然章 80c51单片微机的系统损展 原理及接口技术
第八章 80C51单片微机的系统扩展 原理及接口技术
8.1系统扩展原理 系统扩展是指单片微机内部各功能部件不能满足应用系 统要求时,在片外连接相应的外围芯片以满足应用系统要求。 80C51有很强的外部扩展能力,扩展电路及扩展方法较典型、 规范。80C51主要有程序存储器(ROM)的扩展、数据存储 器(RAM)的扩展、IO口的扩展、中断系统扩展以及其它特 殊功能接口的扩展等。 对于单片微机系统扩展的方法有并行扩展法和串行扩展 法两种。并行扩展法是指利用单片微机本身具备的三组总线 AB、DB、CB)进行的系统扩展。近几年,由于集成电路设计 工艺和结构的发展,串行扩展法得到了很快发展,它利用 SPI三线总线和C双线总线进行串行系统扩展。有的单片微机 应用系统可能同时采用并行扩展法和串行扩展法
8.1 系统扩展原理 系统扩展是指单片微机内部各功能部件不能满足应用系 统要求时，在片外连接相应的外围芯片以满足应用系统要求。 80C51有很强的外部扩展能力，扩展电路及扩展方法较典型、 规范。80C51 主要有程序存储器（ROM）的扩展、数据存储 器（RAM）的扩展、I/O口的扩展、中断系统扩展以及其它特 殊功能接口的扩展等。 对于单片微机系统扩展的方法有并行扩展法和串行扩展 法两种。并行扩展法是指利用单片微机本身具备的三组总线（ AB、DB、CB）进行的系统扩展。近几年，由于集成电路设计 、工艺和结构的发展，串行扩展法得到了很快发展，它利用 SPI三线总线和I 2C双线总线进行串行系统扩展。有的单片微机 应用系统可能同时采用并行扩展法和串行扩展法
81.1外部并行扩展原理 单片微机是通过芯片的引脚进行系统扩展的 80C51系列带总线的芯片引脚可以构成图8-1所示的三总 线结构.即地址总线(AB)数据总线(DB)和控制总线(CB) 具有总线的外部芯片都通过这三组总线进行扩展。 1)地址总线(AB) 由单片微机P0口提供低8位地址A0~A7,P2口提供高8位 地址A8~A15。P0口是地址总线低8位和8位数据总线复用口,只 能分时用作地址线。故P0口输出的低8位地址A0~A7必须用锁存 器锁存。 锁存器的锁存控制信号为单片微机ALE引脚输出的控制信 号。在ALE的下降沿将P0口输出的地址A0~A7锁存。P0、P2口 在系统扩展中用做地址线后便不能作为一般IO口使用 由于地址总线宽度为16位,故可寻址范围为64KB
单片微机是通过芯片的引脚进行系统扩展的。 80C51系列带总线的芯片引脚可以构成图8－1所示的三总 线结构．即地址总线（AB）数据总线（DB）和控制总线（CB） 。具有总线的外部芯片都通过这三组总线进行扩展。 （1）地址总线（AB） 由单片微机P0口提供低8位地址A0～A7，P2口提供高8位 地址A8～A15。P0口是地址总线低8位和8位数据总线复用口，只 能分时用作地址线。故P0口输出的低8位地址A0～A7必须用锁存 器锁存。 锁存器的锁存控制信号为单片微机ALE引脚输出的控制信 号。在ALE的下降沿将P0口输出的地址A0～A7锁存。P0、P2口 在系统扩展中用做地址线后便不能作为一般I/O口使用。 由于地址总线宽度为16位，故可寻址范围为64 KB。 8.1.1外部并行扩展原理
(2)数据总线(DB) 由P0口提供,用D0~D7表示。P0口为三态双向口,是应 用系统中使用最为频繁的通道。所有单片微机与外部交换的数据 指令、信息,除少数可直接通过P1口外,全部通过P0口传送。 数据总线是并连到多个连接的外围芯片的数据线上,而在 同一时间里只能够有一个是有效的数据传送通道。哪个芯片的数 据通道有效,则由地址线控制各个芯片的片选线来选择。 3)控制总线(CB) 包括片外系统扩展用控制线和片外信号对单片微机的控制线 b2EW EA WR RD 系统扩展用控制线有ALE ALE:输出P0口上地址与数据隔离信号,用于锁存P0口输出的 低8位地址的控制线。通常,ALE信号的下降沿控制锁存器来锁 存地址数据,通常选择下降沿选通的锁存器做低8位地址锁存器
（2）数据总线（DB） 由P0口提供，用D0～D7表示。P0口为三态双向口，是应 用系统中使用最为频繁的通道。所有单片微机与外部交换的数据 、指令、信息，除少数可直接通过P1口外，全部通过P0口传送。 数据总线是并连到多个连接的外围芯片的数据线上，而在 同一时间里只能够有一个是有效的数据传送通道。哪个芯片的数 据通道有效，则由地址线控制各个芯片的片选线来选择。 (3)控制总线（CB） 包括片外系统扩展用控制线和片外信号对单片微机的控制线。 系统扩展用控制线有ALE、 ·ALE：输出P0 口上地址与数据隔离信号，用于锁存P0口输出的 低8位地址的控制线。通常，ALE信号的下降沿控制锁存器来锁 存地址数据，通常选择下降沿选通的锁存器做低8位地址锁存器 。 PSEN EA WR RD
b2EM输出,用于读片外程序存储器( EPROM)中的数据。“ 读”取 EPROM中数据(指令)时,不能用RD”信号,而 信号。 EA:输入,用于选择片内或片外程序存储器 当EA=0时,只访问外部程序存储器。当EA=1时,先访问内部 程序存储器,内部程序存储器全部访问完之后,再访问外部程序 存储器
· ：输出，用于读片外程序存储器（EPROM）中的数据。 “ 读”取EPROM中数据（指令）时，不能用“ ”信号，而只用 信号。 ：输入，用于选择片内或片外程序存储器。 当 ＝0时，只访问外部程序存储器。当 ＝1时，先访问内部 程序存储器，内部程序存储器全部访问完之后，再访问外部程序 存储器。 PSEN PSEN RD EA EA EA