第9章单片机扩展与接口技术 莫海霞付晓光制作
第9章 单片机扩展与接口技术 莫海霞 付晓光制作
9.1单片机系统扩展 9.1.1单片机扩展的必要性 1.扩展了单片机系统的资源 2.驱动更多种类的外部设备 1)信号形式不同 2)信号电平不同 3)速度差异大
9.1 单片机系统扩展 9.1.1单片机扩展的必要性 1.扩展了单片机系统的资源 2.驱动更多种类的外部设备 1）信号形式不同 2）信号电平不同 3）速度差异大
9.1.2单片机总线结构 所谓总线,就是连接计算机CPU与各部件的一组 公共信号线。MCS-51使用的是并行总线结构,按功能 分为三组:地址总线,数据总线和控制总线。 数据总线 地址总线 控制总线 并行 串行 断 I/O口」 接口 接口 图9-1MS-51并行总线结构
9.1.2 单片机总线结构 所谓总线，就是连接计算机CPU与各部件的一组 公共信号线。MCS-51使用的是并行总线结构，按功能 分为三组：地址总线，数据总线和控制总线。 图9-1 MCS-51并行总线结构 CPU 内 部 ROM 内 部 RAM 定时/ 计数器 并行 I/O口 中断 接口 串行 I/O口 数据总线 地址总线 控制总线
1.数据总线DB( Data bus) 2.地址总线AB( Address bus) 3.控制总线CB( Control bus)
1．数据总线DB（Data Bus） 2．地址总线AB（Address Bus） 3．控制总线CB（Control Bus）
9.1.3单片机总线扩展 1.数据总线的构造 MCS-51单片机的数据总线是由P口提供的,由P 口引出8位线即可作为数据总线 2.地址总线的构造 MCS-51单片机地址总线为16根,其中高8位P2口 提供,低8位由P提供
9.1.3 单片机总线扩展 1.数据总线的构造 MCS-51单片机的数据总线是由P0口提供的，由P0 口引出8位线即可作为数据总线。 2.地址总线的构造 MCS-51单片机地址总线为16根，其中高8位P2口 提供，低8位由P0提供
3.MCS-51单片机控制总线扩展 1)RD、RR为读、写信号:用于片外扩展数据存贮 器及I/0端口的读写选通信号,当执行外部数据存贮器操 作MOVX指令时,这两个信号分别自动生成。W、R分别与 扩展数据存贮器及I/0端口的WR、R相接。 2)EA为片外选通信号用于选择片内或片外程序 存贮器,当EA=0时,访问片外程序存贮器。 3)PSEN为外部ROM读选通信号:用于片外扩展程序存 贮器的读选通信号,执行片外程序存贮器查表指令MOV℃时, 该信号自动生成。PSEN与扩展程序存贮器相接。 4)ALE为地址锁存允许:用于选通地址锁存器,通常 在P口输出地址期间,用下降沿触发锁存器锁存低8位地 址,即ALE必须与地址锁存器的触发端相连
3.MCS-51单片机控制总线扩展 1）RD、WR为读、写信号： 用于片外扩展数据存贮 器及I/0端口的读写选通信号，当执行外部数据存贮器操 作MOVX指令时，这两个信号分别自动生成。WR、RD分别与 扩展数据存贮器及I/0端口的WR、RD相接。 2）EA为片外ROM选通信号：用于选择片内或片外程序 存贮器，当EA＝0时，访问片外程序存贮器。 3）PSEN为外部ROM读选通信号：用于片外扩展程序存 贮器的读选通信号，执行片外程序存贮器查表指令MOVC时， 该信号自动生成。PSEN与扩展程序存贮器相接。 4）ALE为地址锁存允许：用于选通地址锁存器，通常 在P0口输出地址期间，用下降沿触发锁存器锁存低8位地 址，即ALE必须与地址锁存器的触发端相连
9.1.4扩展芯片 MCS-51单片机扩展芯片可以分为3类:外部程 序存贮器ROM芯片、外部数据存贮器RAM芯片以及接 口芯片。连接外部设备的扩展芯片称接口芯片,接 口芯片上的接口称外接口(相对于并行口、中断等 内部接口而言)。每个外部接口可有多个端口,例 如数据口、状态口、控制命令口等。许多接口芯片 同内部中断接口一样可通过写入控制字实现工作方 式等的功能控制,使用灵活、扩大了应用范围,这 些芯片称可编程接口芯片
9.1.4 扩展芯片 MCS-51单片机扩展芯片可以分为3类：外部程 序存贮器ROM芯片、外部数据存贮器RAM芯片以及接 口芯片。连接外部设备的扩展芯片称接口芯片，接 口芯片上的接口称外接口（相对于并行口、中断等 内部接口而言）。每个外部接口可有多个端口，例 如数据口、状态口、控制命令口等。许多接口芯片 同内部中断接口一样可通过写入控制字实现工作方 式等的功能控制，使用灵活、扩大了应用范围，这 些芯片称可编程接口芯片
9.2程序存贮器的扩展 MCS-51单片机8031子系列无片内ROM,故必须扩展片 外程序存贮器才能应用,而其它子系列单片机有片内 ROM,可不必扩展片外ROM即可工作。但对于需要大容 量ROM的系统都必须扩展片外ROM 扩展ROM单元芯片与片内ROM共用一个存贮空间,统 编址。通过查表指令 MoVC A, @A+DPTR MoVC A, @A+PC 可以实现对ROM单元的读操作
9.2 程序存贮器的扩展 MCS-51单片机8031子系列无片内ROM，故必须扩展片 外程序存贮器才能应用，而其它子系列单片机有片内 ROM，可不必扩展片外ROM即可工作。但对于需要大容 量ROM的系统都必须扩展片外ROM。 扩展ROM单元芯片与片内ROM共用一个存贮空间，统 一编址。通过查表指令 MOVC A，@A+DPTR MOVC A，@A+PC 可以实现对ROM单元的读操作
9.2.1程序存贮器芯片 1.程序存贮器芯片结构 2716的结构逻辑图如图所示。ROM 0,O1-O 数据输出 芯片内部集成了输出缓冲器,地址译 码器。2716有2K字节容量,共有11位 地址线 CE/PGM 缓冲器 位 存储矩阵 地址输二地址译码
9.2.1 程序存贮器芯片 OE CE/PGM A ～ A 地址输入 0 10 地址译码 输出 缓冲器 16K位 存储矩阵 O O 0 1 7 ,O … 数据输出 1．程序存贮器芯片结构 2716的结构逻辑图如图所示。ROM 芯片内部集成了输出缓冲器，地址译 码器。2716有2K字节容量，共有11位 地址线
A7 24 VCc 2716信号引脚说明如下: 23 22 As ①A~A0为11位地址线M-4 21 VP ②0~0为8位数据线A5 20 ③CE/PGM为双重功能A-6 19 A ④OE为输出允许信号27618M 控制线 A 7 17 ⑤Vp为电源线 Oo 16 O 10 ⑥V为主电源线, O2 11 14 00ooo 接+5V电源 12 GND 13 ⑦GND为地线 图9-42716信号引脚图
2716信号引脚说明如下： ①A0 ～A10为11位地址线 ②O0 ～O7 为8位数据线 ③CE/PGM为双重功能 控制线 ④0E 为输出允许信号 ⑤VPP为电源线 ⑥Vcc为主电源线， 接+5V电源 ⑦GND为地线 2716 图9-4 2716信号引脚图