2022年单片机的IO接口与存储器扩展.ppt

第7章单片机的I/O接口与存储器扩展第7章单片机的I/O接口与存储器扩展7.1I/O接口概述7.1.1I/O接口的作用I/O接口的作用图7-1单片机与I/O接口、I/O设备的连接I/O接口的主要作用1．锁存数据2．隔离总线3．信号转换4．时序协调7.1.2I/O端口的编址1．对I/O端口单独编址2．I/O端口和存储器统一编址I/O端口和存储器统一编址的优点:7.1.3I/O接口的数据传送方式1．无条件传送2．条件传送3．中断传送【项目应用】7.2存储器扩展7.2.1ROM的扩展（1）UVEPROM存储器表7-1常见UVEPROM芯片的主要技术特性图7-2几种UVEPROM芯片的引脚分布图各引脚的功能:各引脚的功能:各引脚的功能:（2）E2PROM存储器表7-2常见E2PROM芯片的主要技术特性各引脚的定义:2．ROM芯片与单片机的连接图7-48031与2764通过全译码方式连接图7-58031与2764通过线选译码方式连接（1）数据总线的连接（2）地址总线的连接（3）控制总线的连接3．ROM芯片的地址译码方式（1）全译码方式全译码方式说明：（2）部分译码方式线选法译码是指片选地址线和存储芯片的直接相连的译码方式。采用这种译码方式时，若无悬空的片选地址线，则不会产生重叠地址。有悬空的片选线时，则产生重叠地址。图7-5所示为8031与扩展的EPROM芯片2764通过线选译码方式进行连接的示意图。线选译码方式说明4．片外ROM的操作时序片外ROM的操作步骤说明（1）在地址锁存控制信号ALE第一次上升为高电平后，在S2P1时，P2口输出高8位地址A15～A8，P0口输出低8位地址A7～A0。（2）在ALE下降时，P0口输出的低8位地址被外部地址锁存器锁存，P2口输出的高8位地址保持不变，从而保证下一步可以将P0口用来读取片外ROM中的指令或常数。（3）在片外ROM读选通信号有效期间，与上述地址对应的片外ROM单元被选通后，其中的指令操作码被读出，并从P0口输入CPU中的指令寄存器。但是，如果程序不是存放在片外ROM，而是存放在片内ROM中，则指令操作码将从片内ROM中读取。（4）在ALE第二次有效后，重复上述步骤，再次选中并读出一个片外ROM单元的内容。该内容的属性依据如下两种情况而定。第一种情况：如果执行的指令是读片外ROM中常数的查表指令（MOVC指令），并且指令存放于片外ROM中时，CPU第一次从ROM中读出的是指令操作码，第二次从ROM中读出的是ROM中的常数（图7-6所示的正是这种情况）。第二种情况：如果执行的不是读片外ROM常数的指令，而只是从ROM中读取其他指令，则根据指令类型的不同，其操作时序也略有不同。对于单字节单周期指令，CPU第一次从ROM中读出指令操作码后，自动使为高电平，取消对ROM的第二次访问。对于单字节双周期指令，CPU会自动控制第一次读指令码后的其他3次读ROM操作无效。对于双字节单周期指令，第一次从ROM中读出指令操作码，第二次从ROM中读指令的第二字节。依此类推。7.2.2RAM的扩展1．常用的RAM芯片表7-3常用RAM芯片的主要技术指标表7-4常用RAM芯片的工作方式图7-7常用RAM芯片的引脚定义引脚的说明:：输出允许（读选通）线，低电平有效。：写选通信号输入线，低电平有效。CS：6264的片选信号输入线，高电平有效，当CS=1，且其=0时，6264才被选中工作。2．RAM芯片与单片机的连接连接说明：由于参与线选译码的线是P2.7，所以P2.7必须为0，才能使为0，选中6264工作，但由于悬空未用的P2.6、P2.5可以处于任意状态，因此，扩展的6264将存在如下4段地址范围。0000H～1FFFH（8KB）2000H～3FFFH（8KB）4000H～5FFFH（8KB）6000H～7FFFH（8KB）其中，0000H～1FFFH为基本地址范围，其余为重叠地址范围。3．片外RAM的操作时序图7-9读片外RAM的时序图7-10写片外RAM的时序时序说明：（2）在ALE第二次有效后，P0口输出片外RAM的低8位地址，并在ALE负跳时，被锁存在地址锁存器中；P2口输出片外RAM的高8位地址并保持不变。（3）CPU根据指令译码结果识别是“读片外RAM”还是“写片外RAM”，从而进行读/写操作。如果是读片外RAM指令，CPU控制读信号有效，将选中的片外RAM单元中的数据从P0口读入累加器A中。如果是写片外RAM指令，则写信号有效，将累加器A中的数据从P0口写入选中的片外RAM单元中。7.2.3存储器扩展的注意问题1．存储器芯片种类的选择随机存取存储器RAM分为静态RAM和动态RAM两类。若所需扩展的RAM容量较小，可采用静态RAM，因为静态RAM不需刷新电路，可简化硬件电路设计；若所