第4章MCS-51系列单片机系统扩展 4.1最小系统 4.2程序存储器的扩展 4.3数据存储器的扩展 4.4输入输出接口的扩展
第4章 MCS-51系列单片机系统扩展 4.1 最小系统 4.2 程序存储器的扩展 4.3 数据存储器的扩展 4.4 输入/输出接口的扩展
4.1最小系统 在组成计算机系统时，由于有时在使用过程中会嫌单 片机本身的功能部件容量不够，就需要扩展。 程序存储器的扩展 数据存储器的扩展 输入输出接口的扩展 进行扩展时，单片机的引脚构成三总线结构。因此， 各种扩展电路的外接芯片都通过三总线与单片机连接。一 一外部总线的扩展
4.1 最小系统 在组成计算机系统时，由于有时在使用过程中会嫌单 片机本身的功能部件容量不够，就需要扩展。 程序存储器的扩展 数据存储器的扩展 输入/输出接口的扩展 进行扩展时，单片机的引脚构成三总线结构。因此， 各种扩展电路的外接芯片都通过三总线与单片机连接。— —外部总线的扩展
4.1最小系统 一、外部总线的扩展 并行 ←=P1 P2 A15-A8 ALE RXD 串行 地址总线AB TXD PO 地址 锁存器 A7A0 INTO 8031 中断 数据总线DB 输人 INTi W丽 TO 计数 RD 控制总线CB 脉冲T1 PSEN 复位 RST EA 图4.1MCS-51外部三总线示意图
一、 外部总线的扩展 图 4.1 MCS - 51外部三总线示意图 4.1 最小系统
4.1最小系统 一、外部总线的扩展 1.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
一、外部总线的扩展 1 .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。 4.1 最小系统
4.1最小系统 一、外部总线的扩展 1.MCS-51外部总线的扩展 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，RD、WE、PSW ALE以及输入控制信号线，如EANT0.NT1RST.T0.T1. 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. WE PSEN 一、外部总线的扩展 1 .MCS-51外部总线的扩展 4.1 最小系统
4.1最小系统 二、总线驱动 在单片机应用系统中，扩展的三总线上挂接很多负载，如存 储器、并行接口、AD接口、显示接口等，但总线接口的负载 能力有限，因此常常需要通过连接总线驱动器进行总线驱动。 总线驱动器对于单片机的/O口只相当于增加了一个TTL 负载，因此驱动器除了对后级电路驱动外，还能对负载的波动变 化起隔离作用。 在对TTL负载驱动时，只需考虑驱动电流的大小；在对 MOS负载驱动时，MOS负载的输入电流很小，更多地要考虑 对分布电容的电流驱动
二、总线驱动 在单片机应用系统中, 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、显示接口等, 但总线接口的负载 能力有限,因此常常需要通过连接总线驱动器进行总线驱动。 4.1 最小系统 总线驱动器对于单片机的I/O口只相当于增加了一个TTL 负载, 因此驱动器除了对后级电路驱动外,还能对负载的波动变 化起隔离作用。 在对TTL 负载驱动时, 只需考虑驱动电流的大小; 在对 MOS负载驱动时, MOS负载的输入电流很小, 更多地要考虑 对分布电容的电流驱动
4.1最小系统 1.常用的总线驱动器 系统总线中地址总线和控制总线是单向的，因此驱动器 可以选用单向的，如74LS244.74LS244还带有三态控制， 能实现总线缓冲和隔离。 系统中的数据总线是双向的，其驱动器也要选用双向的， 如74LS245.74LS245也是三态的，有一个方向控制端DIR, DIR=1时输出(An→Bn),DIR=0时输入(An←-Bn)
1． 常用的总线驱动器 系统总线中地址总线和控制总线是单向的, 因此驱动器 可以选用单向的, 如74LS244。 74LS244还带有三态控制, 能实现总线缓冲和隔离。 系统中的数据总线是双向的, 其驱动器也要选用双向的, 如74LS245 。74LS245 也是三态的, 有一个方向控制端DIR, DIR=1时输出(An→Bn ), DIR=0时输入(An←Bn )。 4.1 最小系统
4.1 最小系统 方向控制端DIR 当DIR=O时，B到A输入 当DIR=1时，A到B输出 1G 1 20 DIR 1 20 23 1918 8 九A分 23 19 I 4 7 2A. 4 17 2Ya 5 74LS 一 1Y2 5 74LS 1A3 6 244 1615 2A3 A 6 245 2Y2 7 1Y9 7 8 4312 2A2 8 65432 9 1Y4 9 GND 10 1 2A1 GND 10 1 (a) 图4.3总线驱动器芯片管脚 (b) (a)单向驱动器； (b)双向驱动器
图 4.3 (a) 单向驱动器； (b) 双向驱动器 4.1 最小系统 方向控制端DIR 当DIR=0时，B到A输入 当DIR=1时，A到B输出
4.1 最小系统 74LS244:1)含8个三态门的集成电路芯片 2)在外设具有数据保持能力时用来输入接口 *E1 20 Vcc 2 19*E2 18 bo人 17 16 高电平、低电平 15 14 13 12 GND 11 高阻态
74LS244： 1）含8个三态门的集成电路芯片 2）在外设具有数据保持能力时用来输入接口 高电平、低电平 高阻态 1 1 *E1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 GND 10 20 VCC 19 18 17 16 15 14 13 12 11 *E2 4.1 最小系统
4.1最小系统 2.总线驱动器的接口 +5V +5V 20 20 P2.0- 2 18 2 4 P2.1 16 Ag P0.0 Ao P2.2 6 14 Ag P0.1 A10 P0.2 4 A2 P2.3 8 12 5 P0.3 87654 P2.4 9 A A3 13 74LS244 A P0.4 6 7 A 78 74LS245 D P2.5 15 A当DIR=O时， 输入 P0.5 As P2.6 1 A1 p0.6 P2.7 A当DIR=1时，输出P0.7 9 D 19 1G PSEN G GND 方向控制 RDO-o DIP 10 (a) 端DIR (b) 端接地数 三态控 图4.48051与总线驱动器的接口 据线畅通 制端和 接地 P2口的驱动；(b)P0口的驱动
2. 总线驱动器的接口 图 4.4 8051 (a) P2 口的驱动; (b) P0 口的驱动 4.1 最小系统 端接地数 三态控 据线畅通 制端和 接地 方向控制 端DIR 当DIR=0时，输入 当DIR=1时，输出