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第6章 单片机应用系统扩展设计.ppt

第6章 单片机应用系统扩展设计

zhu472994290
2011-12-17 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《第6章 单片机应用系统扩展设计ppt》,可适用于高等教育领域

第章单片机应用系统扩展设计单片机扩展的基本概念存储器的扩展IO接口扩展电路设计单片机扩展的基本概念MCS单片机最小应用系统图‑最小应用系统单片机扩展的基本概念为什么要扩展?、扩展使用的三总线、扩展使用的三总线总线:连接系统中各扩展部件的一组公用信号线地址总线:传出单片机送出的地址信号进行存储单元和IO口的选择。地址总线是单向的从单片机发出。单片机位地址总线数据总线:单片机和存储器单元及单片机和IO端口之间传输数据。数据总线:双向控制总线:一组控制信号线的总称。有单片机发出的也有从其他部件发向单片机的。对于一条控制线其传送方向是单向的。单片机扩展的实现(总线结构)单片机扩展的实现(总线结构)MCS单片机寻址范围位K需要根地址线以P口的位口线作地址数据线(复用线)以P口的位口线作高位地址线所谓复用:既可作地址线(低位)又可作数据线复用技术:增加一个位锁存器通过对锁存器的控制实现对地址(低位)和数据的分离扩展时常用的控制信号扩展时常用的控制信号)ALE:地址锁存选通信号(高电平有效))PSEN:扩展程序存储器(外部ROM)读选通信号(低电平有效))EA:内外程序存储器的选择信号(低电平有效))RD和WR:扩展外部数据存储器(RAM)的读、写选通信号(低电平有效)MCS单片机存储器的扩展程序存储器的扩展及取指过程图MCS外扩程序存储器结构图MCS单片机存储器的扩展程序存储器的一般连接方式图扩展一片电路图随机读写存储器RAM的扩展随机读写存储器RAM的扩展数据存储器一般采用RAM芯片这种存储器在电源关断后存储的数据将全部丢失。RAM器件有两大类:动态RAM(DRAM)一般容量较大易受干扰使用略复杂。静态RAM(SRAM)在工业现场常使用SRAM。RAM存储器的连接RAM存储器的连接存储器与微型机三总线的连接:)数据线D~n连接数据总线DB~n)地址线A~N连接地址总线低位AB~N。)片选线CS连接地址总线高位ABNx。)读写线OE、WE(RW)连接读写控制线RD、WR。地址锁存器的原理地址锁存器的原理地址锁存器芯片地址锁存器芯片LS与LS只是引脚布置的不同。LS的脚G逻辑与以上相反。单片机复用总线结构,数据与地址分时共用一组总线。与MCS的连接与MCS的连接只读存储器ROM的扩展只读存储器ROM的扩展工作时ROM中的信息只能读出要用特殊方式写入(固化信息)失电后可保持信息不丢失。掩膜ROM:不可改写ROM由生产芯片的厂家固化信息。在最后一道工序用掩膜工艺写入信息用户只可读。PROM:可编程ROM用户可进行一次编程。存储单元电路由熔丝相连当加入写脉冲某些存储单元熔丝熔断信息永久写入不可再次改写。EPROM:可光擦除PROM用户可以多次编程。编程加写脉冲后某些存储单元的PN结表面形成浮动栅阻挡通路实现信息写入。用紫外线照射可驱散浮动栅原有信息全部擦除便可再次改写。EEPROM:可电擦除PROM既可全片擦除也可字节擦除可在线擦除信息又能失电保存信息具备RAM、ROM的优点。但写入时间较长。xx的引脚只读存储器ROM的扩展与MCS的连接与MCS的连接与RAM的不同点:只有一片ROM时CE可以接地OE接PSENMCS同时扩展ROM和RAMMCS同时扩展ROM和RAM数据存储器的扩展图扩展一片电路图数据存储器扩展数据存储器扩展()随机存储器的概述:随机存储器(RandomAccessMemory)可以进行读写两种操作。随机存储器(RAM)分为静态(SRAM)和动态(DRAM)两种。静态RAM(SRAM):加电即可保存信息动态RAM(DRAM):加电不断进行周期性刷新(再生)才可保存信息典型随机存储器芯片典型随机存储器芯片()数据存储器一般的扩展方法()数据存储器一般的扩展方法a线选法微型机剩余高位地址总线直接连接各存储器片选线。b译码片选法微型机剩余高位地址总线通过地址译码器输出片选信号。多片存储器芯片组成大容量存储器连接常用片选方法。a线选法a线选法PPPPPPPPAAAAAAAAⅠ:=CH~~DFFFHⅡ:=AH~~BFFFHⅢ:~=H~FFFH图线选法电路写出IC~IC地址范围?b.译码片选法地址译码器:LSb.译码片选法地址译码器:LSY、Y、Y分别连接三片存储器的片选端CE、CE、CE各片存储器芯片分配地址:Ⅰ:H~FFFHⅡ:H~FFFHⅢ:H~FFFH图译码器引脚图图LS译码电路三个逻辑存储空间:三个逻辑存储空间:片内外统一编址的K字节程序存储器空间字节片内数据存储器空间K字节片外数据存储器空间。扩展电路工作原理MCS单片机存储器的使用MCS单片机存储器的使用存储空间的区分内部RAM和内部ROM的区分:内部RAM访问用MOV指令内部ROM访问用MOVC指令。外部RAM和外部ROM的区分:外部RAM访问用MOVX外部ROM访问用MOVC指令。内部RAM和外部RAM的前个单元重叠内部RAM访问用MOV指令外部RAM访问用MOVX指令。说明下图各存储器地址范围?说明下图各存储器地址范围?:KRAM根地址线IO接口扩展电路设计IO接口扩展电路设计可编程并行IO接口扩展二可编程IO接口扩展三串行口扩展IO接口简单IO口的扩展图简单IO接口扩展电路可编程IO口的扩展(a)引脚定义(b)内部功能结构图内部结构及引脚()接口线()接口线PA~PA、PB~PB、PC~PC共条端线。个口皆为锁存缓冲寄存器A口、B口有锁存功能C口无锁存功能。A、B、C口的工作方式由程序设置。()数据线是位芯片有位数据线D~D。数据线接于的P接口()控制线()控制线控制线控制的读RD:、写WR、复位RESET及片选CS等。()地址线AA选择口A口B口C口控制口方式选择及方式控制字方式选择及方式控制字()工作方式:方式、方式方式()方式选择表C口各端线功能扩展电路及地址设置扩展电路及地址设置()地址口确定()初始化()初始化例如欲设置的A、B、C口全为输出状态(或输出方式)控制字为H。程序(结合上图)如下:MOVDPTR,#H控制口地址DPTRMOVA,#H控制字送AMOVXDPTR,A控制字写入控制寄存器对的个端口的工作方式预先设置。设置控制字经控制口写入。可编程IO接口扩展设计可编程IO接口扩展设计、IO接口线地址数据线控制线、功能及操作()具有种功能:扩展RAM、IO接口使用、定时器使用()状态寄存器格式、功能及操作()具有种功能:扩展RAM、IO接口使用、定时器使用()状态寄存器格式可编程定时计数器两个位寄存器组成低位和高位存放计数初值最高位控制定时器的工作方式()定时器使用表格‑口地址分布、与单片机的连接表格‑的RAM和IO口地址分配图‑扩展一片的基本方案、片内RAM的使用OK:…和为读写正确()命令寄存器的用法表格‑C口工作方式、单片机与接口电路举例、单片机与接口电路举例串行口扩展I/O接口串行口扩展I/O接口、使用移位寄存器作为锁存或输入信号的接口可以方便地扩展并行输入、输出口。这种方法不占用片外RAM地址、串行口扩展并行输入口、串行口扩展并行输出口、串行口扩展并行输出口

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