《计算机原理及应用》课程教学资源（PPT课件讲稿）第8章 单片机的存储器的扩展

第8章单片机的存储器的扩畏 主/单片机系统的三总线的构造 要 半导体存储器 内 程序存储器和数据存储器的扩展方法 容2PR0M的使用 程序存储器和数据存储器的同时扩展

第8章 单片机的存储器的扩展 ◼单片机系统的三总线的构造 ◼半导体存储器 ◼程序存储器和数据存储器的扩展方法 ◼E 2PROM的使用 ◼程序存储器和数据存储器的同时扩展 主 要 内 容

第8章单片机的存储器的扩展 单片机系统的扩展是建立3总线基础上的: 地址总线( Address bus,AB) 数据总线( Data bus,DB) 控制总线( Control Bus,CB) 这些总线都是并行的,能够理想地匹配CPU的处 理速度。 单片机之外的任何芯片和硬件资源必须通过总 线与单片机相连,才能被单片机有效地管理,成为 系统的有机组成部分。 MS-51单片机对外没有专用的地址总线,首 先需要扩展系统的三总线。 2021/2/3 单片原理寒应用

2021/2/3 单片机原理及其应用 2 单片机系统的扩展是建立3总线基础上的： 地址总线（Address Bus，AB） 数据总线（Data Bus， DB） 控制总线（Control Bus， CB） 这些总线都是并行的，能够理想地匹配CPU的处 理速度。 单片机之外的任何芯片和硬件资源必须通过总 线与单片机相连，才能被单片机有效地管理，成为 系统的有机组成部分。 MCS-51 单片机对外没有专用的地址总线，首 先需要扩展系统的三总线。 第8章 单片机的存储器的扩展

8.1单片机糸统的三总线的构造 MCS-51 A8~A15 ALE 地址总线 PO 锁存器 AOLA PSE 今D0DD数据总线 SEN RD 控制总线 WR EA MCS-51单片机三总线构造原理图 2021/2/3 单片原理寒应用

2021/2/3 单片机原理及其应用 3 8.1 单片机系统的三总线的构造 锁 存 器 MCS-51 P2 P0 ALE G A8~A15 A0~A7 D0~D7 地址总线 PSEN RD WR EA 数据总线 控制总线 MCS-51 单片机三总线构造原理图

8.1单片机糸统的三总线的构造 当MCS-51单片机需要扩展外部ROM或外部RAM时,由PO口 和P2口构造(外部的)地址/数据总线: P0口可以提供低八位地址总线和数据总线 P2口提供高八位地址总线,这种情况下,P0和P2就不能再 作为I/O使用了。 由于P0口的分时复用,MCS51单片机的地址和数据总线不 分立的。 在时序上,PO口在ALE为有效高电平期间,输出低8位地址 A7~A0,同时,P2口上输出高8位地址A15~A8。 在ALE为有效低电平时,CPU对A15~A0状态指定的单元进行操 作,此时,PO口作为数据总线。 2021/2/3 单片原理寒应用

2021/2/3 单片机原理及其应用 4 当MCS-51单片机需要扩展外部ROM或外部RAM时，由P0口 和P2口构造（外部的）地址/数据总线： P0口可以提供低八位地址总线和数据总线 P2口提供高八位地址总线，这种情况下，P0和P2就不能再 作为I/O使用了。 由于P0口的分时复用，MCS-51单片机的地址和数据总线不 是分立的。 在时序上，P0口在ALE为有效高电平期间，输出低8位地址 A7~A0，同时，P2口上输出高8位地址A15~A8。 在ALE为有效低电平时，CPU对A15~A0状态指定的单元进行操 作，此时，P0口作为数据总线。 8.1 单片机系统的三总线的构造

ALE PSEN 低八位地址 浮空低八位地址 P0口 A40擀AA□ 高八位地址 高八位地址 A15A8 A15-A8 2021/2/3 单片原理寒应用 5

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8.1单片机糸统的三总线的构造 在单片机的片外增加一片地址锁存器,以ALE作为 锁存控制信号,当ALE为高电平时,P0口输出地址信息, 在ALE出现下跳沿时,把P0口的地址信息锁存。ALE为 低电平期间P0用作数据总线口。 使能端门控输入输出 8=B8 AO Al A2 A3 P0.4 D4 O A4 P0.5 A5 E0001 G110 Q10Q P0.6 D606 a6 P0.7 D7 Q7 A7 ALE GE ×高阻 74LS373作为地址锁存器的电路 2021/2/3 单片原理寒应用

2021/2/3 单片机原理及其应用 6 在单片机的片外增加一片地址锁存器，以ALE作为 锁存控制信号，当ALE为高电平时，P0口输出地址信息， 在ALE出现下跳沿时，把P0 口的地址信息锁存。ALE为 低电平期间P0用作数据总线口。 8.1 单片机系统的三总线的构造 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 ALE E G P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 74LS373作为地址锁存器的电路 使能端 门控 输入 输出 0 1 1 1 E G Di Qi 0 1 0 0 0 0 × Q0 1 × × 高阻

8.1单片机糸统的三总线的构造 采用地址寄存器使P0口分时提供的地址和数据信息分 离,形成了分立的并行总线 (1)地址总线( Address bus,AB) 由P0口输出的低8位地址须经地址锁存器(74LS373) 锁存,这样,P2口和地址锁存器的8位输出构成了MCS-51 的地址总线A15~A0 地址总线AB与P0、P2口引脚对应关系 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 AO P27P26P2.5P24P23P22P21P20P0.7P0.6P05P04|P0.3P0.2|P0.11P0.0 MCS-51单片机的地址总线为16位,它的存储器最大的 扩展宠216,即64K个单式用

2021/2/3 单片机原理及其应用 7 8.1 单片机系统的三总线的构造 采用地址寄存器使P0口分时提供的地址和数据信息分 离，形成了分立的并行总线： （1）地址总线（Address Bus，AB） 由P0口输出的低8位地址须经地址锁存器（74LS373） 锁存，这样，P2口和地址锁存器的8位输出构成了MCS-51 的地址总线A15~A0. MCS-51单片机的地址总线为16位，它的存储器最大的 扩展容量为2 16，即64K个单元。 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 地址总线AB与P0、P2口引脚对应关系

8.1单片机糸统的三总线的构造 (2)数据总线( Data bus,DB) 传送的是数据信息,数据总线是双向的。数据总线 用于在单片机与存储器之间、单片机与IO口之间的数 据传送。 单片机的数据总线为8位,由P0口提供,数位与P0 口之间的对应关系为 数据总线DB与P0的对应关系 D7 D6 D5 D 4 D3 D2 D1 DO P07P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0 2021/2/3 单片原理寒应用

2021/2/3 单片机原理及其应用 8 （2）数据总线（Data Bus，DB） 传送的是数据信息，数据总线是双向的。数据总线 用于在单片机与存储器之间、单片机与I/O口之间的数 据传送。 单片机的数据总线为8位，由P0口提供，数位与P0 口之间的对应关系为: 8.1 单片机系统的三总线的构造 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 数据总线DB与P0的对应关系

81单片机糸统的三总线的构造 (3)控制总线( Control bus,CB)用来传送控制信号 用来协调单片机系统中各个部件的工作。 MCS-51单片机与扩展相关的控制总线如下: 1)ALE—用来实现低8位地址的锁存。 2)EA——外部程序存储器选择控制信号。 3)PSEN扩展外部程序存储器读控制信号。 4)WR—扩展的外部数据存储器和外部IO口的 写控制信号,是P3.6的第2功能,单片机输出的信号; 5)RD—扩展的外部数据存储器和外部O的读控 制信号,是P3.7的第2功能,单片机输出的信号。 2021/2/3 单片原理寒应用

2021/2/3 单片机原理及其应用 9 （3） 控制总线（Control Bus，CB）用来传送控制信号， 用来协调单片机系统中各个部件的工作。 MCS-51单片机与扩展相关的控制总线如下： 1）ALE——用来实现低8位地址的锁存。 2） EA ——外部程序存储器选择控制信号。 3）PSEN——扩展外部程序存储器读控制信号。 4）WR ——扩展的外部数据存储器和外部I/O口的 写控制信号，是P3.6的第2功能，单片机输出的信号； 5）RD ——扩展的外部数据存储器和外部I/O的读控 制信号，是P3.7的第2功能，单片机输出的信号。 8.1 单片机系统的三总线的构造

8.1单片机糸统的三总线的构造 MCS-51 P2 A8~A15 ALe 地址总线 74LS PO 373 ≥A0~A7 E D0~D7数据总线 PSEN RD 控制总线 WR EA 单片机的存储器、并行O扩展以及其他部件 的扩展都是以地址总线、数据总线和控制总线 为基础进行的。 2021/2/3 单片原理寒应用 10

2021/2/3 单片机原理及其应用 10 8.1 单片机系统的三总线的构造 单片机的存储器、并行I/O扩展以及其他部件 的扩展都是以地址总线、数据总线和控制总线 为基础进行的。 74LS 373 MCS-51 P2 P0 ALE G A8~A15 A0~A7 D0~D7 地址总线 PSENRDWREA 数据总线 控制总线 E