基于单片机P0口的片外数据存储器扩展.doc

基于单片机P0口的片外数据存储器扩展.doc 基于单片机P0口的片外数据存储器扩展 第,,卷第,期,,,(,, ,,(,电子设计工程,,,;,,,,,; ,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,年,月,,,(,,,,基才单片机,,口的片外数据存储器扩展白雷杰，赵志伟，彭立山(渤海石油装备巨龙钢管管件分公司河北沧州,,,,,,) 摘要:单片机作为一种微型计算机。其内部具有一定的存储单元(,,,,除外)，但由于其内部存储单元及端口有限，很 多情况下难以满足实际需求。为此介绍一种新的扩展方法，将数据线与地址线合并使用，通过软件控制的方法实现数 据线与地址线功能的分时转换(数据线不仅用于传送数据信号，还可作为地址线、控制线，用于传送地址信号和控制 信号，从而实现单片机与存储器件的有效连接。以单片机片外,,, ,,数据存储空问的扩展为倒，通过该扩展方法。仅 用,,个，，,端口便可实现。与传统的扩展方法相比。可节约,个，，,端口。 关键词:单片机;数据存储器:扩展 中图分类号:,,,,, 文献标识码:,文章编号:,川,,,(,,,,),,,,,,,—,,,,,,, ,,,,;,,, ,,,, ,,,,,, ,,,,,,,,, ,,,,,,,，,,,,, ,,,,,,,,,,,，,,,,,,,,,,,。,,,, ,,,,,,,(,,,,,,,,,,,;,:,,,,,, ,？,,,,,,,,,,,,,;,,,,,, ,,,,, ,,,, ,,,,,,,, ,,,,;, ;,,,,,,，,,,,,,,, ,,,,,,，,,,,),,,,,,,, ,,,,,, ,,, , ;,,,,,, ,,,,,(,,;,,, ,,, ,)，,,, ,,;,,,, ,, ,,, ,,,,,,,, ,,,,,,,,,;,,,,;,,,;,,,,,,,，,,, ,,,,,,,,,,, ,,, ,,,, ,,,,,,,,,,,,，,,,,,,;蛳,,,,,,,,,,, ,,, ,;,,,, ,,,,,,(,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,，,,,,,,, ,,,, ,,, ,,,,,,, ,,,,, ,,,,,;,,,,,,, ,,,,,，,, ,,,,,,,,,;, ,,,,,,,, ,,,,,,;,,,,,,,, ,,, ,,,,,;,,,,,,,,, ,,,;,,,,, ,, ,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,，,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,，,,, ,,,, ,,,,,,鹅,,,,,,, ,,,,, ,,, ;,,,,,, ,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,, ,,,,,,, ,,, ;,,,,,, ,,,,,,,，,, ,,,,, ,, ,;,,,,,,,,,,,,,;,,,, ;,,,,;,,,, ,, ,,,,,;,,,,,,,,, ,,, ,,,,,, ;,,,,(,,,,;,,;,,,,,,,,, ;,,,,,,,,,, ,,,,, ,, ,,,, ,,,,,,, ,,,;, ,,,,,,,,,,,,,,,,，,,,,,,, ,,,, ,,,,,,,,, ,,,,,,(,,,,, ,,,,,明,,,,,, ，,, ,,,,, ,,,;,,,,,,，;,,,,,,, ,,,, ,,, ,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,, ,,,,,,,，,,,, ,,,,,, ,,;,,,,;,,,, ,,,,,,;,,,,,,,,,, ，,,,,,,,(,,, ,,,,,:,,,,,,,,,;随着单片机运算速度和处理能力的不断提高，其在各个 领域得到更广泛的应用。然而，随着其应用领域的不断扩大 及集成化的不断提高(其内部资源已不能满足实际需求，往 往需要对其内部资源进行扩展。经典的扩展方法主要是通过端口一起形成控制总线。从而通过数据总线、地址总线和控制 总线这,个总线实现单片机片外,,, ,,数据存储器的扩展。 单片机的,,口具备地址总线、数据总线及控制线的功能。由 软件来分时传送地址信号、数据信号和片选择控制信号。地址总线、数据总线即,,、,,口。以及控制线,,,、丽、丽等来进行数据或程序存储器的扩展(最大寻址空间可达,, ,,，但这种方法占用端口较多，在有些情况下不能满足需求。 这里以,,,(,,,,系列单片机为例。介绍一种新的片外数据 存储器扩展方法。仅用单片机的,, ,,,、,，(,及,,(,共,,个 端口便可实现,,, ,,数据存储器的扩展。,硬件接口电路设计,,,(,,,,单片机与多片,,,,,数据存储器的扩展电路 主要由,片,,,,,型数据存储器、,片,,,(,,,,锁存器和, 片,,,,,,,译码器件组成。,,,,,数据存储器为,, ,,静态随机存取存储器，西为片选信号输入线，丽,为写选通信号,总体设计思路,,,(,,,,单片机片内部存储空间为,,, ,，有,,、,,、,,、,,输人线，面为读选通信号输入线，,,,,?为地 址输入线，,铲,为双向三态数据线。该存储器件在不同操作方式下控制引 脚电平的状态如 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf ,所示。表, ,,,,,器件在不同操作方式下控制引脚电平的状态,个，,,端口。实际应用中。其内部存储空间往往不能满足需求，常常会在片外进行扩展,,,，,,。有别于经典的扩展方 法。这里并没有用到,,口。仅用,,口和各个存储器的地址 线、数据线连接，组成地址总线和数据总线。同时将,,口的 ,,(,、,,(,和,,(,这,个端口引到译码器件的输入端。译码 后作为数据存储器件的片选择控制线。与单片机的其他控制 收稿日期:,,,,,,,—,, 稿件编号:,,,,,,,,,,,,,,,,是带三态缓冲,输出的,,触发器，,,为使能作者简介:白雷杰(,,,,一)，男，河北沧州人。助理工程师。研究方向:管件产品的研制开发。一,,,—万方数据 《电子设计工程),,,,年第,期端。,为控制端。其功能如表,所示。裹, ,,,,,,,锁存器功能表,,,,,,,(,和,,,,,,,(,的输入端口相连，用来传输地址信 息和控制信息。同时，,,口还与数据存储器的数据线相连 接，用来传输数据信息。,,(,接到锁存器,,,,,,,(,的控制 端,(,,(,接到锁存器,,,,,,,(,的控制端,，,,,接到锁 存器,,,(,,,,,,,的控制端上。由此，在,，(,、,，(,和,,,,个端口共同作用下，使可实现地址信息和数据信息的分时 图,是,,,(,,,,单片机,,,与多片,,,,,数据存储器 的硬件连接电路。单片机的,,口与译码器,,,,,,,、锁存器 传送。,,—,,是,片,,,,,数据存储器，组成片外,,, ,, 存储空问。数据总线 地址总线,, , ,, , , , , , , , , , , , ,,(, ,,(, ,,(, ,,(, ,,(, ,,(, ,(, ,(, ,(, ,(, ,(, ,(, ,(, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,,呲眦眦肌眦眦眦,,(, ,,(, ,,(, ,,(, ,,(, ,,(, , ,(,，, ，, ，, ,, ,, ,, ，,,,,, ,,,,,, ,,,,眦 如 即肋如即, ,, , , , ,,,,,,:,,,,,盆砥眦,眦叭眦眦眦,酬圆璺,,(, ,,(, ,,(, ,,(, ,,(, ,,(, ,，(, ,,(, 叽眦 毗眦吡眦腿，。,, ，, ,,, ，,, ,, , ,,, ,,,,,皿 巫,,线,,,,,,,选信号控制线?一,,, , , , ,; , ,,一眈舱峨毗舱阮姚娩悟净一? ? ? ?啦 ,一加,?,—,“?图,,,,,,,,,单片机与,,,,,连接电路,软件设计,(,数据存储器扩展的软件设计 ,,,(,,,,单片机片外,,, ,,数据存储器扩展。其软件 设计的主要思路是如何在,,,(,,,,单片机与要访问的片外 存储单元之间建立联系。实现两者的信息传递。,,,,指令 执行时，将地址信息同时进行锁存。然后开始传送数据，其 读、写周期很短，但占用端口较多。为了节约端口资源，可将 地址信息分时传送，图,是单片机读、写片外数据存储器的 过程。与,,,,指令不同。单片机在访问片外存储单元时，首 先是分时将片外存储单元的地址信息送入锁存器并锁存起 来。然后再对片外数据存储单元进行读、写操作，这是,个完 (,,,,,,全独立的过程。这一特点大大节约了端口资源。但读、写周期较长。,(,数据存储器扩展的软件实例分析 分析对数据存储器扩展软件设计,,,可知，单片机通过,, 口读、写片外数据存储单元时。软件设计具有重要作用。下面 通过一实例介绍单片机访问片外数据存储单元的过程。 以下程序段首先是将片外存储器,,,,,,,单元中的内 容读到片内存储器,,,单元中，然后再将片内存储器,,,单元中的内容写到片外存储器,,,嗍单元中。在程序中，单元(,,,是高,位地址信息存储单元，仅低,位有效;,,, 是中,位地址信息存储单元。低,位有效;,,,是低,位地首先将片内存储单元,,,、,,,和,,,定义为地址信息存储万方数据 白雷杰(等基于单片机,,口的片外数据存储器扩展,,, ,,( ,,,,,将高,位地址信息送 ,,,,口(低,位有效】 将,,口的低,位有效地址信患 到,,,,, ,,的输入端进行译‘ ,,(,清零(,,,,, ,,—,锁存,,,,， ,, 的译码结果，同时选择数据存储器 将中,位地址信息送到,,(低,位有效) ,,口的,位有效地址信息 送到,,,,,,,,,进行锁存,,,,,(,,，,, ,,(, ,,(, ,,，,,，,,,, ,,, ,,，, ,,,, ,,, ,,,棚,,,,,，,,,,,,(,,,,,,(,，,,(,清零，使,,,,,, ,,,锁存中,位地址,，信息，并将有效位送到数据存储器的地址端，,,,,:,,, ,,,,,，,,,,,,,,,二二,。，将低,位地址信息送,，,,,口,,,，,,,, ,,(, ,,(, ,,( ,,( ,,(, ,,(, ,,， ,,, ,(,,, ,】阴, ,,,，将,,口的,位有效地址信息, ，堡到～～～?,～,:～娄鱼熊盘，柏,碍，,,,,,，运行,，,,,指令，,,,,，,,,,及,,,,,的地址信息全部被， 拗存(同时,,,片机与选择的数据存储器通过数据总线, 进行数据传送，完成整个读写过程( ， ，图,单片机读、写片外散据存储器的过程框图,,, ,,, ,,,, ,,, ,,, ,,,址信息存储单元，,位全有效。所以。其寻址空问为,,,,,,,—加,,,,,,,,,,,,,,,、,,,,,,,—,,,,唧、,,,,,,,—眩,,,,,、,,,,,,,,,,,,,,,、,,;,,,,,—凸,,,,,,、,,(),,啷，一,,,,】,,,、,,,,,,,,,,,,,,,,和,,,,,,,:,,,,,,,。共,,, ,,。,,,,和 ,,,,分别读、写子程序。,,, ,,,, ,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,(,,, ,,,,,,,,,从程序中分析可知。能够仅用,,口及其他几个很少的 控制端口便可实现片外大容量数据存储器的扩展。主要是因 为,,口具备地址线、数据线及片选择控制线的功能，而这一 功能是通过软件方式实现的，即分时传送地址信息，数据信,(,,,,,,,,,,,,,,,,，,,,,,,,,(烈),,息和控制信息。从,,,,和,,,, ,个子程序可以看出数 据的具体传送过程。此外，在编程过程中，每次读、写外部存 :将,,,,,,,,地址信息 储器内容时，只要将地址信息写到,,,,、,，,，’,,和,，,，’,, ,个单元中(然后调用子程序,,,,和,,,,便可实现对 片外数据存储器的读、写操作。 :读片外存储单元,,,,,,,,,,,,,,,，,,(棚,, ,,,,’,, ,,写入地址存储单元,,,、,,,和,,,,,, ,,(，,,,, ,,,,,,,,中的内容到片内,,,单元中,结论介绍,,,(,,,,单片机片外,,, ,,数据存储器的扩展,,,,,, ,,,,,,,(,研,,,,,,(烈”,, ,,,,,，方法，其特点主要是扩展的存储空间大。占用的端口少，数据 传送采用并行传送方式。在外围设备较多的情况下，有限的 端口无法满足要求。或是存储空间难以满足要求时，完全可 采用该扩展方法。此外，如果将单片机与数据存储器件的硬 件连接部分稍作改动。便可直接访问片外,,, ,,，,种访问 :将片内,,,单元中的内 方式可完全独立。如果,,, ,,的存储空间还不能满足实际 需求。不妨将高位地址存储单元的,位全部进行译码，可得到 ,,,个片选择控制端口。那么原来的,片数据存储器便可增柏,,,:将,,,矸聊地址信息写入地址存储单元,,,、,,,和,,,,,,,，，,,, ,,,,,,,,容写到片外存储单元;,,,,刑中,,,,:,,,,,,,,，,,,,,加到,,,片。这样，片外存储空间就可以达到, ,,，完全满 足需求。而且(按此原理，还可以将原来的,个地址存储单元 改为,个地址存储单元或更多，以增加其存储空间。但这样 (下转第,,,页)一,,,—,,，,,,, ,,(, ,,(,,,,,,,，,万方数据 《电子设计工程),,,,年第,期按下,个按键中任何一个。都会发出中断请求。中断服务程 序中，需要完成的工作有:键识别、去抖动和键功能处理。 液晶显示提供人际交互界面和系统运行状态，本系统选 用北京青云科技的,,,,,,,,,,图形点阵液晶显示模块旧。 其与,,,接口电路如图,所示。,,, 模式,趟初始化芏陌虿酾西葡孬磊际霸蕊面目,—一，和采样电流，图,软件系统的流翟设定电压值相比较。若相符，则返回，否则立即调整电压。若 选择工作模式,，则设定采样电流与输出电压的对应关系，同 时进人?,转换。若满足已设定好的关系，则返回，否则立即 调整电压，直到符合已设定的关系。,结束语激励电源输出电压的稳定度是决定直流电流互感器测其读、写周期也将蔓长。因此需根据实际情况，综合考虑，最 终使单片机的硬件与软件达到最优化。