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第一节 最小系统与程序存储器的扩展 MCS-51系列单片机有很强的扩展功能,采用常用的电路芯片,按照典型的电路连接,就能方便地构成各种不同扩展的应用系统 进行系统扩展时,单片机的引脚构成三总线结构地址总线(AB)、数据总线(DB)和控制总统(CB),各种扩展电路的外接芯片都通过该三总线与单片机连接 MSC—51系列扩展时常用的芯片地址锁存器——74LS373;总线驱动器——74LS244(单向)、74LS245(双向)P0口要复用为数据总线,加用的总线驱动器应该是双向的,可用74LS245P2口如加用总线驱动器,可用单项的74LS244
一、最小系统对于国内使用较多的8031机型来说,片内不含程序存储器,必须添用片外程序存储器,再用到地址锁存器,才能构成一__整的计算机因此严格说,它称不上是“单片”机8031本身、片外程序存储器与地址锁存器组成了一个真正可用的、未曾扩展的最小系统
1、工作时序51系列单片机在设计时为最小系统规定了工作时序P2口送出PCH信息;P0口送出PCL信息和输入指令;在每个机器周期中,ALE脉冲两次有效,它的频率是2HMz;/PSEN脉冲也是两次有效ALE第一次有效发生在S1P2和D2P1期间,而当S2状态周期、它处于下降沿时P0口上低8位地址信心PCL被锁存到地址锁存器;然后在S4状态周期、/PSEN处上升沿时将指令读入单片机ALE第二次有效发生在S4P2和S5P1期间,在S5状态周期、ALE处下降沿时P0口上新的PCL值又被锁存到地址所存器,以待下一机器周期的S1状态、/PSEN处上升沿时读入新的PC值所指地址中的指令这样,在每个机器周期的S1状态周期已取有该机器周期要执行的指令信息,而在S1P2期间将开始执行
2、EPROM芯片图4-6所示是常用的EPROM芯片的引脚图24个引脚的EPROM芯片有2716(2K*8)、2732(4K*8),28个引脚的芯片有2764(8K*8)、27128(16K*8)、27256(32K*8)、27512(64K*8) EPROM芯片2716的引脚在不同的工作方式下的电压见下图
3、地址锁存器74LS373片内是8个输出带三态门的D锁存器当使能端G呈高电平时锁存器中的内容可更新,而在返回低电平瞬间实现锁存如此时芯片的输出控制端/OE为低,也即输出三态门打开,锁存器中的地址信息可经由三态门输出 除74LS373外,74LS
273、
8282、8212等芯片也可用作地址锁存器,但使用时接法稍有不同,它们的引脚以及连接方法见下面两图
二、用EPROM的程序存储器的扩展
1、用单片EPROM的扩展电路在既有片内程序存储器、又扩展片外程序存储器的情形下,两部分存储器的编址须按一定规律它们不重叠而连续,片外地址紧接在片__址的后面而/EA一般应接高电平
2、用多片EPROM的扩展电路片外程序存储器也可以由多片EPROM组成,如图4-11是应用两片2764的扩展电路,系统的程序存储器的容量为16K单元 图4-12以及图4-13是应用4片2732扩展的电路,容量也是16K个单元区别是图4-12中,用I/O口的4个引脚来对4片EPROM进行片选,即采用的线选法;图4-13中,只有P2口的2个未用引脚,但加用一个2-4译码器来解决片选,即译码法译码法占用I/O接口线稍,然而多硬件;线选法少用硬件,接线简单,但担心I/O接口线不够用随着EPROM容量的逐渐增大,线选法的优点更趋突出
三、用EEPROM的程序存储器扩展
1、EEPROM芯片EEPROM——电可擦除EPROM,可以在线改写,而断电时也可保存数据常多见的EEPROM芯片有
2816、
2817、2816A、2817A,它们都是2Kx8位,2817A的引脚图见图4-
122816、2816A与2716的引脚兼容 2816A、2817A在各种不工作方式下引脚的电压值不同它不需要单独的擦除操作,在写入过程中可自动将原存内容擦除,但时间稍长,约需10ms左右
2、用EEPROM的扩展电路 图4-13是用2817AEEPROM的扩展电路,2817A有“擦、写完毕”联络__可供利用,因此多了一条由8031P
1.0到2817ARDY/BUSY的连线这里通过P
1.0来查询有否“擦、写完毕”的接法如改用完成后进入中断的方法,则2817A的RDY/BUSY端可接8031的INT0或INT1,以便擦、写完毕后申请中断 。