川北医学院：《单片机原理》课程教学资源（讲义）第7章 并行扩展技术

教学目的 ·了解数据总线、地址总线和控制总线的构成。 掌握片外扩展程序存储器和数据存储器的方法。 ·掌握扩展1/0的方法和可编程芯片8255及8155的应用。 学习重点和难点 ·控制总线的构成方法和扩展存储单元地址的分析方法。 8255A与8155的应用

教学目的 • 了解数据总线、地址总线和控制总线的构成。 • 掌握片外扩展程序存储器和数据存储器的方法。 • 掌握扩展I/O的方法和可编程芯片8255及8155的应用。 • 控制总线的构成方法和扩展存储单元地址的分析方法。 • 8255A与8155的应用

第7章并行扩展技术 07.1 并行扩展概述 。7.2 程序存储器扩展 ·7.3 数据存储器扩展 。7.4 简单并行10接口扩展 ·7.58255可编程并行接口扩展 ·7.68155可编程并行接口扩展 ·本章小结 ·习题

第7章 并行扩展技术 • 7.1 并行扩展概述 • 7.2 程序存储器扩展 • 7.3 数据存储器扩展 • 7.4 简单并行I/O接口扩展 • 7.5 8255可编程并行接口扩展 • 7.6 8155可编程并行接口扩展 • 本章小结 • 习题

7.1 并行扩展概述 。7.1.1 总线 ·7.1.2扩展总线的实现 可

7.1 并行扩展概述 • 7.1.1 总线 • 7.1.2 扩展总线的实现

7.1.1 总线 总线是单片机应用系统中，各部件之间传输信息的 通路，为CPU和其他部件之间提供数据、地址以 及控制信息。 按总线所在位置可分：内部总线和外部总线，前者 是指CPU系统内部各部件之间的通路，后者指 CPU系统和其外围单元之间的通路，通常所说总 线是指外部总线。 按通路上传输的信息可分：数据总线(DB,Data Bus)、地址总线(AB,Address Bus)和控制总线 (CB,Control Bus)

7.1.1 总线 • 总线是单片机应用系统中，各部件之间传输信息的 通路，为CPU和其他部件之间提供数据、地址以 及控制信息。 • 按总线所在位置可分：内部总线和外部总线，前者 是指CPU系统内部各部件之间的通路，后者指 CPU系统和其外围单元之间的通路，通常所说总 线是指外部总线。 • 按通路上传输的信息可分：数据总线(DB，Data Bus)、地址总线(AB，Address Bus)和控制总线 (CB，Control Bus)

7.1.1 总线 1.数据总线 数据总线(DB)用于单片机与存储器之间或单片机与O端口 之间传输数据。 数据总线的位数与单片机处理数据的字长一致，如8051单 片机是8位字长，数据总线的位数也是8位。 从结构上来说数据总线是双向的，即数据既可以从单片机 送到O端口，也可以从O端口送到单片机

7.1.1 总线 1. 数据总线 • 数据总线(DB)用于单片机与存储器之间或单片机与I/O端口 之间传输数据。 • 数据总线的位数与单片机处理数据的字长一致，如8051单 片机是8位字长，数据总线的位数也是8位。 • 从结构上来说数据总线是双向的，即数据既可以从单片机 送到I/O端口，也可以从I/O端口送到单片机

7.1.1 总线 2.地址总线 地址总线AB用于传送单片机送出的地址信号，以便进行存 储单元和O端口的选择。 ● 地址总线的位数决定了单片机可扩展存储容量的大小。如 8051单片机地址总线为16位，其最大可扩展存储容量为 216=64K字节。 地址总线是单向的，因地址信息总是由CPU发出的。 3.控制总线 控制总线用来传输控制信号，其中包括CPU送往外围单元 的控制信号，如读信号、写信号和中断响应信号等；还包 括外围单元发给送给CPU的信号，如时钟信号、中断请求 信号以及准备就绪信号等

7.1.1 总线 2. 地址总线 • 地址总线AB用于传送单片机送出的地址信号，以便进行存 储单元和I/O端口的选择。 • 地址总线的位数决定了单片机可扩展存储容量的大小。如 8051单片机地址总线为16位，其最大可扩展存储容量为 216=64K字节。 • 地址总线是单向的，因地址信息总是由CPU发出的。 3. 控制总线 • 控制总线用来传输控制信号，其中包括CPU送往外围单元 的控制信号，如读信号、写信号和中断响应信号等；还包 括外围单元发给送给CPU的信号，如时钟信号、中断请求 信号以及准备就绪信号等

7.1.1 总线 单片机的三总线结构 A8~A15 P2.0P2.7 ALE 地址总线 地址 A0~A7 P0.0P0.7 锁存器 D0~D7 数据总线 8051 PSEN 控制总线 RD WR

7.1.1 总线 P2.0～P2.7 ALE P0.0～P0.7 8051 PSEN RD WR 地址 锁存器 数据总线 地址总线 控制总线 A8~A15 A0~A7 D0~D7 单片机的三总线结构

7.1.2 扩展总线的实现 1.并行扩展总线组成 80C51系列总线型单片机中，由P0口做地址/数据复用口； P2口做地址线的高八位；P3口的RD、WR加上控制线EA、 ALE、PSEN等组成控制总线。 (1)地址总线A0~A15 地址总线的高8位是由P2口提供的，低8位是由P0口提供的。 在访问外部存储器时，由地址锁存信号ALE的下降沿把P0 口的低8位以及P2口的高8位锁存至地址锁存器中，从而构 成系统的16位地址总线。 实标应用系统中，高位地址线并不固定为8位，需要用几 位就从P2口中引出几条口线

7.1.2 扩展总线的实现 1. 并行扩展总线组成 80C51系列总线型单片机中，由P0口做地址/数据复用口； P2口做地址线的高八位；P3口的RD、WR加上控制线EA、 ALE、PSEN等组成控制总线。 (1) 地址总线A0～A15 l 地址总线的高8位是由P2口提供的，低8位是由P0口提供的。 l 在访问外部存储器时，由地址锁存信号ALE的下降沿把P0 口的低8位以及P2口的高8位锁存至地址锁存器中，从而构 成系统的16位地址总线。 l 实际应用系统中，高位地址线并不固定为8位，需要用几 位就从P2口中引出几条口线

7.1.2 扩展总线的实现 (2) 数据总线D0~D7 数据总线是由P0口提供的，因为P0口线既用作地址线，又 用作数据线（分时使用），因此，需要加一个8位锁存器。 在实际应用时，先把低8位地址送锁存器暂存，然后再由地 址锁存器给系统提供低8位地址，而把P0口线作为数据线 使用。 在读信号RD与写信号WR有效时，P0口上出现的为数据信 息

7.1.2 扩展总线的实现 (2) 数据总线D0～D7 l 数据总线是由P0口提供的，因为P0口线既用作地址线，又 用作数据线(分时使用)，因此，需要加一个8位锁存器。 l 在实际应用时，先把低8位地址送锁存器暂存，然后再由地 址锁存器给系统提供低8位地址，而把P0口线作为数据线 使用。 l 在读信号RD与写信号WR有效时，P0口上出现的为数据信 息

7.1.2 扩展总线的实现 (3)控制总线 系统控制总线共12根，既P3口的第二功能再加上RESET、 EA、ALE和PSEN。实际应用中的常用控制信号如下。 使用ALE作为地址锁存的选通信号，以实现低8位地址的 锁存。 以PSEN信号作为扩展程序存储器的读选通信号。 以EA信号作为内、外程序存储器的选择信号。 以RD和WR作为扩展数据存储器和I/O端口的读、写选通信 号。执行MOVX指令时，这两个信号分别自动有效

7.1.2 扩展总线的实现 (3) 控制总线 系统控制总线共12根，既P3口的第二功能再加上RESET、 EA、ALE和PSEN。实际应用中的常用控制信号如下。 l 使用ALE作为地址锁存的选通信号，以实现低8位地址的 锁存。 l 以PSEN信号作为扩展程序存储器的读选通信号。 l 以EA信号作为内、外程序存储器的选择信号。 l 以RD和WR作为扩展数据存储器和I/O端口的读、写选通信 号。执行MOVX指令时，这两个信号分别自动有效