MCS-51单片机扩展存储器详解与系统总线设计

本资源是关于LJY第8章MCS-51单片机扩展存储器设计的详细讲解。章节内容主要包括系统扩展概述、系统总线及构造、以及具体的技术实现。 1. **系统扩展概述** 当MCS-51单片机内部资源不足以满足需求时，需要通过扩展外部存储器（分为程序存储器和数据存储器）和I/O接口部件来增强其功能。本章主要关注外部存储器扩展，而I/O接口扩展将在后续章节中讨论。 2. **系统总线** 系统扩展的关键是构建系统总线，它通常分为地址总线（用于指定内存地址）、数据总线（传输数据）和控制总线（控制操作）。MCS-51由于引脚限制，数据线和低8位地址线复用，需要外加地址锁存器来分离，形成与传统CPU相似的三总线结构。 3. **地址总线扩展** 使用74LS373等元件，通过P0和P2口进行地址线的扩展，同时包括控制信号如ALE、PSEN、EA、RD和WR，确保数据和地址的有效传输。 4. **单片机系统扩展技术** 单片机扩展技术除了并行接口，还包括串行接口如SPI和I2C，它们具有体积小、I/O线少的优点，但速度相对较慢。在实际应用中，尤其是仪表行业，串行扩展可能占据主导地位，但在大多数情况下，由于速度和易用性，还是并行扩展更常见。 5. **存储器扩展的读写控制** 对于RAM扩展，关键在于设计恰当的读写控制逻辑，使得单片机能够正确地访问外部存储器芯片，如通过设置适当的地址空间分配，并利用外部地址锁存器来隔离和同步地址信号。 6. **地址空间分配** 在设计存储器扩展时，需要合理规划地址空间，确保内部和外部存储器不会发生冲突，以避免数据混乱和性能降低。 通过学习这些内容，开发者可以了解如何有效地为MCS-51单片机扩展存储器，优化系统资源，以适应不同的应用需求。这不仅涉及到硬件设计，还包括软件编程时对扩展地址的理解和处理。