单片机系统扩展技术.pptx

第四章单片机系统扩展技术第一节系统扩展概述二、单片机系统总线构造
总线是连接计算机各部件的一组公共信号线，按其功能通常分为地址总线(AB)、数据总线(DB)和控制总线(CB)。DB：P0口。
AB：P2、P0口。
P0口是分时复用的双向数据总线和低8位地址总线，增加一个8位锁存器，通过对锁存器的控制实现对地址（低8位）和数据的分离。
地址锁存器74LS373真值表：OEGD Q
L HH H
L HL L
L L× 不变
H ×× 高阻CB：控制信号线。
⑴ALE：地址锁存选通信号（高电平有效）。
⑵PSEN：扩展程序存储器（外部ROM）读选通信号（低电平有效）。
⑶EA：内外程序存储器的选择信号（低电平有效）。
⑷RD和WR：扩展外部数据存储器（RAM）的读、写选通信号（低电平有效）。
第二节存储器的扩展 二、存储器扩展的基本方法
1、存储器扩展的基本问题。
扩展容量：16根地址线最大可扩展到64K。
扩展要解决的问题：地址线、扩展芯片在64K范围内所占的地址范围。
存储器扩展的编址：存储芯片片的选择、片内单元的编址。
选择芯片的方法：片选技术。
2、存储器扩展的片选技术
片选两种方法:线选法和片选法。
（1）线选法
线选法用低位地址线对片内的存储单元进行寻址，用余下的高位地址线分别接至芯片的片选端，以区分各芯片的地址范围。
线选法扩展存储器的缺点：
各芯片间地址不连续。
有相当数量的地址不能使用。eg1扩展三片2K存储芯片（6116），试用线选法给出接线图和地址。
编址： P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7~P0.0
A13A12A11A10A9A8A7~A0
1号片0 01 1 000000H
0 011 0111FFH
2号片 0 01 0 100000H
0 01 0 1111FFH
3号片 0 00 1 100000H
0 001 1111FFH
地址范围：1#3000H~37FFH2#2800H~2FFFH3#1800H~1FFFH（2）片选法
将低位地址总线直接连至各芯片的地址线,将高位地址总线经地址译码器译码后作为各芯片的片选信号。
一般使用2/4译码器、3/8译码器，对P2口高位地址线进行译码，适用于大规模扩展。
74LS138译码器的引脚图、真值表eg2扩展三片2K存储芯片（6116），试用片选法给出接线图和地址。
编址：P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7~P0.0
A13A12A11A10A9A8A7~A0
1号片0 00 0 000000H
0 000 0111FFH
2号片 0 00 0 100000H
0 00 0 1111FFH
3号片 0 00 1 000000H
0 001 0111FFH
地址范围：
1#0000H~07FFH
2#0800H~0FFFH
3#1000H~17FFH扩展接线结构如图：三、存储器扩展实例
eg3线选法扩展二片2K容量6116，一片4K容量2716。
2716：0000H~07FFH
6116（1）：0000H~07FFH6116（2）：0800H~0FFFH第三节I/O接口的扩展2.接口电路主要功能
速度协调
数据锁存
三态缓冲
总线隔离技术：任一时刻，只允许一个数据源使用数据总线。其余数据源都和数据总线隔离。
信号转换3.I/O数据传送方式
无条件传送方式
外部设备总是处于“准备好”状态，无须测试，随时可以传送数据。
查询方式
有条件数据传送，I/O操作之前，检查I/O设备状态，确认已为输入输出作好准备，实行数据传送。
中断方式二、简单I/O扩展
简单输入口的扩展
解决的是数据输入的缓冲问题。
利用三态缓冲器可以实现，当输入设备被选通时使数据总线与数据源连通；当输入设备未被选通时把数据总线与数据源隔离。
简单输出口的扩展
实现数据保持。
输出口的扩展通常使用锁存器芯片。
三、可编程并行接口芯片
可编程I/O扩展：还具有状态寄存和命令寄存功能，通过软件编程方式，确定扩展芯片的工作方式。
典型芯片：8255A，8155
1．可编程并行接口8255A
⑴结构
引脚功能：
CS：片选信号（低电平有效）
RD：读信号（低电平有效）
WR：写信号（低电平有效）
A0、A1：端口选择信号
RESET：复位信号（高电平有效）
D0~D7：双向三态数据总路线
PA：8位I/O口
PB：8位I/O口
PC：8位I/O口
Vcc：电源+5V
GND；地8255A的端口寻址和操作⑵8255A工作方式
方式0：基本输入/输出方式
两个8位口PA、PB及两个4位口，输入/输出的任意组合。
适用于无条件数据传输。也可以对C口进行位操作。以C口某一位状态，实现