOVX DPTR，A ；向；向A口写入口写入00H，输出选中所有，输出选中所有8个个LED。INC DPTR ；指向；指向8155
5、B口口 MOV A，#OFFH MOVX DPTR，A ；向；向B口写入某个字型码，输出点亮口写入某个字型码，输出点亮8个个LED。SJMP$END4.4.实训分析与总结实训分析与总结 分析参考程序2，我们注意到，对扩展I/O口芯片8155的写操作也是MOVX DPTR，A，与片外RAM的使用方法相同，读操作也是一样，因此这就要求片外RAM和扩展I/O口的地址不能冲突，在扩展连接时，二者要统一考虑，统一编址。在实际应用中，不仅要扩展RAM和I/O口，当单片机内部用于存放程序、表格的程序存储器容量不够时，也需要扩展。对这三者的扩展方法、常用芯片和使用方法是本章重点讨论的内容。问题的提出在单片机应
6、用在单片机应用系统的设计中系统的设计中,往往出现往往出现RAM,RAM,ROMROM或者或者I/OI/O口口不够的情况，不够的情况，怎么办？怎么办？ROMROM的扩展的扩展 RAMRAM的扩展的扩展并行并行I/OI/O口的扩展口的扩展6.1 程序存储器ROM的扩展8051有片内有片内ROM的容量：的容量：4K片外最大可扩展片外最大可扩展64K ROM。有关的管脚：有关的管脚：EA 可用来扩展的存储器芯片：可用来扩展的存储器芯片：EPROM：2716（2K*8），2732，2764，27256等等EEPROM：2816（2K*8），2864，28128等等v还要用到锁存器芯片：例还要用到锁存器芯
7、片：例74LS373。EPROM扩展实例-在8031单片机上扩展4KB EPROM.D7 Q7 373D0 Q0 G控制线控制线A11A8A7A0 2732O7O0OE CEP2.3P2.0P0.7 8031 P0.0ALEPSEN12根地址线根地址线8根数据线根数据线读外部程序存储器时序读外部程序存储器时序ALEPSEN注意：上述时序是在取指令过程中自动产生注意：上述时序是在取指令过程中自动产生 一个机器周期一个机器周期送地址送地址取出指令取出指令地址范围的确定v取决于CE（片选）和地址线的接法，本例中CE接地。请确定地址范围（教材P141）v试根据电路图，确定其中EPROM的地址范围。v注
8、意：实训电路中CE的连接，当同时扩展多片ROM时，可采用译码法或线选法来分别选中芯片，每个芯片分配的地址范围不同。6.2 数据存储器RAM的扩展8031片内片内RAM的容量：的容量：128B片外最大可扩展片外最大可扩展64K RAM。v可用来扩展的存储器芯片：可用来扩展的存储器芯片：SRAM 6116，6264，62256等等 也要用到锁存器芯片：例也要用到锁存器芯片：例74LS373。实训电路图实训电路图举一反三RAM的扩展v6264RAM的地址范围可与2764ROM的相同因为不同的指令访问将产生不同的控制信号控制信号ROM：MOVC指令及取指令操作 有效，、无效RAM：MOVX 无效，/有
9、效 MOVX A，DPTR;读操作，产生 低电平信号 MOVX DPTR,A;写操作，产生 低电平信号 v试确定图中的EEPROM芯片2864是作为程序存储器还是数据存储器使用？看控制线 PSENRDWRPSENRDWRRDWR读读/写外部数据存储器时序写外部数据存储器时序PSEN一个机器周期一个机器周期ALE一个机器周期一个机器周期RD/WR访问访问ROM，取取出出MOVX指令指令访问访问RAM读读/写数据写数据送地址送地址注意：上述红色线时序是在执行MOVX 指令情况下6.3 并行I/O口的扩展 常用的扩展方法有：v简单的I/O口扩展v可编程I/O口芯片v利用串行口扩展并行口v51单片机有
10、单片机有4组并口组并口P0-P3，为什么还要扩展为什么还要扩展I/O口？口？扩展扩展I/OI/O口与外部口与外部RAMRAM统一编址统一编址使用同样的指令使用同样的指令MOVXMOVX访问访问控制总线控制总线RD/WRRD/WR扩展扩展I/OI/O口与外部口与外部RAMRAM统一编址统一编址使用同样的指令使用同样的指令MOVXMOVX访问访问控制总线控制总线RD/WRRD/WR扩展扩展I/OI/O口与外部口与外部RAMRAM统一编址统一编址使用同样的指令使用同样的指令MOVXMOVX访问访问控制总线控制总线RD/WRRD/WR扩展扩展I/OI/O口与外部口与外部RAMRAM统一编址统一编址使用
11、同样的指令使用同样的指令MOVXMOVX访问访问控制总线控制总线RD/WRRD/WR扩展扩展I/OI/O口与外部口与外部RAMRAM统一编址统一编址使用同样的指令使用同样的指令MOVXMOVX访问访问控制总线控制总线RD/WRRD/WR扩展扩展I/OI/O口与外部口与外部RAMRAM统一编址统一编址使用同样的指令使用同样的指令MOVXMOVX访问访问控制总线控制总线RD/WRRD/WR扩展扩展I/OI/O口与外部口与外部RAMRAM统一编址统一编址使用同样的指令使用同样的指令MOVXMOVX访问访问控制总线控制总线RD/WRRD/WR简单I/O口扩展v用并行口扩展I/O口 选择TTL电路或MO
12、S电路即能组成简单的扩展I/O口。如：用8位三态缓冲器74LS244可扩展输入口；用8D锁存器74LS273、74LS373、74LS377 等可组成输出口。P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.0WRRDDDDDDDDDQQQQQQQQ0123456701234567DDDDDDDDQQQQQQQQ0123456701234567CLRKKKKKKKK01234567+5VLED0LED1LED2LED3LED4LED5LED6LED711G1803174LS27374LS244G2CP口地址的确定及编程应用因为因为74LS273和和74LS244都是在都是在
13、P2.0为为0时被选通时被选通,所以二者所以二者地址都可以为地址都可以为。两个芯片的地址虽然相同两个芯片的地址虽然相同,但可以通过读写操作来区别但可以通过读写操作来区别编程应用如下：编程应用如下：MOV DPTR，#0FEFFH ；指向口地址指向口地址MOVX A，DPTR ;指向指向74LS244读入数据，检测按键读入数据，检测按键MOVX DPTR，A ；指向指向74LS273输出数据，驱动输出数据，驱动LEDSJMP$可编程I/0芯片的使用v可编程I/O芯片是指芯片功能可由指令来确定，即需要对其编程。v常用的I/O口芯片有8255和8155。8155的结构和技术性能在8155内部具有：v
14、（1）256字节的静态RAMv（2）三个通用的输入/输出口v（3）一个14位的可编程定时/计数器v（4）地址锁存器和数据总线MCS-51单片机与8155的接口与操作做片外RAM使用：CE=0,IO/M=0做扩展I/O口使用：CE=0,IO/M=1片内片内RAM0000H00FFH命令命令/状态寄存器状态寄存器:0400HPA:0401HPB:0402HPC:0403H80518155RSTRESETALEALERDRDWRWRP0AD0-7CEIO/MP2.1P2.2+5VPAPBPC8设置8155工作方式TM2 TM1 IEB IEA PC2 PC1 PB PA控制字（只写不读）PB PA（
15、A/B口方式）：0输入，1输出PC2 PC100 方式1：A、B口基本I/O,C口输入11 方式2：A、B口基本I/O,C口输出01 方式3：A口选通I/O,B口基本I/O10 方式4：A、B口选通I/OIEB IEA（A/B口中断）：0禁止中断，1允许中断TM2 TM1 00：空操作 01：停止计数 10：计满后停止 11：开始计数计数器方式设置8155工作方式示例 如在实训中，扩展了8155用于连接8个LED显示和键盘为此需设置A、B口为基本输出方式，C口为基本输入方式。设置方法：设置方法：MOV DPTRMOV DPTR，#CWR#CWR ；设设CWRCWR为命令寄存器的地址。为命令寄存
16、器的地址。MOV AMOV A，#03H#03H ；A A、B B口为基本输出方式，口为基本输出方式，C C口口 ；为基本输入方式；为基本输入方式MOVX DPTR,AMOVX DPTR,A ；写控制字写控制字NOTE：在使用在使用8155前必须设置好工作方式，否则将无法正常工作。前必须设置好工作方式，否则将无法正常工作。P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0A11A10 A9A8A7A6A5A4A3A2A1A00000000000000000000000010.0.0.0.0.0.0.0.0.0.1.0.111111111111273
17、2地址范围：地址范围：0000H0FFFH共共212个单元，即容量个单元，即容量=212=4096=4KBP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7PSENOECEAA0127648031ALEG OEDDDDDDDD01234567QQQQQQQQ01234567EA74LS138P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.7P2.6AAAAAAAAAAA23456789101112Y0O0O1O2O3O4O5O6O774LS373(8K*8)VppVGM+5VP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7WRRDOEWECE1AA01626
18、48051ALEG OEDDDDDDDD01234567QQQQQQQQ01234567EA74LS138P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.7P2.6AAAAAAAAAAA23456789101112Y1CE2+5VI/O0I/O1I/O2I/O3I/O4I/O5I/O6I/O7P2.0P2.1P2.2P2.3P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.7P0.618171413874319161512396524567891023212425191817161513121130242322213233343536373839111D7D6D5D4D3D2D1D0Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0I/O7I/O6I/O5I/O4I/O3I/O2I/O1I/O0ALEGOEGND281420Vcc GNDCEGND286480318K X 874LS373A12WEP2.4WR2516227+5VRD1722OERAMRAM扩展实例扩展实例-在在80518051单片机上扩展单片机上扩展2 2K RAMK RAM.D7 Q7 373D0 G Q0A10A8A7A0 6116O7O0RDWR CEP2.2P2.0P0.7 8051 P0.0ALERDWRP2.7
