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并行I/O口的应用与扩展 I/O接口技术概述 存储器的扩展 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 第一节 51单片机存储器扩展 6.1.1 存储器概述 内存由半导体 存储器组成, 速度快、但造 价高、容量小 ,用来存放当 前运行的程序 存储器分类 外存由硬盘或 光盘存储器等 构成,造价低 、容量大、信 息可长期保存 ,但速度慢 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 第一节 51单片机存储器扩展 只读存储器 ROM,正常工 作时只能读出 不能写入,断 电后信息可长 期保存 半导体存储器 随机读写RAM ,工作中既可 读出数据也可 写入数据,但 断电后其中的 信息将会丢失 只读存储只读存储 器器ROMROM 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 PROM:用户自行写入 程序,但只能写一次 EPROM:用户可多次编程, 用紫外灯照射可擦除信息 EEPROM:通过加电信号 可直接擦除其中的信息 掩膜ROM:其中的信息在制 造时由掩膜工艺固化进去 第一节 51单片机存储器扩展 随机读写随机读写 RAMRAM 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 动态RAM:用电容上的电量 来表示信息,电路简单,集 成度高。但要定时刷新 静态RAM:用触发器存储 信息,集成度低,容量小, 但无需刷新 第一节 51单片机存储器扩展 1)存储容量 存储容量是指存储器所能存储的二进制信 息的总量。 存储器容量=单元数数据线位数 例如:5128,10248=1KB,2KB,64KB 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 半导体存储器的指标 第一节 51单片机存储器扩展 2)存取速度 指从CPU给出有效的存储器地址到存储 器给出有效数据所花费的时间。存取时间 越小,存储器的存取速度就越快。通常, 半导体存储器的最大存取时间从几十到几 百毫微秒 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 第一节 51单片机存储器扩展 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 6.1.2 程序存储器及其扩展 1. Intel 27系列EPROM芯片 第一节 51单片机存储器扩展 型号容量地址线线数 27162 KB11 27324 KB12 27648 KB13 2712816 KB14 2725632 KB15 2751264 KB16 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 2764引脚功能 第一节 51单片机存储器扩展 A0A12:地址线引脚,可寻址213=8192=8K D7D0:数据线引脚,用于传送数据 CE:片选输入端,低电平允许本芯片工作 OE:输出允许 PGM:编程控制端 VCC:工作电源 VPP:编程电源 GND:直流地 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 2764的工作方式 第一节 51单片机存储器扩展 工作方式 引 脚 CEOEPGMVPPVCC D7 D0 读读出低低高VCCVCC输输出 维维持高VCCVCC高阻 编编程低高编编程负负脉冲VPPVCC输输入 编编程校 验验 低低高VPPVCC输输出 禁止编编 程 高VPPVCC高阻 存储器扩展的关键问题是地址总线、 数据总线和控制总线这三类总线的连接。 MCS-51单片机由于受引脚数目的限制,数 据线和低8位地址线复用,为了将它们分离 出来,需要外加地址锁存器74LS373 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 2. 单片程序存储器的扩展 第一节 51单片机存储器扩展 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 第一节 51单片机存储器扩展 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 第一节 51单片机存储器扩展 根据硬件连接,该27128的地址范围 P2.7P2.6P2.5P2.1P2. 0 P0.7P0.6P0.3P0.2P0.1P0. 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 = 0000H =3FFFH 多片存储器扩展的关键问题仍然是地址 总线、数据总线和控制总线这三类总线的 连接。为了区分CPU是访问哪一片EPROM, 可以利用译码器进行片选,这种片选方法 称为译码法 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 3. 多片程序存储器的扩展 第一节 51单片机存储器扩展 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 第一节 51单片机存储器扩展 8031单片机扩展四片27128 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 第一节 51单片机存储器扩展 各片27128的地址范围 27128编编 号 A15A14A13A12 A11A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 地址范围围 (Y0=0) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0000H 3FFFH (Y1=0) 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4000H 7FFFH (Y2=0) 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 8000H BFFFH (Y3=0) 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 C000H FFFFH 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 第一节 51单片机存储器扩展 6.1.3 数据存储器及其扩展 1. Intel 62系列SRAM 型号容量 地址 线线数 61162 KB11 62648 KB13 6212816 KB14 6225632 KB15 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 6264引脚功能 第一节 51单片机存储器扩展 A0A12:地址线引脚,可寻址213=8192=8K D7D0:数据线引脚,用于传送读写数据 CS和CS1:片选端,同时有效允许本芯片工作 OE:输出允许 WE :写允许信号,低电平写入,高电平读出 VCC:工作电源 GND:直流地 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 6264的工作方式 第一节 51单片机存储器扩展 工作方式CSCS1WEOE功 能 读读出0110从6264读读出数据到D7D0 写入0101将D7D0数据写入6264 未选选通11输输出高阻 数据存储器扩展与程序存储器扩展的连 接方法基本相同。不同的只是控制信号不 一样。在程序存储器扩展中,单片机使用 PSEN作为读选通信号,而在数据存储器扩 展中,单片机则使用RD和WR分别作为读 和写的选通信号 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 2. 数据存储器的扩展 第一节 51单片机存储器扩展 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 第一节 51单片机存储器扩展 采用线选法扩展三片6264 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 第一节 51单片机存储器扩展 各片6264的地址范围 6264编编号 A15A14A13A12 A11A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0地址范围围 IC1 6264 (P2.5=0) 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 C000H DFFFH IC2 6264 (P2.6=0) 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 A000H BFFFH IC3 6264 (P2.7=0) 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 6000H 7FFFH 8031单片机内部没有程序存储器,必 须外接。而内部RAM很少,经常也需要 外接数据存储器。下面给出利用74LS138 译码器同时扩展二片2764和二片6264的 电路 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 3. 同时扩展程序存储器和数据存储器 第一节 51单片机存储器扩展 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 第一节 51单片机存储器扩展 采用译码法同时扩展ROM和RAM 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 第一节 51单片机存储器扩展 各片ROM和RAM的地址范围 存储储芯片 A15A14A13A12 A11A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0地址范围围 IC1 2764 (Y0=0 ) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0000H 1FFFH IC2 2764 (Y1=0 ) 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2000H 3FFFH IC3 6264 (Y2=0 ) 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4000H 5FFFH IC4 6264 (Y3=0 ) 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 6000H 7FFFH 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 第二节 I/O接口技术概述 6.2.1 I/O接口的作用 I/O接 口作用 输出数据锁存 输入数据缓冲 速度匹配 数据转换 1 2 3 4 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 第二节 I/O接口技术概述 6.2.2 I/O接口的编址 外设端口单独 编址: I/O寄 存器地址空间 和存储器地址 空间分开编址 I/O接口编址 外设端口与存 储器统一编址 :直接使用访 问数据存储器 的指令进行 I/O操作 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 第二节 I/O接口技术概述 6.2.3 I/O数据的传送方式 I/OI/O数据数据 传送方式传送方式 查询传送方式 中断传送方式 DMA传送方式 无条件传送方式 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 第二节 I/O接口技术概述 6.2.4 I/O接口的类型 并行I/O接口: 用于并行传送 I/O数据,速 度快、效率高 ,适用于近距 离传送 I/O接口类型 串行I/O接口: 用于串行传送 I/O数据,成 本低但速度慢 ,适用于远距 离传送 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 第三节 并行I/O口的应用与扩展 6.3.1 MCS-51单片机I/O口的直接应用 P0口在扩展片外存储器时作地址数据分时 复用总线,在不进行扩展时作一般准双向输 入/输出口使用。P1口为通用准双向输入/输 出接口。P2口在扩展片外存储器时作高8位 地址总线,在无扩展时可用作通用准双向I/O 接口。P3口除了作为通用准双向I/O使用外 ,还具有第2功能 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 第三节 并行I/O口的应用与扩展 1. MCS-51单片机I/O端口的操作方式 1)输出数据方式 CPU通过以端口为目的操作数的指令 就可以把数据写到P0P3的端口锁存器, 然后通过输出驱动电路送到端口的引脚线 。因此,凡是以端口为目的操作数的指令 都能达到从端口引脚上输出数据的目的 MOVP0,R2 MOVP1,A MOVP2,#data MOVP3,A 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展 第三节 并行I/O口的应用与扩展 2)读修改写方式 读端口锁存器方式实际上并不从外部 引脚读入数据,而只是把端口锁存器中的 内容读到内部总线,按指令要求进行运算 和变换后,再写回到锁存器 属于这类操作的指令通常是ANL、ORL、XRL等 “读修改写”指令,例如: ORLP0,#0FH 第6章 存储器扩展与并行I/O接口扩展
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