单片机系统的三总线的构造 半导体存储器 程序存储器和数据存储器的扩展方法 E2PROM的使用 程序存储器和数据存储器的同时扩展

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1 单片机系统的三总线的构造 半导体存储器 程序存储器和数据存储器的扩展方法 E2PROM的使用 程序存储器和数据存储器的同时扩展
第8章 单片机的存储器的扩展 单片机系统的三总线的构造 半导体存储器 程序存储器和数据存储器的扩展方法 E2PROM的使用 程序存储器和数据存储器的同时扩展 主 要 内 容

2 第8章 单片机的存储器的扩展 单片机系统的扩展是建立3总线基础上的： 地址总线（Address Bus，AB）
数据总线（Data Bus， DB） 控制总线（Control Bus， CB） 这些总线都是并行的，能够理想地匹配CPU的处理速度。 单片机之外的任何芯片和硬件资源必须通过总线与单片机相连，才能被单片机有效地管理，成为系统的有机组成部分。 MCS-51 单片机对外没有专用的地址总线，首先需要扩展系统的三总线。 2018/9/19 单片机原理及其应用

3 8.1 单片机系统的三总线的构造 MCS-51 单片机三总线构造原理图 2018/9/19 单片机原理及其应用

4 8.1 单片机系统的三总线的构造 当MCS-51单片机需要扩展外部ROM或外部RAM时，由P0口和P2口构造（外部的）地址/数据总线：
P2口提供高八位地址总线，这种情况下，P0和P2就不能再作为I/O使用了。 由于P0口的分时复用，MCS-51单片机的地址和数据总线不是分立的。 在时序上，P0口在ALE为有效高电平期间，输出低8位地址A7~A0，同时，P2口上输出高8位地址A15~A8。 在ALE为有效低电平时，CPU对A15~A0状态指定的单元进行操作，此时，P0口作为数据总线。 2018/9/19 单片机原理及其应用

5 2018/9/19 单片机原理及其应用

6 8.1 单片机系统的三总线的构造 在单片机的片外增加一片地址锁存器，以ALE作为锁存控制信号，当ALE为高电平时，P0口输出地址信息，在ALE出现下跳沿时，把P0 口的地址信息锁存。ALE为低电平期间P0用作数据总线口。 使能端 门控 输入 输出 E G Di Qi 1 1 × Q0 1 × 高阻 74LS373作为地址锁存器的电路 2018/9/19 单片机原理及其应用

7 8.1 单片机系统的三总线的构造 采用地址寄存器使P0口分时提供的地址和数据信息分离，形成了分立的并行总线：
（1）地址总线（Address Bus，AB） 由P0口输出的低8位地址须经地址锁存器（74LS373）锁存，这样，P2口和地址锁存器的8位输出构成了MCS-51的地址总线A15~A0. 地址总线AB与P0、P2口引脚对应关系 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 MCS-51单片机的地址总线为16位，它的存储器最大的 扩展容量为216，即64K个单元。 2018/9/19 单片机原理及其应用

8 8.1 单片机系统的三总线的构造 （2）数据总线（Data Bus，DB）
传送的是数据信息，数据总线是双向的。数据总线用于在单片机与存储器之间、单片机与I/O口之间的数据传送。 单片机的数据总线为8位，由P0口提供，数位与P0口之间的对应关系为: 数据总线DB与P0的对应关系 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 2018/9/19 单片机原理及其应用

9 8.1 单片机系统的三总线的构造 （3） 控制总线（Control Bus，CB）用来传送控制信号，用来协调单片机系统中各个部件的工作。
MCS-51单片机与扩展相关的控制总线如下： 1）ALE——用来实现低8位地址的锁存。 2） EA ——外部程序存储器选择控制信号。 3）PSEN——扩展外部程序存储器读控制信号。 4）WR ——扩展的外部数据存储器和外部I/O口的写控制信号，是P3.6的第2功能，单片机输出的信号； 5）RD ——扩展的外部数据存储器和外部I/O的读控制信号，是P3.7的第2功能，单片机输出的信号。 2018/9/19 单片机原理及其应用

10 8.1 单片机系统的三总线的构造 单片机的存储器、并行I/O扩展以及其他部件的扩展都是以地址总线、数据总线和控制总线为基础进行的。
2018/9/19 单片机原理及其应用

11 8.2 半导体存储器 存储器是计算机的记忆部件。 CPU 要执行的程序、要处理的数据及中间结果等都存放在存储器中。
存储容量和存取时间是存储器的两项重要指标，它们反映了存储记忆信息的多少与工作速度的快慢。 根据读的方式，可分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两大类。 2018/9/19 单片机原理及其应用

12 8.2 半导体存储器 随机存取存储器 随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）可以多次写入和读出，每次写入后，原来的内容自动消失，被新写入的内容代替；对RAM进行读操作，不会改变RAM存储单元的内容；当电源掉电时，RAM里的内容随即消失。 RAM可分为为静态RAM和动态RAM。 2018/9/19 单片机原理及其应用

13 8.2 半导体存储器 静态RAM采存取速度快，只要不掉电就可以持续地保持存储内容不变。在单片机应用系统被广泛使用。
动态RAM采用MOS晶体管栅电容动态地存储电荷，以实现信息的记忆和存储。存储信息的电容有足够大的存储电荷时表示“1”，无存储电荷时表示“0”。由于电容上的电荷会因电路泄漏而逐渐消失，即使电源不掉电，经过一段时间，动态RAM中的所存储的信息也会丢失。 RAM是由若干个单元构成的，RAM内容的存取是以字节为单位的，为了区别各个不同的单元，将每个存储单元赋予一个编号，即存储单元的地址。存储单元是存储信息的最基本单位，不同的单元有不同的地址。在进行读写操作时，可以按照地址访问某个单元。 2018/9/19 单片机原理及其应用

14 8.2 半导体存储器 8.2.2 只读存储器 只读存储器（Read Only Memory，ROM），ROM一般用来存储程序和常数。
只读存储器 只读存储器（Read Only Memory，ROM），ROM一般用来存储程序和常数。 ROM是采用特殊方式写入的，一旦写入，在使用过程中不能随机地修改，只能从其中读出信息。与RAM不同，当电源掉电时，ROM 仍能保持内容不变。 在读取该存储单元内容方面，ROM和RAM相似。 只读存储器有掩膜ROM、PROM、EPROM、E2PROM（也称EEPROM）、Flash ROM等。它们的区别在于写入信息和擦除存储信息的方式不同。 2018/9/19 单片机原理及其应用

15 8.3 程序存储器扩展 ××系列芯片 2018/9/19 单片机原理及其应用

16 8.3 程序存储器扩展 ××系列芯片 单片机的程序存储器通常采用只读存储器，使用较多的是EPROM和E2PROM。本节主要介绍EPROM的扩展方法。 典型EPROM为27××系列芯片，其中27为产品代号，××表示芯片存储位的容量（单位：K）。常用的芯片有：2716（2 K×8位，2 K个单元，每个单元8位）、2732（4 K×8位）、2764（8 K×8位）、27128（16 K×8位）、27256（32 K×8位）和27512（64 K×8位）等。 2018/9/19 单片机原理及其应用

17 8.3 程序存储器扩展 常用典型EPROM芯片系列：27XX 27 型号 XX 容量（位） XX/8 芯片上的单元个数
常用芯片：2716、2732、 2764、 、27256 、27512 AB DB 27XX Vpp 地址线 数据线 输出控制 片选 编程电压 2018/9/19 单片机原理及其应用

18 8.3 程序存储器扩展 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 I/O0 I/O1 I/O2 GND Vcc A8 A9 Vpp
OE A10 CE I/O7 I/O6 I/O5 I/O4 I/O3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 2716 A10~A0 地址线 I/O7~I/O0 数据线 CE 片选使能 OE 数据输出选通线 Vpp 编程电源 Vcc 主电源 2018/9/19 单片机原理及其应用

19 8.3 程序存储器扩展 2764 Vpp A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 I/O0 I/O1 I/O2 GND
Vcc PGM NC A8 A9 A11 OE A10 CE I/O7 I/O6 I/O5 I/O4 I/O3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 2764 A12~A0 地址线 I/O7~I/O0 数据线 CE 片选使能 OE 数据输出选通线 PGM 编程脉冲输入 Vpp 编程电源 Vcc 主电源 2018/9/19 单片机原理及其应用

20 8.3 程序存储器扩展 27××各芯片管脚及其兼容性能 2018/9/19 单片机原理及其应用

21 2018/9/19 单片机原理及其应用

22 8.3 程序存储器扩展 读 EPROM的工作方式 为0，芯片被选中，当 为0时，把AB指定的单元中内容输出到芯片的O7~O0（ DB）上
CE OE 2018/9/19 单片机原理及其应用

23 8.3 程序存储器扩展 （2）未选中 时，2764未选中，此时，O7~O0输出为高阻状态，2764处于低功耗维持状态。 （3）编程
2764的VPP接指定的编程电压（如25V或12.5V）、 、 且 为低电平时，2764处于编程方式，把程序代码写入芯片。 写入存储单元的地址由地址线A12~A0确定，写入内容从O7~O0输入。 2018/9/19 单片机原理及其应用

24 8.3 程序存储器扩展 （4）编程校验 编程校验是为了检查写入的内容是否正确。 编程校验时： VPP保持编程电压 和 且 为高电平
且 为高电平 按读方式把写入的内容读出。 （5）编程禁止 VPP保持编程电压，只要 时，2764处于编程禁止状态，禁止写入程序。 2018/9/19 单片机原理及其应用

25 8.3 程序存储器扩展 8.3.2 外部程序存储器扩展原理及时序 （一） 外部程序存储器扩展使用的控制信号
（1）EA——用于片内、片外程序存储器配置，输入信号。 当EA=0时，单片机的程序存储器全部为扩展的片外程序存储器； 当EA=1 时，单片机的程序存储器可由片内程序存储器和片外程序存储器构成，当访问的空间超过片内程序存储器的地址范围时，单片机的CPU自动从片外程序存储器取指令。 （2）ALE——用于锁存P0口输出的低8位地址。 2018/9/19 单片机原理及其应用

26 8.3 程序存储器扩展 8.3.2 外部程序存储器扩展原理及时序 （一） 外部程序存储器扩展使用的控制信号
（3）PSEN ——单片机的输出信号，低电平时，单片机从片外程序存储器取指令；在单片机访问片内程序存储器时，该引脚输出高电平。 2018/9/19 单片机原理及其应用

27 8.3 程序存储器扩展 （二）外部程序存储器扩展原理 （1）程序存储器全部为外部的程序存储器扩展电路 2018/9/19 单片机原理及其应用

28 （2）保留片内程序存储器的程序存储器扩展电路原理
8.3 程序存储器扩展 （2）保留片内程序存储器的程序存储器扩展电路原理 2018/9/19 单片机原理及其应用

29 8.3 程序存储器扩展 （三） 单片机CPU访问外部程序存储器的时序
CPU访问外部程序存储器时，程序计数器PC内容的高8位（PCH）和低8位（PCL）分别从P2和P0口输出。由于PC为16位寄存器，因此，不论是芯片内部的程序存储器还是扩展的外部程序存储器，每个单元的地址必定是16位的。 P0口输出的地址信息在ALE的上升沿被输出到地址锁存器的输出端，ALE下降沿时，该地址信息被锁存到地址锁存器的输出端，即低8位地址。然后，P0口由输出方式转换为输入方式，即浮空状态，等待CPU从程序存器中读取指令代码，而P2的输出的高8位地址保持不变。当 PSEN变为低电平时，P2口和地址锁存器输出的16位地址指定单元的内容——指令代码传送到P0口供CPU读取。 2018/9/19 访问外部存储器的时序 单片机原理及其应用

30 8.3 程序存储器扩展 在一个机器周期内，ALE出现两个正脉冲， 两个负脉冲，说明CPU 在一个机器周期内可以两次访问外部程序存储器。
程序存储器可以选用EPROM和E2PROM。在选用芯片时，除了考虑芯片的存储容量之外，还必须使芯片的读取时间与单片机CPU的时钟匹配。 2018/9/19 单片机原理及其应用

31 8.3 程序存储器扩展 解决问题： （1） 的处理 （2）地址总线的连接 （3）数据总线的连接 （4） 的连接
EPROM 扩展电路 （一） 单芯片EPROM的扩展 解决问题： （1） 的处理 （2）地址总线的连接 （3）数据总线的连接 （4） 的连接 （5）单个EPROM芯片的片选端 的处理 （6）地址空间分析 2018/9/19 单片机原理及其应用

32 8.3 程序存储器扩展 8.3.3 EPROM 扩展电路 （一） 单芯片EPROM的扩展
（1）采用2764为8031单片机扩展8K的程序存储器。 8031是MCS-51系列单片机中一款片内不含程序存储器的产品，因此，在使用8031单片机时，必须扩展程序存储器。由于芯片中没有程序存储器，8031单片机的程序存储器全部是外部的，因此， 必须接地。 2018/9/19 单片机原理及其应用

33 8.3 程序存储器扩展 图 单片机扩展8K的程序存储器 2018/9/19 单片机原理及其应用

34 8.3 程序存储器扩展 数据总线的连接： P0.0-P0.7（数据总线） O0-O7 地址总线的连接： P0.0-P0.7（地址总线低8位） A0-A7 P2.0-P2.4（地址总线高8位中的5位） A8-A12 控制总线的连接： PSEN（程序存储器允许，即读指令） OE ALE（地址锁存允许） 接373的使能端 G 2018/9/19 单片机原理及其应用

35 单元 A4A3A2A1A0 00000 00001 00010 00011 00100 00101 地 址 译 码 器 00110 00111 01000 01001 01010 01011 01100 01101 01110 01111 A4 A3 A2 A1 A0 11010 11011 11100 11101 11110 2018/9/19 单片机原理及其应用 11111

36 将上述二进制编码写成十六进制数，得到地址范围为：
2764 ALE 74LS 373 DB AB0～7 CE AB8~12 EA PSEN OE P0 MCS51 P2.0~4 2764地址空间分析 0000～1FFFH A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 x x 1 x 1 将上述二进制编码写成十六进制数，得到地址范围为： 0000～1FFFH 2018/9/19 单片机原理及其应用

37 8.3 程序存储器扩展 （2）采用2764为80C51单片机扩展8K的程序存储器
80C51是MCS-51系列单片机中一款片内含有4K程序存储器的产品。 假设某一应用系统采用80C51单片机，而其程序代码容量大于4K，在保留片内4K程序存储器的基础上，再扩展8K的外部程序存储器。 在这种情况下，EA必须接高电平，以使单片机复位后，首先从单片机内部的程序存储器执行程序，内部程序存储器占用了程序存储器地址空间的前4K，即0000~0FFFH。只有当程序计数器PC内容大于0FFFH时，CPU才会从外部扩展的程序存储器取指令。 2018/9/19 单片机原理及其应用

38 8.3 程序存储器扩展 保留片内程序存储器的扩展方案 80C51单片机扩展8K的程序存储器 2018/9/19 单片机原理及其应用

39 2764地址空间分析 由于单片机内部含4K，已占用0000~0FFFH空间，因此 外部ROM不能重叠。
ALE 74LS 373 DB AB0～7 CE AB8~12 EA PSEN OE P0 MCS51 P2.0~4 Vcc R 由于单片机内部含4K，已占用0000~0FFFH空间，因此 外部ROM不能重叠。 2000～3FFFH A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 x 1 x 1 x 1 将上述二进制编码写成十六进制数，得到2764地址范围为： 2000～3FFFH 2018/9/19 单片机原理及其应用

40 8.3 程序存储器扩展 2764 ALE 74LS 373 DB AB0～7 CE AB8~12 EA PSEN OE P0 MCS51 P2.0~4 Vcc R 地址重叠现象： 实际上，在上图中A15、A14、A13并没有接到2764芯片上，它们与CPU访问2764无关，为了避免与片内的地址冲突，也可以令A15A14A13＝101，此时，外部程序存储器的地址范围为：A000~BFFFH。显然，A15A14A13取不同的状态时，外部程序存储器的地址范围是不同的，这种现象为地址重叠。克服地址重叠现象的方法是采用所有的地址线全译码。 2018/9/19 单片机原理及其应用

41 8.3 程序存储器扩展 采用地址线全译码的扩展电路 2018/9/19 单片机原理及其应用

42 8.3 程序存储器扩展 将上述二进制编码写成十六进制数，得到2764地址范围为： E000～FFFFH 1 1 1 A15 A14 A13
P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 1 1 1 将上述二进制编码写成十六进制数，得到2764地址范围为： E000～FFFFH 2018/9/19 单片机原理及其应用

43 8.3 程序存储器扩展 E000～FFFFH 2018/9/19 单片机原理及其应用

44 8.3 程序存储器扩展 ??? 外部ROM的地址空间与EA有关 OE P0 ALE P2 PSEN MCS－51 DB AB0～7 CE
EPROM P0 ALE P2 PSEN MCS－51 74LS 373 DB AB0～7 CE AB8~X EA 2018/9/19 单片机原理及其应用

45 8.3 程序存储器扩展 （二） 多芯片EPROM的扩展
MCS-51单片机扩展多片程序存储器芯片时，程序存储器芯片地址线、数据线和输出控制（ ）连接与单个芯片的连接是一样的，如何分配存储空间，使扩展的各个存储器芯片之间在使用过程中不发生访问冲突，是多个芯片扩展的关键。在设计时，必须保证各个芯片上的存储单元的地址在应用系统中是互不相同的。 多个芯片的扩展主要解决的问题是保证各个芯片不会在同一时刻被选中，即芯片片选设计。 2018/9/19 单片机原理及其应用

46 8.3 程序存储器扩展 片选信号的产生方法： （1）采用线选法：通常用扩展时芯片没有使用的高位地址线直接选择芯片。
（2）译码器译码法：用扩展时芯片没有使用的高位地址线作为译码器的输入，译码产生片选信号。 2018/9/19 单片机原理及其应用

47 8.3 程序存储器扩展 （1）2片外部程序存储器的扩展（一） 用2片2764为80C51单片机扩展16K的外部程序存储器。
2018/9/19 单片机原理及其应用

48 8.3 程序存储器扩展 IC2 IC2地址范围为： 2000～3FFFH IC3 IC3地址范围为： 6000～7FFFH
为了使扩展的程序存储器空间与80C51片内的4KROM不冲突（地址范围：0000~0FFFH），令P2.5＝1 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 x 1 IC2 1 x IC2地址范围为： 2000～3FFFH x 1 IC3 1 x 2018/9/19 单片机原理及其应用 IC3地址范围为： 6000～7FFFH

49 8.3 程序存储器扩展 0000~0FFFH 2000~3FFFH 6000~7FFFH 2018/9/19 单片机原理及其应用

50 8.3 程序存储器扩展 （1）2片外部程序存储器的扩展（二） 用2片2764为80C51单片机扩展16K的外部程序存储器。 Vcc R
74LS 373 EA PSEN P0 MCS51 P2.0~4 ALE G E AB0～7 AB8~12 DB0～7 CE A0～7 A8~12 D0～7 OE P2.6 P2.5 Vcc R 2764 IC1 IC2 2018/9/19 单片机原理及其应用

51 8.3 程序存储器扩展 2片2764的地址空间分析： IC1 IC1地址范围为： 4000～5FFFH IC2
A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 x 1 IC1 1 x IC1地址范围为： 4000～5FFFH IC2 x 1 1 x 2018/9/19 单片机原理及其应用 IC2地址范围为： 2000～3FFFH

52 8.3 程序存储器扩展 Vcc R MCS51 2764 IC1 IC2 4000～5FFFH 2000～3FFFH P2.6 P2.5
74LS 373 EA PSEN P0 MCS51 P2.0~4 ALE G E AB0～7 AB8~12 DB0～7 CE A0～7 A8~12 D0～7 OE P2.6 P2.5 Vcc R 2764 IC1 IC2 4000～5FFFH 2000～3FFFH 2018/9/19 单片机原理及其应用

53 8.3 程序存储器扩展 （2）多片外部程序存储器的扩展
译码器译码方法是使用译码器对MCS-51单片机的高位地址进行译码，用译码器的输出作为存储器芯片片选，以实现各扩展芯片片选不会同时有效的要求，避免CPU访问冲突事件的发生。 译码器译码方法是单片机扩展时常用的一种方法。常用的译码器芯片有2－4译码器（74LS139）、3－8译码器（74LS138）和4－16译码器（74LS154）。 2018/9/19 单片机原理及其应用

54 8.3 程序存储器扩展 1）2－4译码器 74LS139引脚图 74LS139真值表 2018/9/19 单片机原理及其应用

55 8.3 程序存储器扩展 2）3－8译码器 2018/9/19 单片机原理及其应用

56 8.3 程序存储器扩展 74LS138的功能表 禁 止 状 态 2018/9/19 单片机原理及其应用

57 8.3 程序存储器扩展 3）采用译码器译码产生片选的程序存储器扩展（一） 采用4片2764为80C51扩展32K的外部程序存储器
2018/9/19 单片机原理及其应用

58 IC3 IC3地址范围为： 0000～1FFFH IC4 IC4地址范围为： 2000～3FFFH 多片EPROM的地址空间分析： B A
译码器 输入 × IC3 1 × IC3地址范围为： 0000～1FFFH × 1 IC4 1 × 2018/9/19 单片机原理及其应用 IC4地址范围为： 2000～3FFFH

59 IC5 IC5地址范围为： 4000～5FFFH IC6 IC6地址范围为： 6000～7FFFH B A × 1 1 1 1 × × ×
P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 B A 译码器 输入 × 1 IC5 1 × IC5地址范围为： 4000～5FFFH × 1 IC6 1 × 2018/9/19 单片机原理及其应用 IC6地址范围为： 6000～7FFFH

60 8.3 程序存储器扩展 0000~1FFFH 2000~3FFFH 4000~5FFFH 6000~7FFFH 2018/9/19
单片机原理及其应用

61 8.3 程序存储器扩展（总结） 采用译码器译码的方法产生片选时，如果全部的高位地址线都参加译码，称为全译码；如果仅有部分高位地址线参与译码，称为部分译码。 扩展32K的外部程序存储器采用全译码方式产生片选信号的电路： 2018/9/19 单片机原理及其应用

62 8.3 程序存储器扩展（总结） 选用含有ROM的单片机，尽量避免扩展 扩展程序存储器应注意：
（1） 根据应用系统容量要求选择EPROM 芯片时，应使应用系统电路尽量简化，在满足容量要求时尽可能选择大容量芯片，以减少芯片组合数量。 （2）择好EPROM容量后，要选择好能满足应用系统应用环境要求的芯片型号。如最大读取时间、电源容差、工作温度以及老化时间等。 （3）通用EPROM 芯片管脚有一定的兼容性，在电路设计时应充分考虑其兼容特点。如2764、27128、27256 ，可将第26、27 管脚的印刷电路连线设计成易于改接的形式。 选用含有ROM的单片机，尽量避免扩展 2018/9/19 单片机原理及其应用

63 读 写 8.4 数据存储器扩展——8.4.1常用典型SRAM芯片
常用典型SRAM芯片：6116（2K8位）、6264 （8K8位）、 62128（12K8位） 、 62256（32K8位） AB DB SRAM 地址线 数据线 输出控制 写入控制 片选 为0，芯片被选中，当 为0时，把AB指定的单元中内容输出到芯片的DB上。 读 为0，芯片被选中，当 为0时，把DB上的信息写入AB指定的单元中。 写 2018/9/19 单片机原理及其应用

64 8.4 数据存储器扩展——常用典型SRAM芯片 A10~A0 地址线 I/O7~I/O0 数据线 CE 片选使能 OE 读允许线
GND Vcc A8 A9 WE OE A10 CE I/O7 I/O6 I/O5 I/O4 I/O3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 6116 A10~A0 地址线 I/O7~I/O0 数据线 CE 片选使能 OE 读允许线 WE 写允许线 2018/9/19 单片机原理及其应用

65 8.4 数据存储器扩展——常用典型SRAM芯片 6116的工作方式 2018/9/19 单片机原理及其应用

66 8.4 数据存储器扩展——常用典型SRAM芯片 A12~A0 地址线 I/O7~I/O0 数据线 CE1 片选线1 CE2 片选线2
NC A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 I/O0 I/O1 I/O2 GND Vcc WE CE2 A8 A9 A11 OE A10 CE1 I/O7 I/O6 I/O5 I/O4 I/O3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 6264 A12~A0 地址线 I/O7~I/O0 数据线 CE1 片选线1 CE2 片选线2 OE 读允许线 WE 写允许线 2018/9/19 单片机原理及其应用

67 8.4 数据存储器扩展——常用典型SRAM芯片 6264的工作方式 2018/9/19 单片机原理及其应用

68 8.4 数据存储器扩展——常用典型SRAM芯片 A14~A0 地址线 I/O7~I/O0 数据线 CE 片选线 OE 读允许线
GND Vcc WE A13 A8 A9 A11 OE A10 CE I/O7 I/O6 I/O5 I/O4 I/O3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 62256 A14~A0 地址线 I/O7~I/O0 数据线 CE 片选线 OE 读允许线 WE 写允许线 2018/9/19 单片机原理及其应用

69 8.4 数据存储器扩展——常用典型SRAM芯片 62256的工作方式 2018/9/19 单片机原理及其应用

70 8.4 数据存储器扩展——扩展方法及时序 8.4.2 外部数据存储器的扩展方法及时序 单片机扩展外部RAM 的原理图 2018/9/19
单片机原理及其应用

71 8.4 数据存储器扩展——扩展方法及时序 （一）扩展方法
（1）芯片地址总线 MCS-51单片机总线：由P2口提供存储单元地址的高八位、P0口经过锁存器提供地址的低8位。 （2）芯片数据总线 MCS-51单片机P0口 （3）芯片控制总线 MCS-51单片机的控制线 程序存储器与外部数据存储器使用同一地址总线，它们的地址空间是完全重叠的，但由于单片机访问外部程序存储器时，使用PSEN控制对外部程序存储器单元的读取操作，即使程序存储器和数据存储器的单元地址完全相同，也不会造成访问冲突。 MCS-51单片机的外部数据存储器的最大寻址空间为64K，即0000~0FFFFH。由于MCS-51单片机的外部数据存储器和外部I/O口是统一编址的，它们共同占用这一地址空间。 2018/9/19 单片机原理及其应用

72 8.4 数据存储器扩展——扩展方法及时序 读取外部数据存储器由下列指令实现： MOVX A, @DPTR 或 MOVX A, @Ri。
MCS-51单片机读外部数据存储器的时序 RD 2018/9/19 单片机原理及其应用

73 8.4 数据存储器扩展——扩展方法及时序 MCS-51 单片机外部数据存储器写入操作由下列指令实现：MOVX @DPTR, A 或 MOVX @Ri, A。 MCS-51 单片机写外部数据存储器的时序 2018/9/19 单片机原理及其应用

74 8.4 数据存储器扩展——静态RAM扩展电路 8.4.3 静态RAM扩展电路 （一） 单片静态RAM芯片的扩展
（1）采用6264为MCS-51单片机扩展8K外部数据存储器 2018/9/19 单片机原理及其应用

75 8.4 数据存储器扩展——静态RAM扩展电路 6264地址空间分析： 二进制编码写成十六进制数，得地址范围为：0000～1FFFH x x
P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 x x 1 x 1 二进制编码写成十六进制数，得地址范围为：0000～1FFFH 2018/9/19 单片机原理及其应用

76 8.4 数据存储器扩展——静态RAM扩展电路 0000～1FFFH 2018/9/19 单片机原理及其应用

77 8.4 数据存储器扩展——静态RAM扩展电路 （2） 单片机外部RAM的使用
例1 把系统中的0250H单元的内容转存到单片机内部RAM的20H单元。 例2 单片机内部RAM的寄存器R3的内容转存到系统中的1000H单元。 2018/9/19 单片机原理及其应用

78 8.4 数据存储器扩展——静态RAM扩展电路 （二） 多片静态RAM芯片的扩展 （1）线选法
采用线选法为80C51扩展24K外部数据存储器的电路 2018/9/19 单片机原理及其应用

79 8.4 数据存储器扩展——静态RAM扩展电路 多片RAM的地址空间分析(1)： IC3 IC3地址范围为： C000～DFFFH IC4
P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 1 IC3 1 IC3地址范围为： C000～DFFFH 1 IC4 1 IC4地址范围为： A000～BFFFH 2018/9/19 单片机原理及其应用

80 8.4 数据存储器扩展——静态RAM扩展电路 多片RAM的地址空间分析(2)： IC5 IC5地址范围为： 6000～7FFFH 1 1
P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 1 IC5 1 IC5地址范围为： 6000～7FFFH 2018/9/19 单片机原理及其应用

81 C000～DFFFH A000～BFFFH 6000～7FFFH 2018/9/19 单片机原理及其应用

82 8.4 数据存储器扩展——静态RAM扩展电路 线选法的优点是电路连接简单，产生片选信号时不必另加其他逻辑元件，但是，这种方法导致存储器芯片的地址空间是不连续的，不能充分地利用存储空间，扩展的存储器容量有限。 2018/9/19 单片机原理及其应用

83 8.4 数据存储器扩展——静态RAM扩展电路 （2）译码器译码法 采用译码器译码方法为80C51扩展32K外部数据存储器的电路
2018/9/19 单片机原理及其应用

84 8.4 数据存储器扩展——静态RAM扩展电路 32K外部数据存储器地址分析： 2018/9/19 单片机原理及其应用

85 8.4 数据存储器扩展——静态RAM扩展电路 译码器译码方法采用译码电路把存储器的地址空间划分为若干块，可以扩展多个芯片，并且能充分地利用地址空间，使扩展的存储器地址空间连续，适合于多芯片扩展的复杂系统。 在实际扩展外部数据存储器时，根据应用系统容量要求选择静态RAM 芯片时，在满足容量要求时尽可能选择大容量芯片，以减少芯片数量，提高系统的可靠性。 2018/9/19 单片机原理及其应用

86 8.5 程序存储器和数据存储器的同时扩展 在实际应用中，有时需要同时扩展程序存储器、数据存储器或者接口电路，如何把程序存储器的64K和外部数据存储器的64K空间分配给系统中的芯片，并使程序存储器芯片之间、数据存储器以及接口芯片之间的地址不发生重叠，避免单片机访问时产生冲突，是单片机硬件系统设计时必须考虑的问题。 2018/9/19 单片机原理及其应用

87 一种采用线选法扩展程序存储器和数据存储器的电路
8.5 EPROM & RAM的同时扩展 （1）采用线选法扩展程序存储器和数据存储器 一种采用线选法扩展程序存储器和数据存储器的电路 2018/9/19 单片机原理及其应用

88 8.5 EPROM & RAM的同时扩展 多片RAM和EPROM的地址空间分析： IC3 IC5
X 1 IC3 IC5 1 X IC3/IC5地址范围为： C000～DFFFH X 1 IC4 IC6 1 X IC4/IC6地址范围为： A000～BFFFH 2018/9/19 单片机原理及其应用

89 8.5 EPROM & RAM的同时扩展 当P2.5＝0，P2.6＝1，默认P2.7＝0时，IC3和IC5的地址范围是：4000~5FFFH； 当P2.5＝1，P2.6＝0，默认P2.7＝0时，IC4和IC6的地址范围是：2000~3FFFH； 由于 接高电平，单片机片内ROM占用了0000~0FFFH的地址空间。 如果把 接地，本方案是无效的。 接地，意味着单片机的程序存储器全部是外部的，当单片机上电或复位后，（PC）＝0000H，CPU从0000H单元取指令，此时P2.5＝0、P2.6＝0，IC4和IC6同时选中了，访问冲突发生了。 2018/9/19 单片机原理及其应用

90 8.5 EPROM & RAM的同时扩展 4000~5FFFH 2000~3FFFH 4000~5FFFH 2000~3FFFH
2018/9/19 单片机原理及其应用

91 一种采用译码器译码方法扩展程序存储器和数据存储器的电路
8.5 EPROM & RAM的同时扩展 （2）采用译码器译码方法扩展程序存储器和数据存储器 一种采用译码器译码方法扩展程序存储器和数据存储器的电路 2018/9/19 单片机原理及其应用

92 8.5 程序存储器和数据存储器的同时扩展 地址空间分析： IC3 2764 IC3地址范围为： 0000～1FFFH IC4 2764
A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 B A 译码器 输入 G IC3 2764 1 IC3地址范围为： 0000～1FFFH 1 IC4 2764 1 IC4地址范围为： 2000～3FFFH 2018/9/19 单片机原理及其应用

93 8.5 程序存储器和数据存储器的同时扩展 多片EPROM的地址空间分析： IC5 6264 IC5地址范围为： 4000～5FFFH IC6
A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 B A 译码器 输入 G 1 IC5 6264 1 IC5地址范围为： 4000～5FFFH 1 IC6 6264 1 IC6地址范围为： 6000～7FFFH 2018/9/19 单片机原理及其应用

94 8.5 程序存储器和数据存储器的同时扩展 0000～1FFFH 2000～3FFFH 4000～5FFFH 6000～7FFFH
2018/9/19 单片机原理及其应用

95 The End So long !