《单片机控制技术及应用》第六章 系统扩展及接口技术

|第六章系统扩展及接口技术 ◆第一节外部总线扩展 ◆第二节存储器系统的基本知识 ◆第三节外部存储器的扩展 ◆第四节并行IO接口的扩展 ◆第五节显示与键盘的扩展

第六章 系统扩展及接口技术  第一节 外部总线扩展  第二节 存储器系统的基本知识  第三节 外部存储器的扩展  第四节 并行I/O接口的扩展  第五节 显示与键盘的扩展

Q第一节外部总线扩展 外部总线的扩展 ◆1.总线的基本概念 总线是微机各部件之间、系统之间相互连接以 实现信息传送的通道。 ◆2MCS-51外部总线的扩展 ◆MCS-51提供ALE引脚,在ALE为有效高电平期 间,PO口上输出A7~A0。通常在8051片外扩 展一片地址锁存器,用ALE的有效电平作锁存 信号,将PO口上的地址信息锁存,直到ALE再 次有效。在ALE无效期间P0口传送数据,即作 数据总线口。这样就把PO口扩展为地址/数据总 线复用口

第一节 外部总线扩展  一、外部总线的扩展  1.总线的基本概念 总线是微机各部件之间、系统之间相互连接以 实现信息传送的通道。  2.MCS-51外部总线的扩展  MCS-51提供ALE引脚，在ALE为有效高电平期 间，P0口上输出A7～A0。通常在8051片外扩 展一片地址锁存器，用ALE的有效电平作锁存 信号，将P0口上的地址信息锁存，直到ALE再 次有效。在ALE无效期间P0口传送数据，即作 数据总线口。这样就把P0口扩展为地址/数据总 线复用口

另外,P2口可用于输出地址高8位的A15 A8,所以对外16位地址总线A15~A0由 P2口和P0口锁存器构成,PO口兼作8位数 据总线D7~D0。数据总线用于传送指令 和数据信息 MCS-51引脚中的输出控制线,AD、E N、ALE以及输入控制信号线,如 NTOINTLRST0等构成了外部控 制总线CB

另外，P2口可用于输出地址高8位的A15～ A8，所以对外16位地址总线A15～A0由 P2口和P0口锁存器构成，P0口兼作8位数 据总线D7～D0。数据总线用于传送指令 和数据信息。 MCS-51引脚中的输出控制线， 、 、 、ALE以及输入控制信号线，如 等构成了外部控 制总线CB。 RD EA.INT0.INT1.RST.T0.T1. PSEN WE

◆MCS-51扩展的外部三总线示意图如图 8 P XTALI ALE (AB) XTAL2 地址8 ana 8031 锁存 P O WR Do D,(DB) RD RXD ale TXD (CB) INT1 Vcc RST

 MCS-51扩展的外部三总线示意图如图

◆通常,用做地址锁存器的芯片有74LS273 74LS377、74LS373、8282等。图6-2所示 为部分地址锁存器的引脚图,以及它们 用作地址锁存器的接法。 ALE ALE ALE sTahl 11CLK 65d PL.7 A Pb Po4 P3-3 P03 P+351 PL.2 点2 A 1+17l 0 18 P18 OE CLr 1 5

 通常，用做地址锁存器的芯片有74LS273、 74LS377、74LS373、8282等。图6-2所示 为部分地址锁存器的引脚图，以及它们 用作地址锁存器的接法

总线驱动 单片机应用系统中,通常要在扩展的三总线上 挂接很多负载,如存储器、并行接口、A①接 口、显示器接口等,但总线端口的驱动能力是 有限的,一般只能驱动几个 LSTTL负载或十几 个MOS电路负载。因此常常需要进行总线驱动。 1。常用的总线驱动器 在系统总线中,地址总线和控制总线是单向的 地址总是从CPU的控制器向外发送,每一个控 制信号的方向也是唯一确定的,因此地址总线 和控制总线的驱动器可以选用单向的,如单向 驱动器74LS244。74LS244还带三态控制,以实 现总线缓冲和隔离

 二、总线驱动 单片机应用系统中，通常要在扩展的三总线上 挂接很多负载，如存储器、并行接口、A/D接 口、显示器接口等，但总线端口的驱动能力是 有限的，一般只能驱动几个LSTTL负载或十几 个MOS电路负载。因此常常需要进行总线驱动。  1。常用的总线驱动器 在系统总线中，地址总线和控制总线是单向的， 地址总是从CPU的控制器向外发送，每一个控 制信号的方向也是唯一确定的，因此地址总线 和控制总线的驱动器可以选用单向的，如单向 驱动器74LS244。74LS244还带三态控制，以实 现总线缓冲和隔离

◆2。总线驱动器的接口 图给出了总线驱动器74LS244和74LS245与 8051管脚间的接口方法。 +5V +5v 20 20 P20 18A8 Po. 0. A D P2.1 P0.1 P2.2 A D1 P0.2 12A P0.3 D P0.4 售D4 A13 PO.5 D A.14 D6 P2.了 A D7 PsEN& DIR RD 由于P2囗始终输出地址高8位,接口时74LS244的三态 控制端和接地,P2口与驱动器输入线对应相连。 P0口与74LS245输入线对应相连,端接地,保证数据线 畅通。8051的和相与后接方向控制端DIR,使得CPU读 外部数据存储器或外部程序存储器时,74LS245输入, 其它时间输出

 2。总线驱动器的接口 图给出了总线驱动器74LS244和74LS245与 8051管脚间的接口方法。 由于P2口始终输出地址高8位，接口时74LS244的三态 控制端和接地，P2口与驱动器输入线对应相连。 P0口与74LS245输入线对应相连，端接地，保证数据线 畅通。8051的和相与后接方向控制端DIR，使得CPU读 外部数据存储器或外部程序存储器时，74LS245输入， 其它时间输出 。 12GG GRDPSEN

Q第二节存储器系统的基本知识 照存储器的存取功能,存储器可分为只读 存储器( Read Only memory,缩写为 ROM)和随机存取存储器( Random Access Memory,缩写为RAM)两大类。 只读存储器(ROM) ◆1.掩膜ROM ◆2.可编程ROM(PROM) ◆3.紫外线擦除可编程ROM( EPROM)

第二节 存储器系统的基本知识 照存储器的存取功能，存储器可分为只读 存储器（Read Only Memory，缩写为 ROM）和随机存取存储器（Random Access Memory，缩写为RAM）两大类。  一、只读存储器(ROM)  1．掩膜ROM  2．可编程ROM(PROM)  3．紫外线擦除可编程ROM(EPROM)

◆4.电擦除可编程ROM( EEPROM) ◆5.快擦写型存储器 Flash Memory Flash Memory是一种新型的可擦除、非易失性 存储器 随机存取存储器(RAM) ◆1.静态RAM(SRAM) ◆2.动态RAM(DRAM) ◆3.集成RAM(iRAM) ◆4.非易失性 RAMONVRAM)

 4．电擦除可编程ROM(EEPROM)  5．快擦写型存储器Flash Memory Flash Memory是一种新型的可擦除、非易失性 存储器。  二、随机存取存储器(RAM)  l．静态RAM(SRAM)  2．动态RAM(DRAM)  3．集成RAM（iRAM）  4．非易失性RAM(NVRAM)

存储器的组成 它包括存储体、地址译码电路、片选和 读/写控制、输入/输出电路四部分 存储体存储体是由大量存储单元组成 的。每个存储单元包含一个或几个基本 存储电路,以存放一位或几位二进制数 存储单元在存储体中排列成矩阵形式, 以便于查找。每个存储单元有地址。就 芯片本身来说,这一地址对应于10根地 址线信号的某个数码

 三、存储器的组成  它包括存储体、地址译码电路、片选和 读/写控制、输入/输出电路四部分。  l．存储体 存储体是由大量存储单元组成 的。每个存储单元包含一个或几个基本 存储电路，以存放一位或几位二进制数。 存储单元在存储体中排列成矩阵形式， 以便于查找。每个存储单元有地址。就 芯片本身来说，这一地址对应于10根地 址线信号的某个数码