《擴(kuò)展存儲(chǔ)器》PPT課件.ppt

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1、第 8章 AT89S51單 片 機(jī) 外 部 存 儲(chǔ) 器 的 擴(kuò) 展 1 2 第 8章 目 錄8.1 系 統(tǒng) 擴(kuò) 展 結(jié) 構(gòu)8.2 地 址 空 間 分 配 和 外 部 地 址 鎖 存 器 8.2.1 存 儲(chǔ) 器 地 址 空 間 分 配 8.2.2 外 部 地 址 鎖 存 器8.3 程 序 存 儲(chǔ) 器 EPROM的 擴(kuò) 展 8.3.1 常 用 的 EPROM芯 片 8.3.2 程 序 存 儲(chǔ) 器 的 操 作 時(shí) 序 8.3.3 AT89S51單 片 機(jī) 與 EPROM的 接 口 電 路 設(shè) 計(jì)8.4 靜 態(tài) 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 RAM的 擴(kuò) 展 8.4.1 常 用 的 靜 態(tài) RAM（ SRAM）

2、 芯 片 8.4.2 外 擴(kuò) 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 的 讀 寫(xiě) 操 作 時(shí) 序 3 8.4.3 AT89S51單 片 機(jī) 與 RAM的 接 口 電 路 設(shè) 計(jì)8.5 EPROM和 RAM的 綜 合 擴(kuò) 展 8.5.1 綜 合 擴(kuò) 展 的 硬 件 接 口 電 路 8.5.2 外 擴(kuò) 存 儲(chǔ) 器 電 路 的 工 作 原 理 及 軟 件 設(shè) 計(jì)8.6 E2PROM的 擴(kuò) 展 8.6.1 并 行 E2PROM芯 片 簡(jiǎn) 介 8.6.2 E2PROM的 工 作 方 式 8.6.3 AT89S51單 片 機(jī) 擴(kuò) 展 E2PROM AT2864的 設(shè) 計(jì)8.7 片 內(nèi) Flash存 儲(chǔ) 器 的 編 程 8.7

3、.1 通 用 編 程 器 編 程 8.7.2 ISP編 程 4 內(nèi) 容 概 要許 多 情 況 ， 片 內(nèi) 的 存 儲(chǔ) 器 資 源 還 不 能 滿 足 需 要 ， 為 此 需AT89S51單 片 機(jī) 進(jìn) 行 外 部 程 序 存 儲(chǔ) 器 和 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 的 擴(kuò)展 。 由 于 有 時(shí) 需 要 擴(kuò) 展 多 片 芯 片 ， 首 先 介 紹 AT89S51單 片 機(jī)的 兩 個(gè) 外 部 存 儲(chǔ) 器 空 間 的 地 址 分 配 的 兩 種 方 法 ， 即 線 選 法 和譯 碼 法 。 最 后 介 紹 擴(kuò) 展 外 部 程 序 存 儲(chǔ) 器 和 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 的具 體 設(shè) 計(jì) 。 8.

4、1 系 統(tǒng) 擴(kuò) 展 結(jié) 構(gòu)AT89S51單 片 機(jī) 采 用 總 線 結(jié) 構(gòu) ， 使 擴(kuò) 展 易 于 實(shí) 現(xiàn) ，AT89S51單 片 機(jī) 系 統(tǒng) 擴(kuò) 展 結(jié) 構(gòu) 如 圖 8-1所 示 。 圖 8-1 AT89S51單 片 機(jī) 的 系 統(tǒng) 擴(kuò) 展 結(jié) 構(gòu) 5 由 圖 8-1可 以 看 出 ， 系 統(tǒng) 擴(kuò) 展 主 要 包 括 存 儲(chǔ) 器 擴(kuò) 展 和 I/O接 口 部 件 擴(kuò) 展 。AT89S51單 片 機(jī) 的 存 儲(chǔ) 器 擴(kuò) 展 即 包 括 程 序 存 儲(chǔ) 器 擴(kuò) 展又 包 括 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 擴(kuò) 展 。 AT89S51單 片 機(jī) 采 用 程 序 存 儲(chǔ) 器空 間 和 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 空 間

5、 截 然 分 開(kāi) 的 哈 佛 結(jié) 構(gòu) 。 擴(kuò) 展 后 ， 系統(tǒng) 形 成 了 兩 個(gè) 并 行 的 外 部 存 儲(chǔ) 器 空 間 。系 統(tǒng) 擴(kuò) 展 是 以 AT89S51為 核 心 ， 通 過(guò) 總 線 把 單 片 機(jī) 與各 擴(kuò) 展 部 件 連 接 起 來(lái) 。 因 此 ， 要 進(jìn) 行 系 統(tǒng) 擴(kuò) 展 首 先 要 構(gòu) 造系 統(tǒng) 總 線 。系 統(tǒng) 總 線 按 功 能 通 常 分 為 3組 ， 如 圖 8-1所 示 。 6 7 （ 1） 地 址 總 線 （ Address Bus， AB） ： 用 于 傳 送 單 片 機(jī) 發(fā)出 的 地 址 信 號(hào) ， 以 便 進(jìn) 行 存 儲(chǔ) 單 元 和 I/O接 口 芯 片

6、 中 的 寄存 器 單 元 的 選 擇 。（ 2） 數(shù) 據(jù) 總 線 （ Data Bus， DB） ： 用 于 單 片 機(jī) 與 外 部 存 儲(chǔ)器 之 間 或 與 I/O接 口 之 間 傳 送 數(shù) 據(jù) ， 數(shù) 據(jù) 總 線 是 雙 向 的 。（ 3） 控 制 總 線 （ Control Bus， CB） ： 控 制 總 線 是 單 片 機(jī) 發(fā)出 的 各 種 控 制 信 號(hào) 線 。 如 何 來(lái) 構(gòu) 造 系 統(tǒng) 的 三 總 線 。1 P0口 作 為 低 8位 地 址 /數(shù) 據(jù) 總 線AT89S51受 引 腳 數(shù) 目 限 制 ， P0口 既 用 作 低 8位 地 址 總 線 ，又 用 作 數(shù) 據(jù) 總 線

7、 （ 分 時(shí) 復(fù) 用 ） ， 因 此 需 增 加 一 個(gè) 8位 地 址 鎖 存器 。 AT89S51訪 問(wèn) 外 部 擴(kuò) 展 的 存 儲(chǔ) 器 單 元 或 I/O接 口 寄 存 器 時(shí) ，先 發(fā) 出 低 8位 地 址 送 地 址 鎖 存 器 鎖 存 ， 鎖 存 器 輸 出 作 為 系 統(tǒng) 的低 8位 地 址 （ A7 A0） 。 隨 后 ， P0口 又 作 為 數(shù) 據(jù) 總 線 口（ D7 D0） ， 如 圖 8-2所示。 2 P2口 的 口 線 作 為 高 位 地 址 線P2口 用 作 系 統(tǒng) 的 高 8位 地 址 線 ， 再 加 上 地 址 鎖 存 器 提 供 的低 8位 地 址 ， 便 形 成

8、 了 系 統(tǒng) 完 整 的 16位 地 址 總 線 。 8 使 單 片 機(jī) 系 統(tǒng) 的 尋 址 范 圍 達(dá) 到 64KB。 9 圖 8-2 AT89C51單 片 機(jī) 擴(kuò) 展 的 片 外 三 總 線 3 控 制 信 號(hào) 線除 地 址 線 和 數(shù) 據(jù) 線 外 ， 還 要 有 系 統(tǒng) 的 控 制 總 線 。 這 些 信號(hào) 有 的 就 是 單 片 機(jī) 引 腳 的 第 一 功 能 信 號(hào) ， 有 的 則 是 P3口 第二 功 能 信 號(hào) 。 包 括 ：（ 1） 作 為 外 擴(kuò) 程 序 存 儲(chǔ) 器 的 讀 選 通 控 制 信 號(hào) 。（ 2） 和 為 外 擴(kuò) 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 和 I/O的 讀 、 寫(xiě) 選

9、通控 制 信 號(hào) 。（ 3） ALE作 為 P0口 發(fā) 出 的 低 8位 地 址 鎖 存 控 制 信 號(hào) 。（ 4） 為 片 內(nèi) 、 片 外 程 序 存 儲(chǔ) 器 的 選 擇 控 制 信 號(hào) ?？?見(jiàn) ， AT89S51的 4個(gè) 并 行 I/O口 ， 由 于 系 統(tǒng) 擴(kuò) 展 的 需 要 ，真 正 作 為 數(shù) 字 I/O用 ， 就 剩 下 P1和 P3的 部 分 口 線 了 。 10 PSENRD WREA 8.2 地 址 空 間 分 配 和 外 部 地 址 鎖 存 器本 節(jié) 討 論 如 何 進(jìn) 行 存 儲(chǔ) 器 空 間 的 地 址 分 配 ， 并 介 紹 用于 輸 出 低 8位 地 址 的 常 用

10、 的 地 址 鎖 存 器 。8.2.1 存 儲(chǔ) 器 地 址 空 間 分 配實(shí) 際 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 中 ， 既 需 要 擴(kuò) 展 程 序 存 儲(chǔ) 器 ， 又 需 要 擴(kuò)展 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 ， 如 何 把 片 外 的 兩 個(gè) 64KB地 址 空 間 分 配 給各 個(gè) 程 序 存 儲(chǔ) 器 、 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 芯 片 ， 使 一 個(gè) 存 儲(chǔ) 單 元 只 對(duì)應(yīng) 一 個(gè) 地 址 ， 避 免 單 片 機(jī) 發(fā) 出 一 個(gè) 地 址 時(shí) ， 同 時(shí) 訪 問(wèn) 兩 個(gè)單 元 ， 發(fā) 生 數(shù) 據(jù) 沖 突 。 這 就 是 存 儲(chǔ) 器 地 址 空 間 分 配 問(wèn) 題 。 11 AT89S51單 片 機(jī) 發(fā) 出 的 地

11、 址 碼 用 于 選 擇 某 個(gè) 存 儲(chǔ) 器 單元 ， 外 擴(kuò) 多 片 存 儲(chǔ) 器 芯 片 中 ， 單 片 機(jī) 必 須 進(jìn) 行 兩 種 選 擇 ：一 是 選 中 該 存 儲(chǔ) 器 芯 片 ， 這 稱 為 “ 片 選 ” ， 未 被 選 中 的 芯片 不 能 被 訪 問(wèn) 。 二 是 在 “ 片 選 ” 的 基 礎(chǔ) 上 再 根 據(jù) 單 片 機(jī) 發(fā)出 的 地 址 碼 來(lái) 對(duì) “ 選 中 ” 芯 片 的 某 一 單 元 進(jìn) 行 訪 問(wèn) ， 即“單 元 選 擇 ” 。為 實(shí) 現(xiàn) 片 選 ， 存 儲(chǔ) 器 芯 片 都 有 片 選 引 腳 。 同 時(shí) 也 都 有 多條 地 址 線 引 腳 ， 以 便 進(jìn) 行 單

12、 元 選 擇 。 注 意 ， “ 片 選 ” 和“ 單 元 選 擇 ” 都 是 單 片 機(jī) 通 過(guò) 地 址 線 一 次 發(fā) 出 的 地 址 信 號(hào)來(lái) 完 成 選 擇 。通 常 把 單 片 機(jī) 系 統(tǒng) 的 地 址 線 籠 統(tǒng) 地 分 為 低 位 地 址 線 和 高 12 13 位 地 址 線 ， “ 片 選 ” 都 是 使 用 高 位 地 址 線 。 實(shí) 際 上 ， 16條 地址 線 中 的 高 、 低 位 地 址 線 的 數(shù) 目 并 不 是 固 定 的 ， 只 是 習(xí) 慣上 把 用 于 “ 單 元 選 擇 ” 的 地 址 線 ， 都 稱 為 低 位 地 址 線 ，其 余 的 為 高 位 地 址

13、 線 。常 用 的 存 儲(chǔ) 器 地 址 空 間 分 配 方 法 有 兩 種 ： 線 性 選 擇 法 （ 簡(jiǎn) 稱線 選 法 ） 和 地 址 譯 碼 法 （ 簡(jiǎn) 稱 譯 碼 法 ） ， 下 面 介 紹 。1 線 選 法是 直 接 利 用 系 統(tǒng) 的 某 一 高 位 地 址 線 作 為 存 儲(chǔ) 器 芯 片 （ 或 I/O接 口 芯 片 ） 的 “ 片 選 ” 控 制 信 號(hào) 。 為 此 ， 只 需 要 把 用 到 的高 位 地 址 線 與 存 儲(chǔ) 器 芯 片 的 “ 片 選 ” 端 直 接 連 接 即 可 。 線 選 法 優(yōu) 點(diǎn) 是 電 路 簡(jiǎn) 單 ， 不 需 要 另 外 增 加 地 址 譯 碼 器

14、 硬件 電 路 ， 體 積 小 ， 成 本 低 。 缺 點(diǎn) 是 可 尋 址 的 芯 片 數(shù) 目 受 到限 制 。 另 外 ， 地 址 空 間 不 連 續(xù) ， 每 個(gè) 存 儲(chǔ) 單 元 的 地 址 不 唯一 ， 這 會(huì) 給 程 序 設(shè) 計(jì) 帶 來(lái) 不 便 ， 只 適 用 于 外 擴(kuò) 芯 片 數(shù) 目 不多 的 單 片 機(jī) 系 統(tǒng) 的 存 儲(chǔ) 器 擴(kuò) 展 。2 譯 碼 法使 用 譯 碼 器 對(duì) AT89S51單 片 機(jī) 的 高 位 地 址 進(jìn) 行 譯 碼 ，譯 碼 輸 出 作 為 存 儲(chǔ) 器 芯 片 的 片 選 信 號(hào) 。 這 種 方 法 能 夠 有 效地 利 用 存 儲(chǔ) 器 空 間 ， 適 用 于

15、多 芯 片 的 存 儲(chǔ) 器 擴(kuò) 展 。 常 用 的譯 碼 器 芯 片 有 74LS138（ 3線-8線譯 碼 器 ） 、 74LS139（ 雙 2線-4線譯 碼 器 ） 和 74LS154（ 4線-16線譯 碼 器 ） 。 14 若 全 部 高 位 地 址 線 都 參 加 譯 碼 ， 稱 為 全 譯 碼 ； 若 僅 部 分高 位 地 址 線 參 加 譯 碼 ， 稱 為 部 分 譯 碼 。 部 分 譯 碼 存 在 著 部分 存 儲(chǔ) 器 地 址 空 間 相 重 疊 的 情 況 。下 面 介 紹 常 用 的 譯 碼 器 芯 片 。（ 1） 74LS1383線-8線譯 碼 器 ， 有 3個(gè) 數(shù) 據(jù) 輸

16、 入 端 ， 經(jīng) 譯 碼 產(chǎn) 生 8種 狀態(tài) 。 引 腳 如 圖 8-3所示， 真 值 表 見(jiàn) 表 8-1。 由 表 8-1可見(jiàn) ，當(dāng) 譯 碼 器 的 輸 入 為 某 一 固 定 編 碼 時(shí) ， 其 輸 出 僅 有 一 個(gè) 固 定的 引 腳 輸 出 為 低 電 平 ， 其 余 的 為 高 電 平 。 輸 出 為 低 電 平 的引 腳 就 作 為 某 一 存 儲(chǔ) 器 芯 片 的 片 選 信 號(hào) 。 15 16 G2ABY7654310 （ 2） 74LS139雙 2線-4線譯 碼 器 。 這 兩 個(gè) 譯 碼 器 完 全 獨(dú) 立 ， 分 別 有 各 自的 數(shù) 據(jù) 輸 入 端 、 譯 碼 狀 態(tài) 輸

17、 出 端 以 及 數(shù) 據(jù) 輸 入 允 許 端 ， 其引 腳 如 圖 8-4所示， 真 值 表 見(jiàn) 表 8-2（ 只 給 出 其 中 一 組 ） 。 圖 8-3 74LS138引 腳 圖 圖 8-4 74LS139引 腳 圖 17 18 以 74LS138為 例 ， 如 何 進(jìn) 行 地 址 分 配 。 例 如 ， 要 擴(kuò) 8片 8KB的 RAM 6264， 如 何 通 過(guò)74LS138把 64KB空 間 分 配 給 各 個(gè) 芯 片 ？ 由 74LS138真 值 表 可 知 ， 把 G1接 到 +5V， 、 接 地 ， P2.7、 P2.6、 P2.5（ 高 3位 地 址 線 ） 分 別 接74L

18、S138的 C、 B、 A端 ， 由 于 對(duì) 高 3位 地 址 譯 碼 ， 這 樣 譯碼 器 有 8個(gè) 輸 出 ， 分 別 接 到 8片 6264的 各 “ 片選 ” 端 ， 實(shí) 現(xiàn) 8選 1的 片 選 。低 13位 地 址 （ P2.4 P2.0， P0.7 P0.0） 完 成 對(duì) 選 中的 6264芯 片 中 的 各 個(gè) 存 儲(chǔ) 單 元 的 “ 單 元 選 擇 ” 。 這 樣 就 把64KB存 儲(chǔ) 器 空 間 分 成 8個(gè) 8KB空 間 了 。 19 G 2AG 2B Y7 Y0 64KB地 址 空 間 分 配 如 圖 8-5所示。 圖 8-5 64KB地 址 空 間 劃 分 成 8個(gè) 8

19、KB空 間這 里 采 用 全 地 址 譯 碼 方 式 。 因 此 ， AT89S51發(fā) 出 16位地 址 時(shí) ， 每 次 只 能 選 中 某 一 芯 片 及 該 芯 片 的 一 個(gè) 存 儲(chǔ) 單 元 20 如 何 用 74LS138把 64KB空 間 全 部 劃 分 為 4KB的 塊 呢 ？4KB空 間 需 12條 地 址 線 ， 而 譯 碼 器 輸 入 只 有 3條 地 址 線（ P2.6 P2.4） ， P2.7沒(méi) 有 參 加 譯 碼 ， P2.7發(fā) 出 的 0或 1決 定 選 擇 64KB存 儲(chǔ) 器 空 間 的 前 32KB還 是 后 32KB， 由 于P2.7沒(méi) 有 參 加 譯 碼 ，

20、就 不 是 全 譯 碼 方 式 ， 前 后 兩 個(gè) 32KB空 間 就 重 疊 了 。 那 么 ， 這 32KB空 間 利 用 74LS138譯 碼 器可 劃 分 為 8個(gè) 4KB空 間 。如 果 把 P2.7通 過(guò) 一 個(gè) 非 門 與 74LS138譯 碼 器 G1端 連 接起 來(lái) ， 如 圖 8-6所示， 就 不 會(huì) 發(fā) 生 兩 個(gè) 32KB空 間 重 疊 的 問(wèn)題 了 。 這 時(shí) ， 選 中 的 是 64KB空 間 的 前 32KB空 間 ， 地 址 范 21 22 圍 為 0000H 7FFFH。 如 果 去 掉 圖 8-6中 的 非 門 ， 地 址 范 圍為 8000H FFFFH。

21、 把 譯 碼 器 的 輸 出 連 到 各 個(gè) 4KB存 儲(chǔ) 器的 片 選 端 ， 這 樣 就 把 32KB空 間 劃 分 為 8個(gè) 4KB空 間 。P2.3 P2.0， P0.7 P0.0實(shí) 現(xiàn) “ 單 元 選 擇 ” ， P2.6P2.4通 過(guò) 74LS138譯 碼 實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 各 存 儲(chǔ) 器 芯 片 的 片 選 。采 用 譯 碼 器 劃 分 的 地 址 空 間 塊 都 是 相 等 的 ， 如 果 將 地 址 空 間塊 劃 分 為 不 等 的 塊 ， 可 采 用 可 編 程 邏 輯 器 件 FPGA對(duì) 其 編程 來(lái) 代 替 譯 碼 器 進(jìn) 行 非 線 性 譯 碼 。 圖 8-6 存 儲(chǔ) 器

22、空 間 被 劃 分 成 每 塊 4KB 23 8.2.2 外 部 地 址 鎖 存 器受 引 腳 數(shù) 的 限 制 ， P0口 兼 用 數(shù) 據(jù) 線 和 低 8位 地 址 線 ， 為了 將 它 們 分 離 出 來(lái) ， 需 在 單 片 機(jī) 外 部 增 加 地 址 鎖 存 器 。 目前 ， 常 用 的 地 址 鎖 存 器 芯 片 有 74LS373、 74LS573等 。1 鎖 存 器 74LS373是 一 種 帶 三 態(tài) 門 的 8D鎖 存 器 ， 其 引 腳 如 圖 8-7所示， 內(nèi)部 結(jié) 構(gòu) 如 圖 8-8所示。 AT89S51與 74LS373鎖 存 器 的 連 接如 圖 8-9所 示 。 24

23、 25圖 8-7 鎖 存 器 74LS373的 引 腳 圖 8-8 74LS373的 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 26 27圖 8-9 AT89S51單 片 機(jī) P0口 與 74LS373的 連 接 引 腳 說(shuō) 明 ：n D7 D0： 8位 數(shù) 據(jù) 輸 入 線 ，n Q7Q0： 8位 數(shù) 據(jù) 輸 出 線 。n G： 數(shù) 據(jù) 輸 入 鎖 存 選 通 信 號(hào) 。 當(dāng) 加 到 該 引 腳 的 信 號(hào) 為 高電 平 時(shí) ， 外 部 數(shù) 據(jù) 選 通 到 內(nèi) 部 鎖 存 器 ， 負(fù) 跳 變 時(shí) ， 數(shù) 據(jù) 鎖存 到 鎖 存 器 中 。n ： 數(shù) 據(jù) 輸 出 允 許 信 號(hào) ， 低 電 平 有 效 。 當(dāng) 該 信 號(hào)

24、為 低電 平 時(shí) ， 三 態(tài) 門 打 開(kāi) ， 鎖 存 器 中 數(shù) 據(jù) 輸 出 到 數(shù) 據(jù) 輸 出 線 。當(dāng) 該 信 號(hào) 為 高 電 平 時(shí) ， 輸 出 線 為 高 阻 態(tài) 。74LS373鎖 存 器 功 能 如 表 8-3。 28OE 29 OE 圖 8-10 鎖 存 器 74LS573的 引 腳 2鎖存器74LS573也 是 一 種 帶 有 三 態(tài) 門 的 8D鎖 存 器 ， 功 能 及 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 與74LS373完 全 一 樣 ， 只 是 其 引 腳 排 列 與 74LS373不 同 ， 圖8-10為 74LS573引 腳 圖 。 由 圖 8-10， 與 74LS373相 比 ， 7

25、4LS573的 輸 入 D端 和 輸出 Q端 依 次 排 列 在 芯 片 兩 側(cè) ， 為 繪 制 印 制 電 路 板 提 供 方 便引 腳 說(shuō) 明 ：n D7 D0： 8位 數(shù) 據(jù) 輸 入 線 。 n Q7Q0： 8位 數(shù) 據(jù) 輸 出 線 。n G ：數(shù) 據(jù) 輸 入 鎖 存 選 通 信 號(hào) ， 該 引 腳 與 74LS373的 G端功 能 相 同 。 30 31 n ： 數(shù) 據(jù) 輸 出 允 許 信 號(hào) ， 低 電 平 有 效 。 當(dāng) 該 信 號(hào) 為 低 電 平時(shí) ， 三 態(tài) 門 打 開(kāi) ， 鎖 存 器 中 數(shù) 據(jù) 輸 出 到 數(shù) 據(jù) 輸 出 線 。 當(dāng) 該信 號(hào) 為 高 電 平 時(shí) ， 輸 出

26、 線 為 高 阻 態(tài) 。8.3 程 序 存 儲(chǔ) 器 EPROM的 擴(kuò) 展程 序 存 儲(chǔ) 器 采 用 只 讀 存 儲(chǔ) 器 ， 因 為 這 種 存 儲(chǔ) 器 在 電 源 關(guān) 斷 后 ，仍 能 保 存 程 序 （ 我 們 稱 此 特 性 為 非 易 失 性 的 ） ， 在 系 統(tǒng) 上電 后 ， CPU可 取 出 這 些 指 令 重 新 執(zhí) 行 。OE 只 讀 存 儲(chǔ) 器 簡(jiǎn) 稱 ROM（ Read Only Memory） 。 ROM中 的 信 息 一 旦 寫(xiě) 入 ， 就 不 能 隨 意 更 改 ， 特 別 是 不 能 在 程 序運(yùn) 行 過(guò) 程 中 寫(xiě) 入 新 的 內(nèi) 容 ， 故 稱 為 只 讀 存

27、儲(chǔ) 器 。向 ROM中 寫(xiě) 入 信 息 稱 為 ROM編 程 。 根 據(jù) 編 程 方 式 不 同 ，分 為 以 下 幾 種 。（ 1） 掩 模 ROM。 在 制 造 過(guò) 程 中 編 程 ， 是 以 掩 模 工 藝 實(shí)現(xiàn) 的 ， 因 此 稱 為 掩 模 ROM。 這 種 芯 片 存 儲(chǔ) 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 ， 集成 度 高 ， 但 由 于 掩 模 工 藝 成 本 較 高 ， 因 此 只 適 合 于 大 批 量生 產(chǎn) 。 32 （ 2） 可 編 程 ROM（ PROM） 。 芯 片 出 廠 時(shí) 沒(méi) 有 任 何 程序 信 息 ， 用 獨(dú) 立 的 編 程 器 寫(xiě) 入 。 但 PROM只 能 寫(xiě) 一 次 ，

28、 寫(xiě)入 內(nèi) 容 后 ， 就 不 能 再 修 改 。（ 3） EPROM。 用 紫 外 線 擦 除 ， 用 電 信 號(hào) 編 程 。 在 芯片 外 殼 的 中 間 位 置 有 一 個(gè) 圓 形 窗 口 ， 對(duì) 該 窗 口 照 射 紫 外 線就 可 擦 除 原 有 的 信 息 。 使 用 編 程 器 可 將 調(diào) 試 完 畢 的 程 序 寫(xiě)入 。（ 4） E 2PROM（ EEPROM） 。 一 種 用 電 信 號(hào) 編 程 ， 也用 電 信 號(hào) 擦 除 的 ROM芯 片 。 對(duì) E2PROM的 讀 寫(xiě) 操 作 與RAM存 儲(chǔ) 器 幾 乎 沒(méi) 有 什 么 差 別 ， 只 是 寫(xiě) 入 的 速 度 慢 一 些

29、 ，但 斷 電 后 仍 能 保 存 信 息 。 33 （ 5） Flash ROM。 又 稱 閃 速 存 儲(chǔ) 器 （ 簡(jiǎn) 稱 閃 存 ） ， 是在 EPROM、 E2PROM的 基 礎(chǔ) 上 發(fā) 展 起 來(lái) 的 一 種 電 擦 除 型只 讀 存 儲(chǔ) 器 。 特 點(diǎn) 是 可 快 速 在 線 修 改 其 存 儲(chǔ) 單 元 中 的 數(shù) 據(jù) ，改 寫(xiě) 次 數(shù) 可 達(dá) 1萬(wàn) 次 ， 其 讀 寫(xiě) 速 度 很 快 ， 存 取 時(shí) 間 可 達(dá)70ns， 而 成 本 比 E2PROM低 得 多 ， 大 有 取 代 E2PROM的 趨勢(shì) 。目 前 許 多 公 司 生 產(chǎn) 的 8051內(nèi) 核 的 單 片 機(jī) ， 在 芯

30、 片 內(nèi) 部大 多 集 成 了 數(shù) 量 不 等 的 Flash ROM。例 如 ， 美 國(guó) ATMEL公 司 產(chǎn) 品 AT89C5x/AT89S5x， 片 內(nèi)有 不 同 容 量 的 Flash ROM。 在 片 內(nèi) 的 Flash ROM滿 足 要 求下 ， 擴(kuò) 展 外 部 程 序 存 儲(chǔ) 器 可 省 去 。 34 8.3.1 常 用 的 EPROM芯 片使 用 較 多 的 是 并 行 EPROM， 首 先 介 紹 常 用 EPROM芯片 。EPROM的 典 型 芯 片 是 27系 列 產(chǎn) 品 ， 例 如 ， 2764（ 8KB） 、 27128（ 16KB） 、 27256（ 32KB） 、

31、 27512（ 64KB） 。 型 號(hào) “ 27” 后 面 的 數(shù) 字 表 示 其 位 存 儲(chǔ) 容 量 。如 果 換 算 成 字 節(jié) 容 量 ， 只 需 將 該 數(shù) 字 除 以 8即 可 。例 如 ， “ 27128” 中 的 “ 27” 后 的 數(shù) 字 “ 128” ，128/8 =16KB隨 著 大 規(guī) 模 集 成 電 路 技 術(shù) 的 發(fā) 展 ， 大 容 量 存 儲(chǔ) 器 芯 片 產(chǎn)量 劇 增 ， 售 價(jià) 不 斷 下 降 ， 性 價(jià) 比 明 顯 增 高 ， 且 由 于 小 容 量 芯 片 停 止 生 產(chǎn) ， 使 市 場(chǎng) 某 些 小 容 量 芯 片 價(jià) 格 反 而 比 大 容 量芯 片 還 貴

32、 。 所 以 ， 應(yīng) 盡 量 采 用 大 容 量 芯 片 。 35 1 常 用 EPROM芯 片 引 腳27系 列 EPROM芯 片 的 引 腳 如 圖 8-11。芯 片 引 腳 功 能 ：n A0 A15： 地 址 線 引 腳 。 它 的 數(shù) 目 由 芯 片 的 存 儲(chǔ) 容 量 決定 ， 用 于 進(jìn) 行 單 元 選 擇 。n D7D0：數(shù) 據(jù) 線 引 腳 。n ：片 選 控 制 端 。n ：輸 出 允 許 控 制 端 。 n ：編 程 時(shí) ， 編 程 脈 沖 的 輸 入 端 。 36CEOEPCM 37圖 8-11 常 用 EPROM芯 片 引 腳 n VPP： 編 程 時(shí) ， 編 程 電

33、壓 （ +12V或 +25V） 輸 入 端 。n VCC： +5V， 芯 片 的 工 作 電 壓 。n GND ： 數(shù) 字 地 。n NC： 無(wú) 用 端 。表 8-4為 27系 列 EPROM芯 片 的 技 術(shù) 參 數(shù) ， 其 中 VCC是 芯片 供 電 電 壓 ， VPP是 編 程 電 壓 ， Im為 最 大 靜 態(tài) 電 流 ， Is為 維持 電 流 ， T RM為 最 大 讀 出 時(shí) 間 。 38 39 2 EPROM芯 片 的 工 作 方 式5種 工 作 方 式 ， 由 、 、 信 號(hào) 的 組 合 確 定 。5種 工 作 方 式 如 表 8-5。 40 CE/PGMO CE OE PCM

34、 （ 1） 讀 出 方 式 。 工 作 在 該 方 式 的 條 件 是 使 片 選 控 制 線 為 低 電 平 ， 同 時(shí) 讓 輸 出 允 許 控 制 線 為 低 電 平 ， VPP為 +5V， 就 可 把 指 定 地 址 單 元 的 內(nèi) 容 從 D7 D0上 讀 出 。（ 2） 未 選 中 方 式 。 當(dāng) 片 選 控 制 線 為 高 電 平 時(shí) ， 芯片 未 選 中 方 式 ， 數(shù) 據(jù) 輸 出 為 高 阻 抗 懸 浮 狀 態(tài) ， 不 占 用 數(shù) 據(jù)總 線 。 EPROM處 于 低 功 耗 的 維 持 狀 態(tài) 。（ 3） 編 程 方 式 。 在 VPP端 加 上 規(guī) 定 好 的 高 壓 ， 和

35、 端 加 上 合 適 的 電 平 （ 不 同 芯 片 要 求 不 同 ） ， 能 將 數(shù) 據(jù)寫(xiě) 入 到 指 定 地 址 單 元 。 編 程 地 址 和 編 程 數(shù) 據(jù) 分 別 由 系 統(tǒng) 的A15 A0和 D7 D0提 供 。 41 OECE CE CEOE 42 （ 4） 編 程 校 驗(yàn) 方 式 。 VPP端 保 持 相 應(yīng) 的 編 程 電 壓 （ 高 壓 ） ，再 按 讀 出 方 式 操 作 ， 讀 出 固 化 好 的 內(nèi) 容 ， 校 驗(yàn) 寫(xiě) 入 內(nèi) 容 是否 正 確 。（ 5） 編 程 禁 止 方 式 。8.3.2 程 序 存 儲(chǔ) 器 的 操 作 時(shí) 序1 訪 問(wèn) 程 序 存 儲(chǔ) 器 的

36、 控 制 信 號(hào)AT89S51單 片 機(jī) 訪 問(wèn) 片 外 擴(kuò) 展 的 程 序 存 儲(chǔ) 器 時(shí) ， 所 用 的 控 制信 號(hào) 有 以 下 3種 。（ 1） ALE： 用 于 低 8位 地 址 鎖 存 控 制 。（ 2） ： 片 外 程 序 存 儲(chǔ) 器 “ 讀 選 通 ” 控 制 信 號(hào) 。 它 接外 擴(kuò) EPROM的 引 腳 。 OEPSEN （ 3） ： 片 內(nèi) 、 片 外 程 序 存 儲(chǔ) 器 訪 問(wèn) 的 控 制 信 號(hào) 。當(dāng) =1時(shí) ， 在 單 片 機(jī) 發(fā) 出 的 地 址 小 于 片 內(nèi) 程 序 存 儲(chǔ) 器 最大 地 址 時(shí) ， 訪 問(wèn) 片 內(nèi) 程 序 存 儲(chǔ) 器 ；當(dāng) =0時(shí) ， 只 訪

37、問(wèn) 片 外 程 序 存 儲(chǔ) 器 。如 果 指 令 是 從 片 外 EPROM中 讀 取 的 ， 除 了 ALE用 于 低 8位 地 址 鎖 存 信 號(hào) 之 外 ， 控 制 信 號(hào) 還 有 ， 接 外 擴(kuò)EPROM的 腳 。 此 外 ， P0口 分 時(shí) 用 作 低 8位 地 址 總 線和 數(shù) 據(jù) 總 線 ， P2口 用 作 高 8位 地 址 線 。2 操 作 時(shí) 序AT89S51對(duì) 片 外 ROM的 操 作 時(shí) 序 分 兩 種 ， 即 執(zhí) 行 非MOVX指 令 的 時(shí) 序 和 執(zhí) 行 MOVX指 令 的 時(shí) 序 ， 如 圖 8-12所 示。 43 EAOE PSENEAEA （ 1） 應(yīng) 用 系

38、 統(tǒng) 中 無(wú) 片 外 RAM系 統(tǒng) 無(wú) 片 外 RAM（ 或 I/O） 時(shí) ， 不 用 執(zhí) 行 MOVX指 令 。在 執(zhí) 行 非 MOVX指 令 時(shí) ， 時(shí) 序 如 圖 8-12（ a）所示。P0口 作 為 地 址 /數(shù) 據(jù) 復(fù) 用 的 雙 向 總 線 ， 用 于 輸 入 指 令 或輸 出 程 序 存 儲(chǔ) 器 的 低 8位 地 址 PCL。P2口 專 門 用 于 輸 出 程 序 存 儲(chǔ) 器 的 高 8位 地 址 PCH。 P0口分 時(shí) 復(fù) 用 ， 故 首 先 要 將 P0口 輸 出 的 低 8位 地 址 PCL鎖 存 在鎖 存 器 中 ， 然 后 P0口 再 作 為 數(shù) 據(jù) 口 。 在 每 個(gè)

39、 機(jī) 器 周 期 中 ，允 許 地 址 鎖 存 兩 次 有 效 ， ALE在 下 降 沿 時(shí) ， 將 P0口 的 低 8位 地 址 PCL鎖 存 在 鎖 存 器 中 。 44 45圖 8-12 執(zhí) 行 非 MOVX指 令 的 時(shí) 序 同 時(shí) ， 也 是 每 個(gè) 機(jī) 器 周 期 中 兩 次 有 效 ， 用 于 選 通片 外 程 序 存 儲(chǔ) 器 ， 將 指 令 讀 入 片 內(nèi) 。系 統(tǒng) 無(wú) 片 外 RAM（ 或 I/O） 時(shí) ， 此 ALE信 號(hào) 以 振 蕩 器 頻率 的 1/6出 現(xiàn) 在 引 腳 上 ， 它 可 用 作 外 部 時(shí) 鐘 或 定 時(shí) 脈 沖 信號(hào) 。（ 2） 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 中 接

40、 有 片 外 RAM在 執(zhí) 行 訪 問(wèn) 片 外 RAM（ 或 I/O） 的 MOVX指 令 時(shí) ， 16位地 址 應(yīng) 轉(zhuǎn) 而 指 向 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 ， 時(shí) 序 如 圖 8-12（ b） 。在 指 令 輸 入 以 前 ， P2口 輸 出 的 地 址 PCH、 PCL指 向 程序 存 儲(chǔ) 器 ； 在 指 令 輸 入 并 判 定 是 MOVX指 令 后 ， ALE在 該 46 PSEN 47圖 8-12 執(zhí) 行 MOVX指 令 的 時(shí) 序 機(jī) 器 周 期 S5狀 態(tài) 鎖 存 的 是 P0口 發(fā) 出 的 片 外 RAM（ 或 I/O）低 8位 地 址 。若 執(zhí) 行 的 是 “ MOVX A， D

41、PTR” 或 “ MOVXDPTR， A” 指 令 ， 則 此 地 址 就 是 DPL（ 數(shù) 據(jù) 指 針 低 8位 ） ； 同 時(shí) ， 在 P2口 上 出 現(xiàn) 的 是 DPH（ 數(shù) 據(jù) 指 針 的 高 8位 ） 。若 執(zhí) 行 的 是 “ MOVX A， Ri” 或 “ MOVX Ri， A”指 令 ， 則 Ri的 內(nèi) 容 為 低 8位 地 址 ， 而 P2口 線 上 將 是 P2口 鎖存 器 的 內(nèi) 容 。 在 同 一 機(jī) 器 周 期 中 將 不 再 出 現(xiàn) 有 效 取 指 信號(hào) ， 下 一 個(gè) 機(jī) 器 周 期 中 ALE的 有 效 鎖 存 信 號(hào) 也 不 再 出 現(xiàn) ；當(dāng) / 有 效 時(shí) ，

42、 P0口 將 讀 /寫(xiě) 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 中 的 數(shù) 據(jù) 。 48RD WR 判 定 是 MOVX指 令 后 ， ALE在 該 機(jī) 器 周 期 S5狀 態(tài) 鎖 存 的是 P0口 發(fā) 出 的 片 外 RAM（ 或 I/O） 低 8位 地 址 。若 執(zhí) 行 的 是 “ MOVX A， DPTR” 或 是“MOVXDPTR，A”指 令 ， 則 此 地 址 就 是 DPL（ 數(shù) 據(jù) 指 針 低 8位 ） ； 同 時(shí) ， 在 P2口 上 出 現(xiàn) 的 是 DPH（ 數(shù) 據(jù) 指 針 的 高 8位 ） 。若 執(zhí) 行 的 是 “ MOVX A， Ri” 或 “ MOVX Ri， A”指 令 ， 則 Ri內(nèi) 容

43、 為 低 8位 地 址 ， 而 P2口 線 將 是 P2口 鎖 存 器內(nèi) 容 。 在 同 一 機(jī) 器 周 期 中 將 不 再 出 現(xiàn) 有 效 取 指 信 號(hào) ， 下一 個(gè) 機(jī) 器 周 期 中 ALE的 有 效 鎖 存 信 號(hào) 也 不 再 出 現(xiàn) ； 而 當(dāng) / 有 效 時(shí) ， P0口 將 讀 /寫(xiě) 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 中 的 數(shù) 據(jù) 。 49RDWR 50 由 圖 8-12（ b） 可 以 看 出 ：（ 1） 將 ALE用 作 定 時(shí) 脈 沖 輸 出 時(shí) ， 執(zhí) 行 一 次 MOVX指 令 就會(huì) 丟 失 一 個(gè) ALE脈 沖 ；（ 2） 只 有 在 執(zhí) 行 MOVX指 令 時(shí) 的 第 二 個(gè)

44、機(jī) 器 周 期 中 ， 才 對(duì)數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 （ 或 I/O） 讀 /寫(xiě) ， 地 址 總 線 才 由 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 使用 。8.3.3 AT89S51單 片 機(jī) 與 EPROM的 接 口 電 路 設(shè) 計(jì)由 于 AT89S5x單 片 機(jī) 片 內(nèi) 集 成 不 同 容 量 的 Flash ROM， 可 根據(jù) 實(shí) 際 需 要 來(lái) 決 定 是 否 外 部 擴(kuò) 展 EPROM。 當(dāng) 應(yīng) 用 程 序 不大 于 單 片 機(jī) 片 內(nèi) 的 Flash ROM容 量 時(shí) ， 擴(kuò) 展 外 部 程 序 存 儲(chǔ)器 的 工 作 可 省 略 。 但 作 為 擴(kuò) 展 外 部 程 序 存 儲(chǔ) 器 的 基 本 方 法 ，

45、 還 是 應(yīng) 掌 握 。1 AT89S51與 單 片 EPROM的 硬 件 接 口 電 路在 設(shè) 計(jì) 接 口 電 路 時(shí) ， 由 于 外 擴(kuò) 的 EPROM在 正 常 使 用 中只 讀 不 寫(xiě) ， 故 EPROM芯 片 只 有 讀 出 控 制 引 腳 ， 記 為 ，該 引 腳 與 AT89S51單 片 機(jī) 的 相 連 ， 地 址 線 、 數(shù) 據(jù) 線 分 別與 AT89S51單 片 機(jī) 的 地 址 線 、 數(shù) 據(jù) 線 相 連 ， 片 選 端 控 制 可采 用 線 選 法 或 譯 碼 法 。介 紹 2764、 27128芯 片 與 AT89S51的 接 口 。 更 大 容 量的 27256、 27

46、512與 AT89S51的 連 接 ， 差 別 只 是 連 接 的 地址 線 數(shù) 目 不 同 。 51 OE 由 于 2764與 27128引 腳 的 差 別 僅 在 26腳 ， 2764的 26腳是 空 腳 ， 27128的 26腳 是 地 址 線 A13， 因 此 在 設(shè) 計(jì) 外 擴(kuò) 存儲(chǔ) 器 電 路 時(shí) ， 應(yīng) 選 用 27128芯 片 設(shè) 計(jì) 電 路 。 在 實(shí) 際 應(yīng) 用 時(shí) ，可 將 27128換 成 2764， 系 統(tǒng) 仍 能 正 常 運(yùn) 行 。圖 8-13所 示 為 AT89S51外 擴(kuò) 16KB的 EPROM 27128的電 路 。由 于 只 擴(kuò) 展 一 片 EPROM， 所

47、 以 片 選 端 直 接 接 地 ， 也 可接 到 某 一 高 位 地 址 線 上 （ A15或 A14） 進(jìn) 行 線 選 ， 也 可 接某 一 地 址 譯 碼 器 的 輸 出 端 。 52 53圖 8-13 AT89S51單 片 機(jī) 與 27128的 接 口 電 路 2 使 用 多 片 EPROM的 擴(kuò) 展 電 路圖 8-14所 示 為 利 用 4片 27128 EPROM擴(kuò) 展 成 64KB程 序存 儲(chǔ) 器 的 方 法 。 片 選 信 號(hào) 由 譯 碼 器 產(chǎn) 生 。 4片 27128各 自所 占 的 地 址 空 間 ， 讀 者 自 己 分 析 。8.4 靜 態(tài) 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 RAM的

48、 擴(kuò) 展在 單 片 機(jī) 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 中 ， 外 部 擴(kuò) 展 的 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 都 采 用 靜態(tài) 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 （ SRAM） 。對(duì) 外 部 擴(kuò) 展 的 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 空 間 訪 問(wèn) ， P2口 提 供 高 8位 地址 ， P0口 分 時(shí) 提 供 低 8位 地 址 和 8位 雙 向 數(shù) 據(jù) 總 線 。 片 外數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 RAM的 讀 和 寫(xiě) 由 AT89S51的 （ P3.7） 和 （ P3.6） 信 號(hào) 控 制 。 54RDWR 55圖 8-14 AT89S51與 4片 27128 EPROM的 接 口 電 路 而 片 外 程 序 存 儲(chǔ) 器 EPROM的 輸 出

49、 端 允 許 （ ） 由 單片 機(jī) 的 讀 選 通 信 號(hào) 控 制 。盡 管 與 EPROM的 地 址 空 間 范 圍 相 同 ， 但 由 于 控 制 信 號(hào)不 同 ， 不 會(huì) 發(fā) 生 總 線 沖 突 。 8.4.1 常 用 的 靜 態(tài) RAM（ SRAM） 芯 片單 片 機(jī) 系 統(tǒng) 中 常 用 的 RAM芯 片 的 典 型 型 號(hào) 有 6116（ 2KB ） ， 6264（ 8KB） ， 62128（ 16KB） ， 62256（ 32KB） 。6116為 24腳 封 裝 ， 6264、 62128、 62256為 28腳 封 裝 。這 些 RAM芯 片 的 引 腳 如 圖 8-15所示。

50、56 PSEN OE 57圖 8-15 常 用 的 RAM引 腳 圖 各 引 腳 功 能 ：A0 A14： 地 址 輸 入 線 。D0 D7： 雙 向 三 態(tài) 數(shù) 據(jù) 線 。 ： 片 選 信 號(hào) 輸 入 線 。 對(duì) 6264芯 片 ， 當(dāng) 24腳 （ CS）為 高 電 平 且 為 低 電 平 時(shí) 才 選 中 該 片 。 ： 讀 選 通 信 號(hào) 輸 入 線 ， 低 電 平 有 效 。 ： 寫(xiě) 允 許 信 號(hào) 輸 入 線 ， 低 電 平 有 效 。V CC 工 作 電 源 +5V。GND 地 。RAM存 儲(chǔ) 器 有 讀 出 、 寫(xiě) 入 、 維 持 3種 工 作 方 式 ， 工 作 方式 的 控 制

51、 見(jiàn) 表 8-6。 58OECE CEWE 59 8.4.2 外 擴(kuò) 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 的 讀 寫(xiě) 操 作 時(shí) 序?qū)?片 外 RAM讀 和 寫(xiě) 兩 種 操 作 時(shí) 序 的 基 本 過(guò) 程 相 同 。1 讀 片 外 RAM操 作 時(shí) 序若 外 擴(kuò) 一 片 RAM， 應(yīng) 將 腳 與 RAM的 腳 連 接 ， 腳與 芯 片 腳 連 接 。 WE RDWROE 單 片 機(jī) 讀 片 外 RAM操 作 時(shí) 序 如 圖 8-16所示。在 第 一 個(gè) 機(jī) 器 周 期 的 S1狀 態(tài) ， ALE信 號(hào) 由 低 變 高 （處 ） ， 讀 RAM周 期 開(kāi) 始 。 在 S2狀 態(tài) ， CPU把 低 8位 地 址

52、送到 P0口 總 線 上 ， 把 高 8位 地 址 送 上 P2口 （ 在 執(zhí) 行 “ MOVX A， DPTR” 指 令 階 段 才 送 高 8位 ； 若 執(zhí) 行 “ MOVX A，Ri” 則 不 送 高 8位 ） 。ALE下 降 沿 （處 ） 用 來(lái) 把 低 8位 地 址 信 息 鎖 存 到 外 部鎖 存 器 74LS373內(nèi) 。 而 高 8位 地 址 信 息 一 直 鎖 存 在 P2口 鎖存 器 中 （處 ） 。在 S3狀 態(tài) ， P0口 總 線 變 成 高 阻 懸 浮 狀 態(tài)。 在 S4狀 態(tài) ，執(zhí) 行 指 令 “ MOVX A， DPTR” 后 使 信 號(hào) 變 有 效 60RD 61

53、圖 8-16 AT89S51單 片 機(jī) 讀 片 外 RAM操 作 時(shí) 序 圖 62 （處 ） ， 信 號(hào) 使 被 尋 址 的 片 外 RAM過(guò) 片 刻 后 把 數(shù) 據(jù) 送 上P0口 總 線 （處 ） ， 當(dāng) 回 到 高 電 平 后 （處 ） ， P0總 線 變懸 浮 狀 態(tài) （ 處 ） 。2 寫(xiě) 片 外 RAM操 作 時(shí) 序向 片 外 RAM寫(xiě) 數(shù) 據(jù) ， 單 片 機(jī) 執(zhí) 行 “ MOVX DPTR， A” 指 令 。 指 令 執(zhí) 行 后 ， AT89S51的 信 號(hào) 為 低 有 效 ， 此 信 號(hào) 使 RAM的 端 被 選 通 。寫(xiě) 片 外 RAM的 時(shí) 序 如 圖 8-17所示。 開(kāi) 始

54、的 過(guò) 程 與 讀 過(guò) 程 類 似 ， 但寫(xiě) 的 過(guò) 程 是 CPU主 動(dòng) 把 數(shù) 據(jù) 送 上 P0口 總 線 ， 故 在 時(shí) 序 上 ，CPU先 向 P0口 總 線 上 送 完 8位 地 址 后 ， 在 S3狀 態(tài) 就 將 數(shù) 據(jù) 送 到P0口 總 線 （處 ） 。 此 間 ， P0總 線 上 不 會(huì) 出 現(xiàn) 高 阻 懸 浮 現(xiàn) 象 。RD RDWRWE 63圖 8-17 AT89S51單 片 機(jī) 寫(xiě) 片 外 RAM操 作 時(shí) 序 圖 在 S4狀 態(tài) ， 寫(xiě) 信 號(hào) 有 效 （處 ） ， 選 通 片 外 RAM，稍 過(guò) 片 刻 ， P0口 上 的 數(shù) 據(jù) 就 寫(xiě) 到 RAM內(nèi) 了 ， 然 后

55、 寫(xiě) 信 號(hào) 變 為 無(wú) 效 （處 ） 。8.4.3 AT89S51單 片 機(jī) 與 RAM的 接 口 電 路 設(shè) 計(jì)AT89S51對(duì) 片 外 RAM的 讀 和 寫(xiě) 由 AT89S51單 片 機(jī) 的 （ P3.7） 和 （ P3.6） 控 制 ， 片 選 端 由 譯 碼 器 譯 碼輸 出 控 制 。 因 此 設(shè) 計(jì) 時(shí) ， 主 要 解 決 地 址 分 配 、 數(shù) 據(jù) 線 和 控制 信 號(hào) 線 的 連 接 問(wèn) 題 。 在 與 高 速 單 片 機(jī) 連 接 時(shí) ， 還 要 根 據(jù)時(shí) 序 解 決 讀 /寫(xiě) 速 度 匹 配 問(wèn) 題 。圖 8-18為 用 線 選 法 擴(kuò) 展 AT89S51外 部 數(shù) 據(jù) 存

56、 儲(chǔ) 器 電 路 。圖 中 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 選 用 6264， 該 芯 片 地 址 線 為 A0 A12， 故 AT89S51剩 余 地 址 線 為 3條 。 64 WRWR WRRD 65圖 8-18 線 選 法 擴(kuò) 展 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 電 路 圖 用 線 選 可 擴(kuò) 展 3片 6264， 對(duì) 應(yīng) 的 存 儲(chǔ) 器 空 間 見(jiàn) 表 8-7。用 譯 碼 法 擴(kuò) 展 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 的 接 口 電 路 如 圖 8-19所 示 。數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 62128， 芯 片 地 址 線 為 A0 A13， 剩 余 地 址 線為 兩 條 ， 若 采 用 2線-4線譯 碼 器 可

57、 擴(kuò) 展 4片 62128。 各 片62128芯 片 地 址 分 配 如 表 8-8所 示 。 66 67圖 8-19 譯 碼 法 擴(kuò) 展 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 電 路 圖 68 Y0123 【 例 8-1】 編 寫(xiě) 程 序 將 片 外 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 中 5000H 50FFH單 元 全 部 清 “ 0” 。方 法 1 用 DPTR作 為 數(shù) 據(jù) 區(qū) 地 址 指 針 ， 同 時(shí) 使 用 字 節(jié) 計(jì) 數(shù) 器 。 參 考 程 序 如 下 ： MOV DPTR， #5000H ； 設(shè) 置 數(shù) 據(jù) 塊 指 針 的 初 值 MOV R7， #00H ； 設(shè) 置 塊 長(zhǎng) 度 計(jì) 數(shù) 器 初 值

58、 （ 00H是； 循 環(huán) 256次 ） CLR ALOOP： MOVX DPTR， A ； 給 一 單 元 送 “ 00H” INC DPTR ； 地 址 指 針 加 1 DJNZ R7， LOOP ； 數(shù) 據(jù) 塊 長(zhǎng) 度 減 1， 若 不 為 0則 跳； LOOP繼 續(xù) 清 “ 0”HERE： SJMP HERE ； 執(zhí) 行 完 畢 ， 原 地 踏 步 69 方 法 2 用 DPTR作 為 數(shù) 據(jù) 區(qū) 地 址 指 針 ， 但 不 使 用 字 節(jié)計(jì) 數(shù) 器 ， 而 是 比 較 特 征 地 址 。 參 考 程 序 如 下 ： MOV DPTR， #5000H； 設(shè) 置 數(shù) 據(jù) 塊 指 針 的 初

59、 值 CLR A ； A清 0LOOP： MOVX DPTR， A ； 給 一 單 元 送 “ 00H” INC DPTR ； 數(shù) 據(jù) 塊 地 址 指 針 加 1 MOV R7， DPL ； 數(shù) 據(jù) 塊 末 地 址 加 1送 R7 CJNE R7， #0， LOOP； 與 末 地 址 +1比 較HERE： SJMP HERE 70 8.5 EPROM和 RAM的 綜 合 擴(kuò) 展在 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 中 ， 經(jīng) 常 是 既 要 擴(kuò) 展 程 序 存 儲(chǔ) 器 ， 也 要 擴(kuò) 展數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 （ RAM） 或 I/O， 即 進(jìn) 行 存 儲(chǔ) 器 的 綜 合 擴(kuò) 展 。下 面 介 紹 如 何 進(jìn) 行

60、綜 合 擴(kuò) 展 。8.5.1 綜 合 擴(kuò) 展 的 硬 件 接 口 電 路【 例 8-2】 采 用 線 選 法 擴(kuò) 展 2片 8KB的 RAM和 2片 8KB的 EPROM。 RAM芯 片 選 用 2片 6264。 擴(kuò) 展 2片 EPROM芯片 ， 選 用 2764。 硬 件 接 口 電 路 如 圖 8-20所示。 71 72圖 8-20 采 用 線 選 法 的 綜 合 擴(kuò) 展 電 路 圖 示 例 （ 1） 控 制 信 號(hào) 及 片 選 信 號(hào)地 址 線 P2.5直 接 接 到 IC1（ 2764） 和 IC3（ 6264） 的 片選 端 ， P2.6直 接 接 到 IC2（ 2764） 和 IC

61、4（ 6264） 的 片 選 端 。當(dāng) P2.6=0， P2.5=1時(shí) ， IC2和 IC4的 片 選 端 為 低 電 平 ，IC1和 IC3的 端 全 為 高 電 平 。當(dāng) P2.6=1， P2.5=0時(shí) ， IC1和 IC3的 端 都 是 低 電 平 ， 每次 同 時(shí) 選 中 兩 個(gè) 芯 片 ， 具 體 對(duì) 哪 個(gè) 芯 片 進(jìn) 行 讀 /寫(xiě) 操 作 還要 通 過(guò) 、 、 控 制 線 來(lái) 控 制 。當(dāng) 為 低 電 平 時(shí) ， 到 片 外 程 序 存 儲(chǔ) 區(qū) EPROM中 讀程 序 ； 當(dāng) 讀 /寫(xiě) 信 號(hào) 或 為 低 電 平 時(shí) ， 則 對(duì) 片 外 73WRRDRD WRPSENPSEN 7

62、4 RAM讀 數(shù) 據(jù) 或 寫(xiě) 數(shù) 據(jù) 、 、 3個(gè) 信 號(hào) 是 在 執(zhí) 行 指 令時(shí) 產(chǎn) 生 的 ， 任 意 時(shí) 刻 只 能 執(zhí) 行 一 條 指 令 ， 所 以 只 能 有 一 個(gè) 信號(hào) 有 效 ， 不 可 能 同 時(shí) 有 效 ， 所 以 不 會(huì) 發(fā) 生 數(shù) 據(jù) 沖 突 。（ 2） 各 芯 片 地 址 空 間 分 配硬 件 電 路 一 旦 確 定 ， 各 芯 片 的 地 址 范 圍 實(shí) 際 上 就 已 經(jīng) 確 定 ， 編程 時(shí) 只 要 給 出 所 選 擇 芯 片 的 地 址 ， 就 能 對(duì) 該 芯 片 進(jìn) 行 訪 問(wèn) 。結(jié) 合 圖 8-20， 介 紹 IC1、 IC2、 IC3、 IC4芯 片

63、 地 址 范 圍 的 確 定方 法 。存 儲(chǔ) 器 地 址 均 用 16位 ， P0口 確 定 低 8位 ， P2口 確 定 高 8位 。如 果 P2.6=0、 P2.5=1， 選 中 IC2、 IC4。 地 址 線 A15 A0與 P2、P0對(duì) 應(yīng) 關(guān) 系 如 下 ： PSEN RD WR 75 除 P2.6、 P2.5固 定 外 ， 其 他 “ ”位 均 可 變 。 設(shè) 無(wú) 用位 P2.7 = 1， 當(dāng) “ ”各 位 全 為 “ 0” 時(shí) ， 則 為 最 小 地 址A000H； 當(dāng) “ ”均 為 “ 1” 時(shí) ， 則 為 最 大 地 址 BFFFH。IC2、IC4的 地 址 空 間 為 A0

64、00H BFFFH共 8KB。同 理 IC1、 IC3的 地 址 范 圍 為 C000H DFFFH。4片 存 儲(chǔ) 器 各 自 所 占 的 地 址 空 間 如 表 8-9所 示 。 即 使地 址 空 間 重 疊 ， 也 不 會(huì) 發(fā) 生 數(shù) 據(jù) 沖 突 。 IC1與 IC3也 同 樣 如此 。 76 下 面 介 紹 采 用 譯 碼 器 法 進(jìn) 行 地 址 空 間 分 配 的 例 子 。 【 例 8-3】 采 用 譯 碼 法 擴(kuò) 展 2片 8KB EPROM和 2片 8KB RAM。 EPROM選 用 2764， RAM選 用 6264。擴(kuò) 展 接 口 電 路 如 圖 8-21所示。 圖 中 ，

65、74LS139的 4個(gè) 輸出 端 ， 分 別 連 接 4個(gè) 芯 片 IC1、 IC2、 IC3、 IC4的片 選 端 。74LS139在 對(duì) 輸 入 端 譯 碼 時(shí) ， 每 次 只 能 有 一位 輸 出 為 “ 0” ， 其 他 三 位 全 為 “ 1” ， 輸 出 為 “ 0” 的 一端 所 連 接 的 芯 片 被 選 中 。譯 碼 法 地 址 分 配 ， 首 先 要 根 據(jù) 譯 碼 芯 片 真 值 表 確 定 譯 碼芯 片 的 輸 入 狀 態(tài) ， 由 此 再 判 斷 其 輸 出 端 選 中 芯 片 的 地 址 。 77 Y0 Y3 Y0 Y3 78圖 8-21 采 用 譯 碼 法 的 綜

66、合 擴(kuò) 展 電 路 圖 示 例 如 圖 8-21， 74LS139的 輸 入 端 A、 B、 分 別 接 P2口 的P2.5、 P2.6、 P2.7三 端 ， 為 使 能 端 ， 低 電 平 有 效 。由 表 8-2 74LS139的 真 值 表 可 見(jiàn) ， 當(dāng) =0、 A=0、B=0時(shí) ， 輸 出 端 只 有 為 “ 0” ， 全 為 “ 1” ，選 中 IC1。 這 樣 ， P2.7、 P2.6、 P2.5全 為 0， P2.4 P2.0與 P0.7 P0.0這 13條 地 址 線 的 任 意 狀 態(tài) 都 能 選 中 IC1的 某一 單 元 。當(dāng) 13條 地 址 線 全 為 “ 0” 時(shí) ， 為 最 小 地 址 0000H；當(dāng) 13條 地 址 線 全 為 “ 1” 時(shí) ， 為 最 大 地 址 1FFFH。所 以 IC1的 地 址 范 圍 為 0000H 1FFFH。 同 理 可 確 定 電路 中 各 個(gè) 存 儲(chǔ) 器 地 址 范 圍 見(jiàn) 表 8-10。 79 Y0 1Y 3Y G 80 8.5.2 外 擴(kuò) 存 儲(chǔ) 器 電 路 的 工 作 原 理 及 軟 件 設(shè) 計(jì) 為 使 讀 者 弄