1、4.1 程序存储器扩展程序存储器扩展 4.2 数据存储器扩展数据存储器扩展 4.3 并行并行I/O口扩展口扩展第第4章章 单片机系统扩展单片机系统扩展4.1 程序存储器扩展程序存储器扩展 4.1.1 单片机程序存储器概述单片机程序存储器概述 单片机应用系统由硬件和软件组成，软件的载体就是硬件中的程序存储器。对于MCS-51系列8位单片机，片内程序存储器的类型及容量如表6.1所示。表41 MCS-51系列单片机片内程序存储器一览表单片机型号单片机型号片内程序存储器片内程序存储器类型类型容量容量/B8031 无无 8051 ROM4K8751 EPROM 4K8951 Flash 4K26P2.6
2、27P2.728PSEN29ALE/P30TXD11RXD108031WRP20P21P22P23P24接8031RD接8031WR接8031ALE接8031RESET接8031P2274LS138200 8AD012PA021AD113PA122AD214PA223AD315PA324AD416PA425AD517PA526AD618PA627AD719PA728PB029CE8PB130RD9PB231WR10PB332IO/M7PB433ALE11PB534PB635PB736TMROUT6PC037PC138TMRIN3PC239PC31PC42RESET4PC558155edcdpb
3、afg70123456VCCPC0PC1PC2PC3PA0PA701234567891011121314155.1 k4D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE1174LS373A1B2C3E14E25E36Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77VCCP25P26P27A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A1021A1123A122CS120CS226WE27OE22D011D112D213D315D416D517D618D7196264VCCEA/VP31X1
4、19X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P0.039P0.138P0.237P0.336P0.435P0.534P0.633P0.732P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.5 对于没有内部ROM的单片机或者当程序较长、片内ROM容量不够时，用户必须在单片机外部扩展程序存储器。MCS-51单片机片外有16条地址线，即P0口和P2口，因此最大寻址范围为64 KB（0000HFFFFH）。这里要注意的是，MCS-51单片机有一个管脚 跟程序存储器的扩展
5、有关。如果 接高电平，那么片内存储器地址范围是0000H0FFFH（4 KB），片外程序存储器地址范围是1000HFFFFH（60 KB）。如果 接低电平，不使用片内程序存储器，片外程序存储器地址范围为0000HFFFFH（64 KB）。EAEAEA 8031单片机没有片内程序存储器，因此 管脚总是接低电平。扩展程序存储器常用的芯片是EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory）型（紫外线可擦除型），如2716（2K8）、2732（4K8）、2764（8K8）、27128（16K8）、27256（32K8）、27512（64K8）等。另外，还有+5
6、V电可擦除EEPROM，如2816（2K8）、2864（8K8）等等。如果程序总量不超过4 KB，一般选用具有内部ROM的单片机。8051内部ROM只能由厂家将程序一次性固化，不适合小批量用户和程序调试时使用，因此选用8751、8951的用户较多。如果程序超过4 KB，用户一般不会选用8751、8951，而是直接选用8031，利用外部扩展存储器来存放程序。EA 4.1.2 EPROM程序存储器扩展实例程序存储器扩展实例 紫外线擦除电可编程只读存储器EPROM是国内用得较多的程序存储器。EPROM芯片上有一个玻璃窗口，在紫外线照射下，存储器中的各位信息均变1，即处于擦除状态。擦除干净的EPROM
7、可以通过编程器将应用程序固化到芯片中。例:在8031单片机上扩展4 KB EPROM程序存储器。(1)选择芯片。本例要求选用8031单片机，内部无ROM区，无论程序长短都必须扩展程序存储器（目前较少这样使用，但扩展方法比较典型、实用）。在选择程序存储器芯片时，首先必须满足程序容量，其次在价格合理情况下尽量选用容量大的芯片。这样做的话，使用的芯片少，从而接线简单，芯片存储容量大，程序调整余量也大。如估计程序总长3 KB左右，最好是扩展一片4 KB的EPROM 2732，而不是选用2片2716（2 KB）。在单片机应用系统硬件设计中应注意，尽量减少芯片使用个数，使得电路结构简单，提高可靠性，这也是
8、8951比8031使用更加广泛的原因之一。(2)硬件电路图。8031单片机扩展一片2732程序存储器电路如图所示。图4.2 单片机扩展2732 EPROM电路P2.0P2.1P2.2P2.3P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.7P0.61817141387431916151219652234567821192223171615141311109202930242322213233343536373839111D7D6D5D4D3D2D1D0Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0O7O6O5O4O3O2O1O0OE/VPPALEPS
9、ENG OEGNDGND241218VCC GNDCEEA31GND803127324K874LS3735 V (3)芯片说明。74LS373。74LS373是带三态缓冲输出的8D锁存器，由于片机的三总线结构中，数据线与地址线的低8位共用P0口，因此必须用地址锁存器将地址信号和数据信号区分开。74LS373的锁存控制端G直接与单片机的锁存控制信号ALE相连，在ALE的下降沿锁存低8位地址。EPROM 2732。EPROM 2732的容量为4 K8位。4 K表示有41024（22210=212）个存储单元，8位表示每个单元存储数据的宽度是8位。前者确定了地址线的位数是12位（A0A11），后者确
10、定了数据线的位数是8位（O0O7）。目前，除了串行存储器之外，一般情况下，我们使用的都是8位数据存储器。2732采用单一+5 V供电，最大静态工作电流为100 mA，维持电流为35 mA，读出时间最大为250 ns。2732的封装形式为DIP24，管脚如图6.3所示。图4.3 EPROM 2732管脚及说明 A71A62A53A44A35A26A17A08O09O110O211GND12O313O414O515O616O717CE18A1019OE/VPP20A1121A922A823VCC242732 其中，A0A11为地址线；O0O7为数据线；为片选线；/VPP为输出允许/编程高压。除了1
11、2条地址线和8条数据线之外，为片选线，低电平有效。也就是说，只有当 为低电平时，2732才被选中，否则，2732不工作。/VPP为双功能管脚，当2732用作程序存储器时，其功能是允许读数据出来；当对EPROM编程（也称为固化程序）时，该管脚用于高电压输入，不同生产厂家的芯片编程电压也有所不同。当我们把它作为程序存储器使用时，不必关心其编程电压。CEOECECEOE (4)扩展总线的产生。一般的CPU，像INTEL 8086/8088、Z80等，都有单独的地址总线、数据总线和控制总线，而MCS-51系列单片机由于受管脚的限制，数据线与地址线是复用的，为了将它们分离开来，必须在单片机外部增加地址锁
12、存器，构成与一般CPU相类似的三总线结构。(5)连线说明：地址线。单片机扩展片外存储器时，地址是由P0和P2口提供的。图6.2中，2732的12条地址线（A0A11）中，低8位A0A7通过锁存器74LS373与P0口连接，高4位A8A11直接与P2口的P2.0P2.3连接，P2口本身有锁存功能。注意，锁存器的锁存使能端G必须和单片机的ALE管脚相连。数据线。2732的8位数据线直接与单片机的P0口相连。因此，P0口是一个分时复用的地址/数据线。控制线。CPU执行2732中存放的程序指令时，取指阶段就是对2732进行读操作。注意，CPU对EPROM只能进行读操作，不能进行写操作。CPU对2732
13、的读操作控制都是通过控制线实现的。2732控制线的连接有以下几条：直接接地。由于系统中只扩展了一个程序存储器芯片，因此，2732的片选端直接接地，表示2732一直被选中。若同时扩展多片，需通过译码器来完成片选工作。：接8031的读选通信号端。在访问片外程序存储器时，只要端出现负脉冲，即可从2732中读出程序。CEOE (6)扩展程序存储器地址范围的确定。单片机扩展存储器的关键是搞清楚扩展芯片的地址范围，8031最大可以扩展64 KB（0000HFFFFH）。决定存储器芯片地址范围的因素有两个：一个是片选端的连接方法，一个是存储器芯片的地址线与单片机地址线的连接。在确定地址范围时，必须保证片选端
14、为低电平。本例中，2732的片选端总是接地，因此第一个条件总是满足的，另外，2732有12条地址线，与8031的低12位地址相连，编码结果如下：实训电路中，系统扩展了一片EPROM 2764，请读者对照上述6点理清连接方法，从而确定实训板中2764的地址范围。(7)EPROM的使用。存储器扩展电路是单片机应用系统的功能扩展部分，只有当应用系统的软件设计完成了，才能把程序通过特定的编程工具（一般称为编程器或EPROM固化器）固化到2732中，然后再将2732插到用户板的插座上（扩展程序存储器一定要焊插座）。当上电复位时，PC=0000H，自动从2732的0000H单元取指令，然后开始执行指令。如
15、果程序需要反复调试，可以用紫外线擦除器先将2732中的内容擦除，然后再固化修改后的程序，进行调试。如果要从EPROM中读出程序中定义的表格，需使用查表指令：MOVC A,A+DPTRMOVC A,A+PC 4.1.3 EEPROM扩展实例扩展实例 电擦除可编程只读存储器EEPROM是一种可用电气方法在线擦除和再编程的只读存储器，它既有RAM可读可改写的特性，又具有非易失性存储器ROM在掉电后仍能保持所存储数据的优点。因此，EEPROM在单片机存储器扩展中，可以用作程序存储器，也可以用作数据存储器，至于具体做什么使用，由硬件电路确定。EEPROM作为程序存储器使用时，CPU读取EEPROM数据同
16、读取一般EPROM操作相同；但EEPROM的写入时间较长，必须用软件或硬件来检测写入周期。例4.2 在8031单片机上扩展2KB EEPROM。(1)选择芯片。选择芯片。2816A和2817A均属于5 V电擦除可编程只读存储器，其容量都是2K8位。2816A与2817A的不同之处在于：2816A的写入时间为915 ms，完全由软件延时控制，与硬件电路无关；2817A利用硬件引脚 来检测写操作是否完成。在此，我们选用2817A芯片来完成扩展2KB EEPROM，2817A的封装是DIP28，采用单一+5 V供电，最大工作电流为150 mA，维持电流为55 mA，读出时间最大为250 ns。片内设
17、有编程所需的高压脉冲产生电路，无需外加编程电源和写入脉冲即可工作。BUSY/RDY 2817A在写入一个字节的指令码或数据之前，自动地对所要写入的单元进行擦除，因而无需进行专门的字节/芯片擦除操作。2817A的管脚如图6.4所示。其中，A0A10为地址线；I/O0I/O7为读写数据线；为片选线；为读允许线，低电平有效；为写允许线，低电平有效；为低电平时，表示2817A正在写操作，处于忙状态，高电平时，表示写操作完毕；VCC为+5 V电源；GND为接地端。2817A的读操作与普通EPROM的读出相同，所不同的只是可以在线进行字节的写入。CEOEBUSY/RDY图4.4 2817A的管脚RDY/B
18、USY1NC2A73A64A55A46A37A28A19A010I/O011I/O112I/O213GND14I/O315I/O416I/O517I/O618I/O719CE20A1021OE22NC23A9242817AA825NC26WE27VCC28 2817A的写入过程如下：CPU向2817A发出字节写入命令后，2817A便锁存地址、数据及控制信号，从而启动一次写操作。2817A的写入时间大约为16 ms左右，在此期间，2817A的脚呈低电平，表示2817A正在进行写操作，此时它的数据总线呈高阻状态，因而允许CPU在此期间执行其它的任务。当一次字节写入操作完毕，2817A便将线置高，由
19、此来通知CPU。(2)硬件电路图。硬件电路图。单片机扩展2817A的硬件电路图如图4.5所示。图4.5 单片机扩展2817A EEPROM电路 P2.0P2.1P2.2WRP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.7P0.6181714138743191615123965245678910272124251918171615131211202930162322213233343536373839111D7D6D5D4D3D2D1D0Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0WEA10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0I/O7I/O6I/O5I/O4I/O3I/O2I/O1I/O0OEA
20、LEPSENGOEGNDGND281420VCC GNDCEEA31GND80312817A2K874LS373RD17P1.01231RDY/BUSY174LS085 V5 V3 k&(3)连线说明：连线说明：地址线。图6.5中，2817A的11条地址线（A0A10，容量为2K8位，211=21024=2K）中的低8位A0A7通过锁存器74LS373与P0口连接，高3位A8A10直接与P2口的P2.0P2.2连接。数据线。2817A的8位数据线直接与单片机的P0口相连。控制线。单片机与2817A的控制线连接采用了将外部数据存储器空间和程序存储器空间合并的方法，使得2817A既可以作为程序存储
21、器使用，又可以作为数据存储器使用。单片机中用于控制存储器的管脚有以三个：控制程序存储器的读操作，执行指令的取指阶段和执行MOVC A,A+DPTR指令时有效；控制数据存储器的读操作，执行MOVX DPTR,A和MOVX Ri,A时有效；控制数据存储器的写操作，执行MOVX A,DPTR和MOVX A,Ri时有效。在图6.5中，2817A控制线的连线方法如下：直接接地。由于系统中只扩展了一个程序存储器芯片，因此片选端直接接地，表示2817A一直被选中。PSENRDWRCE ：8031的程序存储器读选通信号和数据存储器读信号经过“与”操作后，与2817A的读允许信号相连。这样，只要、中有一个有效，
22、就可以对2817A进行读操作了。也就是说，对2817A既可以看作程序存储器取指令，也可以看作数据存储器读出数据。：与8031的数据存储器写信号相连，只要执行数据存储器写操作指令，就可以往2817A中写入数据。：与8031的P1.0相连，采用查询方法对2817A的写操作进行管理。在擦、写操作期间，脚为低电平，当字节擦、写完毕时，为高电平。OEWEBUSY/RDYBUSY/RDYBUSY/RDY 其实，检测2817A写操作是否完成也可以用中断方式实现，方法是将2817A的反相后 与8031的中断输入脚 相连。当2817A每擦、写完一个字节，便向单片机提出中断请求。图4.5中，2817A的地址范围是
23、0000H07FFH（无关的管脚取0，该地址范围不是惟一的）。(4)2817A的使用。的使用。按照图6.5连接好后，如果只是把2817A作为程序存储器使用，使用方法同EPROM相同。EEPROM也可以通过编程器将程序固化进去。BUSY/RDY10/INTINT 如果将2817A作为数据存储器，读操作同使用静态RAM一样，直接从给定的地址单元中读取数据即可。向2817A中写数据采用MOVX DPTR,A指令。4.1.4 常用程序存储器芯片常用程序存储器芯片 从上面两个实例，我们可以体会到扩展程序存储器的一般方法。程序存储器与单片机的连线分为三类：(1)数据线，通常有8位数据线，由P0口提供。(2
24、)地址线，地址线的条数决定了程序存储器的容量。低8位地址线由P0口提供，高8位由P2口提供，具体使用多少条地址线视扩展容量而定。(3)控制线，存储器的读允许信号与单片机的取指信号相连；存储器片选线的接法决定了程序存储器的地址范围，当只采用一片程序存储器芯片时，可以直接接地，当采用多片时要使用译码器来选中。1.常用常用EPROM芯片芯片 1)EPROM 2716 2716是2K8位的紫外线擦除电可编程只读存储器，单一+5 V供电，运行时最大功耗为252 mW，维持功耗为132 mW，读出时间最大为450 ns，封装形式为DIP24。2716有地址线11条（A0A10），数据线8条（O0O7），为
25、片选线，低电平有效，为数据输出允许信号，低电平有效，VPP为编程电源，VCC为工作电源。CEOE 2)EPROM 2764 2764是8K8位的EPROM，单一+5 V供电，工作电流为75 mA，维持电流为35 mA，读出时间最大为250 ns，DIP28封装。2764A有13条(A0A12)地址线，数据输出线O0O7，为片选线，为数据输出允许线，为编程脉冲输入端，VPP为编程电源，VCC为工作电源。3)EPROM 27128 27128是16K8位的EPROM，单一+5 V供电，工作电流为100 mA，维持电流为40 mA，读出时间最大为250 ns，DIP28封装。27128A有14条(A
26、0A13)地址线，数据输出线O0O7，为片选线，为数据输出允许线，为编程脉冲输入端，VPP为编程电源，VCC为工作电源。CEOEPGMCEOEPGM 4)EPROM 27256 27256是32K8位的EPROM，单一+5 V供电，工作电流为100 mA，维持电流为40 mA，读出时间最大为250 ns，DIP28封装。27256有15条A0A14地址线，数据输出线O0O7，为片选线，为数据输出允许线，VPP为编程电源，VCC为工作电源。2716、2764、27128和27256的管脚如图6.6所示。2.单片机扩展单片机扩展EPROM典型电路典型电路 1)扩展一片27128A 单片机扩展16
27、KB外部程序存储器一般选用27128A EPROM芯片，硬件电路如图6.7所示。图4.6 常用EPROM芯片管脚图A71A62A53A44A35A26A17A08O09O110O211GND12O313O414O515O616O717CE/PGM18A1019OE20VPP21A922A823VCC2427161A122A73A64A55A46A37A28A19A010O011O112O213GND14O315O416O517O618O719CE20A1021OE22A1123A924A825NC26PGM27VCC282764VPP1A122A73A64A55A46A37A28A19A010
28、O011O112O213GND14O315O416O517O618O719CE20A1021OE22A1123A924A825NC26PGM27VCC282764VPP1A122A73A64A55A46A37A28A19A010O011O112O213GND14O315O416O517O618O719CE20A1021OE22A1123A924A825A1326PGM27VCC2827128VPP1A122A73A64A55A46A37A28A19A010O011O112O213GND14O315O416O517O618O719CE20A1021OE22A1123A924A825A1326A1
29、427VCC2827256图4.7 单片机扩展27128 EPROM电路P2.0P2.1P2.2P2.3P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.7P0.6181714138743191615123965245678910232124251918171615131211222930242322213233343536373839111D7D6D5D4D3D2D1D0Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0O7O6O5O4O3O2O1O0OEALEPSENG OEGNDGND241420VCCGND CEEA31GND80312712816
30、K874LS373A12A13P2.4P2.52526226VPPPGM5 V5 V127图4.8 单片机扩展2764 EPROM电路 2)用译码法扩展一片2764 P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7PSEN8031ALEG OED7D6D5D4D3D2D1D0EA74LS138P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.7P2.6Y0O0O1O2O3O4O5O674LS3732764(8K8)VPPVGM5 VQ7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0OECEA1A0A2A3A4A6A7A5A8A9A10A11A12O7 在图4.8中，2764的片选端没有接地，
31、而是通过74LS138译码器的输出端来提供的，这种方法称为译码法。当同时扩展多片ROM时，常常采用译码法来分别选中芯片。3.常用常用EEPROM芯片芯片 除了例4.2中使用的EEPROM 2817A之外，常用的EEPROM芯片还有2816A、2864A等。1)EEPROM 2816A 2816A的存储容量为2K8位，单一+5 V供电，不需要专门配置写入电源。2816A能随时写入和读出数据，其读取时间完全能满足一般程序存储器的要求，但写入时间较长，需915 ms。写入时间完全由软件控制。2816A的管脚如图4.9所示。图4.9 常用EEPROM管脚图A71A62A53A44A35A26A17A0
32、8I/O09I/O110I/O211GND12I/O313I/O414I/O515I/O616I/O717CE18A1019OE20WE21A922A823VCC242816ANC1A122A73A64A55A46A37A28A19A010I/O011I/O112I/O213GND14I/O315I/O416I/O517I/O618I/O719CE20A1021OE22A1123A924A825NC26WE27VCC282864A 2)EEPROM 2864A 2864A是8K8位EEPROM，单一+5 V供电，最大工作电流160 mA，最大维持电流 60 mA，典型读出时间250 ns。由于
33、芯片内部设有“页缓冲器”，因而允许对其快速写入。2864A内部可提供编程所需的全部定时，编程结束可以给出查询标志。2864A的封装形式为DIP28，其管脚如图4.9所示。4.单片机扩展单片机扩展EEPROM典型电路典型电路 用单片机扩展EEPROM 2864A作为数据存储器的硬件电路如图4.10所示。图4.10 单片机扩展2864A EEPROM作为数据存储器电路 P2.0P2.1P2.2P2.3P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.7P0.618171413874319161512396524567891023212425191817161513121130242322213
34、233343536373839111D7D6D5D4D3D2D1D0Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0I/O7I/O6I/O5I/O4I/O3I/O2I/O1I/O0ALEG OEGND281420VCCGNDCEGND803128648K 874LS373A12WEP2.4WR25162275 VRD1722OE4.2 数据存储器扩展数据存储器扩展 4.2.1 单片机单片机RAM概述概述 RAM是用来存放各种数据的，MCS-51系列8位单片机内部有128 B RAM存储器，CPU对内部RAM具有丰富的操作指令。但是，当单片机用于实时数据采集或
35、处理大批量数据时，仅靠片内提供的RAM是远远不够的。此时，我们可以利用单片机的扩展功能，扩展外部数据存储器。实训6的参考程序1就是一个扩展RAM的使用实例。常用的外部数据存储器有静态RAM（Static Random Access MemorySRAM）和动态RAM（Dynamic Random Access MemoryDRAM）两种。前者读/写速度高，一般都是8位宽度，易于扩展，且大多数与相同容量的EPROM引脚兼容，有利于印刷板电路设计，使用方便；缺点是集成度低，成本高，功耗大。后者集成度高，成本低，功耗相对较低；缺点是需要增加一个刷新电路，附加另外的成本。MCS-51单片机扩展片外数据
36、存储器的地址线也是由P0口和P2口提供的，因此最大寻址范围为64 KB（0000HFFFFH）。一般情况下，SRAM用于仅需要小于64 KB数据存储器的小系统，DRAM经常用于需要大于64 KB的大系统。4.2.2 SRAM扩展实例扩展实例 1应用系统中只扩展一片应用系统中只扩展一片RAM 例4.3 在一单片机应用系统中扩展2 KB静态RAM。(1)芯片选择。芯片选择。单片机扩展数据存储器常用的静态RAM芯片有6116（2K8位）、6264（8K8位）、62256（32K8位）等。根据题目容量的要求，我们选用SRAM 6116。它是一种采用CMOS工艺制成的SRAM，采用单一+5 V供电，输入
37、/输出电平均与TTL兼容，具有低功耗操作方式。当CPU没有选中该芯片时（=1），芯片处于低功耗状态，可以减少80%以上的功耗。CE图4.11 6116管脚图 6116的管脚与EPROM 2716管脚兼容，管脚如图6.11所示。A71A62A53A44A35A26A17A08I/O09I/O110I/O211GND12I/O313I/O414I/O515I/O616I/O717CE18A1019OE20WE21A922A823VCC246116 6116有11条(A0A10)地址线；8条(I/O0I/O7)双向数据线；为片选线，低电平有效；为写允许线，低电平有效；为读允许线，低电平有效。6116
38、的操作方式如表6.2所示。CEOEWE方式I/O0I/O7H未选中高阻LLH读O0O7LHL写I0I7LLL写I0I7表4.2 6116的操作方式 (2)硬件电路。硬件电路。单片机与6116的硬件连接如图4.12所示。图4.12 单片机扩展2 KB RAM电路P2.0P2.1P2.2P2.7P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.7P0.6181714138743191615121965223456781819222317161514131110930282322213233343536373839111D7D6D5D4D3D2D1D0Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0CEA10A
39、9A8A7A6A5A4A3A2A1A0I/O7I/O6I/O5I/O4I/O3I/O2I/O1I/O0ALEG OEGND2412VCC GNDGND803161162K874LS373WEWR16275 VRD1722 OE (3)连线说明。连线说明。6116与单片机的连线如下：地址线：A0A10连接单片机地址总线的A0A10，即P0.0P0.7、P2.0、P2.1、P2.2共11根。数据线：I/O0I/O7连接单片机的数据线，即P0.0P0.7。控制线：片选端连接单片机的P2.7，即单片机地址总线的最高位A15；读允许线连接单片机的读数据存储器控制线 ；写允许线 连接单片机的写数据存储器控
40、制线 。CEOERDWEWE (4)片外片外RAM地址范围的确定及使用。地址范围的确定及使用。按照图6.12的连线，片选端直接与某一地址线P2.7相连，这种扩展方法称为线选法。显然，只有P2.7=0，才能够选中该片6116，故其地址范围确定如下：8031P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A06116A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A000000000000000000000000100000000001000000000
41、0011011111111111 其中，“”表示跟6116无关的管脚，取0或1都可以。如果与6116无关的管脚取0，那么，6116的地址范围是0000H07FFH；如果与6116无关的管脚取1，那么，6116的地址范围是7800H7FFFH。单片机对RAM的读写除了可以使用在实训6中出现的指令：MOVXDPTR,A ；64 KB内写入数据 MOVXA,DPTR ；64 KB内读取数据外，还可以使用以下对低256 B的读写指令：MOVXRi,A ；低256 B内写入数据 MOVXA，Ri ；低256 B内读取数据 2同时扩展外部同时扩展外部RAM与外部与外部I/O 在实训6中，我们知道外部RAM
42、与外部I/O口采用相同的读/写指令，二者是统一编址的，因此当同时扩展二者时，就必须考虑地址的合理分配。通常采用译码法来实现地址的分配。下面是一个这样的例题。例4.4 扩展8 KB RAM，地址范围是2000H3FFFH，并且具有惟一性；其余地址均作为外部I/O扩展地址。(1)芯片选择。静态RAM芯片6264。6264是8K8位的静态RAM，它采用CMOS工艺制造，单一+5 V供电，额定功耗200 mW，典型读取时间200 ns，封装形式为DIP28，管脚如图6.13所示。其中，A0A12为13条地址线；I/O0I/O7为8条数据线，双向；为片选线1，低电平有效；CE2为片选线2，高电平有效；为
43、读允许信号线，低电平有效；为写信号线，低电平有效。图4.13 6264管脚NC1A122A73A64A55A46A37A28A19A010I/O011I/O112I/O213GND14I/O315I/O416I/O517I/O618I/O719CE120A1021OE22A1123A924A825CE226WE27VCC286264 3-8译码器74LS138。题目要求扩展RAM的地址（2000H3FFFH）范围是惟一的，其余地址用于外部I/O接口（关于I/O口的扩展，会在6.3和6.4节介绍）。由于外部I/O占用外部RAM的地址范围，操作指令都是MOVX指令，因此，I/O和RAM同时扩展时必
44、须进行存储器空间的合理分配。这里采用全译码方式，6264的存储容量是8K8位，占用了单片机的13条地址线A0A12，剩余的3条地址线A13A15通过74LS138来进行全译码。(2)硬件连线。硬件连线。用单片机扩展8 KB SRAM的硬件连线图如图4.14所示。图4.14 单片机与6264 SRAM的连接P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7WRRDOEWECE162648051ALEGOEEA74LS138P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.7P2.6Y1CE25 VI/O0I/O1I/O2I/O3I/O4I/O5I/O6I/O7D7D6D5D4D
45、3D2D1D0Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0A1A0A2A3A4A6A7A5A8A9A10A11A12 单片机的高三位地址线A13、A14、A15用来进行3-8译码，译码输出的接6264的片选线；剩余的译码输出用于选通其它的I/O扩展接口；6264的片选线CE2直接接+5 V高电平；6264的输出允许信号接单片机的，写允许信号接单片机的。(3)6264的地址范围。的地址范围。根据片选线及地址线的连接，6264的地址范围确定如下：8031A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A06264A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A000100000
46、00000000001000000000000100100000000000100011111111111111因此，6264的地址范围为2000H3FFFH。6.2.3 新型存储器简介新型存储器简介 1.集成动态随机集成动态随机RAM 与静态RAM相比，动态RAM具有成本低、功耗小的优点，适用于需要大容量数据存储空间的场合。但是动态RAM需要刷新逻辑电路，每隔一定的时间就要将所存的信息刷新一次，以保证数据信息不丢失，所以，在单片机的存储器扩展上受到一定限制。近年来出现了一种新型的集成动态RAM（iRAM），它将一个完整的动态RAM系统，包括动态刷新硬件逻辑集成到一个芯片中，从而兼有静态RAM
47、、动态RAM的优点。Intel公司提供的iRAM芯片有2186、2187等，其管脚如图4.15所示。图4.15 iRAM2186、2187管脚图RDY/REFEN1A122A73A64A55A46A37A28A19A010I/O011I/O112I/O213GND14I/O315I/O416I/O517I/O618I/O719CE20A1021OE22A1123A924A825NC26WE27VCC28iRAM21862187 2186/2187片内具有8K8位集成动态RAM，单一+5 V供电，工作电流70 mA，维持电流20 mA，存取时间250 ns，管脚与6264兼容。两者的不同之处在于
48、2186的引脚1是同CPU的握手信号RDY，而2187的引脚1是刷新控制输入端REFEN。2.快擦写型存储器（快擦写型存储器（Flash Memory）快擦写型存储器是一种电可擦除型、非易失性存储器，也称为闪存，其特点是快速在线修改，且掉电后信息不丢失。近年来，Flash Memory大量用来制作存储器卡（也称为闪卡），例如，数码相机中使用的存储器卡就是一种闪卡。Flash Memory以供电电压的不同，大体可以分为两大类：一类是从用紫外线擦除的EPROM发展而来的需要用高压（12 V）编程的器件，通常需要双电源（芯片电源、擦除/编程电源）供电，型号序列为28F系列；另一类是从5 V编程的，以
49、EEPROM为基础的器件，它只需要单一电源供电，其型号序列通常为29C系列（有的序列号也不完全统一）。Flash Memory的型号很多，如28F256（32K8）、28F512（64K8）、28F010（128K8）、28F020（256K8）、29C256（32K8）、29C512（64K8）、29C010（128K8）、29C020（256K8）等。4.3 并行并行I/O口扩展口扩展 4.3.1 MCS-51内部并行内部并行I/O口及其作用口及其作用 51系列单片机内部有4个双向的并行I/O端口：P0P3，共占32根引脚。P0口的每一位可以驱动8个TTL负载，P1P3口的负载能力为三个T
50、TL负载。有关4个端口的结构及详细说明，在前面的有关章节中已作过介绍，这里不再赘述。在无片外存储器扩展的系统中，这4个端口都可以作为准双向通用I/O口使用。通过6.1和6.2节的介绍，我们知道，在具有片外扩展存储器的系统中，P0口分时地作为低8位地址线和数据线，P2口作为高8位地址线。这时，P0口和部分或全部的P2口无法再作通用I/O口。P3口具有第二功能，在应用系统中也常被使用。因此在大多数的应用系统中，真正能够提供给用户使用的只有P1和部分P2、P3口。综上所述，MCS-51单片机的I/O端口通常需要扩充，以便和更多的外设（例如显示器、键盘）进行联系。在51单片机中扩展的I/O口采用与片外
