存储器

讲课内容分以下四部分进行单片机概况汇编语言设计基础单片机内部资源应用单片机接口扩展技术单片机内资源少，容量小，在进行较复杂过程的控制时，它自身的功能远远不能满足需要。为此，应扩展其功能。MCS-51单片机的扩展性能较强，根据需要，可扩展：ROM、RAM；定时/计数器；并行I/O口、串行口；中断系统扩展等。第5章存储器内容提要:§5-1MCS-51单片机最小系统§5-3存储器的扩展§5-2半导体存储器的分类§5-4MCS-51单片机片选方法简介§5-1MCS-51单片机最小系统一、8051/8751硬件最小系统对于片内有ROM型单片机，其自身可以构成最小系统该系统的资源如下：4KBROM，256BRAM；五源中断系统；两个十六位加一定时/计数器；一个全双工串行UART；四个并行I/O口。二、8031硬件最小系统8031单片机片内无ROM，若要正常工作，必需外配ROM。外接ROM后，P3口、P2口、P0口均被占用只剩下P1口作I/O口用，其它功能不变。图中：/E——三态门控制端G——低电平锁存三总线的概念:地址总线——AB，P0口提供（A7~A0）；P2口提供（A15~A8），共16位。数据总线——DB，P0口提供（D7~D0），共8位。控制总线——CB，ALE、、、、等。EAPSENWRRD外部访问允许，8031始终接地地址锁存有效信号外部程存的读选通信号外部数存写信号外部数存读信号§5.2半导体存储器的分类双极型RAM：存取速度高，功耗大，集成度低，很少用。DRAM：存取单元以电容为基础，适用于大存储容量微机。（1）存取速度较慢（2）集成度高（3）电荷会由于漏电而丢失，故需定时刷新。SRAM：存储电路以双稳态触发器为基础。–（1）工作速度快–（2）集成度低–（3）状态稳定，掉电丢失。NVRAM：一种掉电自保护RAM。掩膜ROM：厂家写入，一旦写入不可更改，大批生产。可编程PROM：用户用专门设备写入，一旦写入不可更改，大批使用。可擦除EPROM：紫外光照射20分钟，即可擦除，适合产品研制和开发。电可擦除EEPROM：电流流入，以字节为单位改写，用户系统中即可进行。目前常用的静态RAM有6116，6264，62256等。•6116地址线A0-A10共11根，可寻址范围2K字节。•6264地址线A0-A12共13根，可寻址范围8K字节。•62256地址线A0-A14共15根，可寻址范围32K字节。典型数据存储器芯片介绍写选通信号输入线，低电平有效。读选通信号输入线，低电平有效。片选信号输入线，低电平有效。静态RAM工作方式：•1、写入方式：CE=0，WE=0，OE=1；I/O0-7上内容输入到A0-A10指定存储单元。•2、读出方式：CE=0，WE=1，OE=0；A0-A10指定存储单元内容输出到I/O0-7上•3、低功耗维持方式：CE=1典型程序存储器芯片介绍常用的EPROM芯片有：2716、2732、2764、27128、27156、27512等，其可寻址范围同样由地址线的根数决定。读选通信号输入线。片选信号。运行时，作片选输入端；编程时，由该端输入编程正脉冲信号EPROM的工作方式§5.3MCS-51存储器的扩展§5.3.1扩展外部存储器的一般方法单片机与外部存储器芯片的连接方式采用三总线的方法.一、数据线的连接•采用并连方式将各存储器芯片的数据线连接到P0端口。二、地址线的连接•存储器的低8位地址由单片机P0口分时送出。（锁存器锁存）•存储器的高位地址由单片机P2口输出。•常用锁存器74LS373和8282性能简介G（STB）—锁存控制端。高电平时输出跟随输入状态，低电平时锁存已输入的信号，与8031的ALE相连。OE—三态门控制端。低电平时导通，允许Q端输出，高电平时Q端呈高阻态。使用时通常将OE端接地。–三、控制信号线的连接•芯片选通控制：CE或CS信号端•读/写控制SRAM:WE-------8031的P3.6(WR)OE--------8031的P3.7(RD)EPROM:OE-------8031的PSEN单片机与外部器件数据交换要遵循两个重要原则：1.地址唯一性，一个单元一个地址。2.同一时刻，CPU只能访问一个地址，即只能与一个单元交换数据。不交换时，外部器件处于锁闭状态，对总线呈浮空状态。§5.3.2数据存储器的扩展A10~A8A7~A0D7~D0CB存储器地址编码SRAM6116：“16”——2K×8b=2KB21×210=211即6116有11根地址线。地址空间：A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0最低地址：000000000000000H最高地址：１111111111107FFHMCS-51单片机寻址范围：64KB即16位地址线地址空间：A15A14A13A12A11A10A9A8A7······A0单片机×××××A10A9A8A7······A0611625=322KB上式中：“×”表示0或1。即单片机地址空间中包含有32个2KB。某片6116占据的是哪2KB不能确定——地址浮动。只有限定A15······A11的取值才能确定6116在系统中的地址范围。•上例中:P2.7=0，选中6116的/CS线。P2.6P2.5P2.4P2.3假定全为1则:6116地址范围是7800H~7FFFH。P2.6P2.5P2.4P2.3假定全为0则：6116地址范围是0000H~07FFH；•若P2.6=0，选中6116的/CS线P2.6P2.5P2.4P2.3假定全为1则：地址范围是7800H~7FFFH可见：存储器芯片在系统中地址分布由两个因素决定：一是，芯片本身的地址线（与容量有关）二是，芯片选通信号的获得方式。扩展存储器时，总是让单片机低位地址与存储器芯片地址线相接；而让单片机剩余的高位地址线（在P2口）常作为片选信号线。这种方法对SRAM、EPROM、扩展I/O芯片、外设同样适用。§5.3.3程序存储器的扩展1.扩展4K字节EPROMD7~D0A7~A0A11~A8CB2.扩展16K字节EPROM外接一片27128外接两片2764§5.4MCS-51单片机片选方法简介1.线选法缺点:(1)地址浮动；(2)芯片之间地址不连续，存储空间没有充分利用。2.地址译码法6164(1)与2764(1)在C000H~DFFFH范围内地址重叠，这是不是违反交换原则呢？不会！因为，6264是SRAM，2764是EPROM。除地址和选通信号外，还有读/写控制信号起作用。RAM——/WE/WR/OE/RDROM——/OE/PSEN可用来区分二器件2.地址译码法–常用的译码器有：–74LS138（3-8译码器）74LS139（双2-4译码器）