8051单片机系统扩展：地址译码与存储器接口

"本文主要介绍了单片机系统扩展技术，特别是针对8051单片机，包括存储器和I/O接口的扩展。通过地址译码法，可以实现对大容量存储器或多个I/O端口的扩展。文章提到了常用的地址译码器如74LS138和74LS139，并详细阐述了如何使用地址总线、数据总线和控制总线进行系统扩展。以8051单片机为例，展示了扩展8K字节程序存储器2764和数据存储器6264的连接图，以及如何通过地址译码来选择和访问这些外部存储器。" 在单片机应用系统中，随着功能需求的增长，有时需要扩展存储器和I/O端口。8051单片机是一个广泛应用的微控制器，其内部资源有限，因此需要进行系统扩展以满足更复杂的需求。8051单片机的系统扩展主要包括存储器扩展和I/O接口扩展。 1. 存储器扩展 - **程序存储器扩展**：8051单片机通常配备有限的内部程序存储空间，可以通过地址译码法扩展外部程序存储器。例如，为了扩展8K字节的程序存储器2764，需要利用地址总线（如P0和P2）以及控制信号（如ALE、RD、WR）来选择和访问存储器芯片。在连接图中，可以看到地址线A0至A12用于选中具体的存储单元，而数据总线P0则用于传输程序代码。 - **数据存储器扩展**：对于数据存储器，比如扩展8K字节的6264 RAM，同样需要通过地址译码器来选择适当的地址。在扩展连接图中，地址线与数据线分别连接到RAM芯片，同时还需要控制信号如OE（输出使能）、LE（写使能）、CS（片选）等来控制数据的读写操作。 2. I/O接口扩展 - I/O接口的扩展通常是通过专用的接口芯片或并行I/O口实现。8051的P0-P3口可以作为双向数据总线，用于扩展I/O设备。此外，通过额外的逻辑电路（如74LS138或74LS139译码器），可以根据需要选择和控制多个I/O设备。 地址译码是扩展的关键技术，它使用地址总线的一部分作为输入，输出一组控制信号，以确定哪个存储器或I/O设备被选中。例如，3-8译码器74LS138可以接收3条输入地址线，输出8条不同的片选信号，这样就可以连接8个独立的设备。双2-4译码器74LS139则可以用于选择4个设备，通常用于较小规模的扩展。 在8051单片机中，除了地址总线和数据总线外，控制总线上的信号如ALE（地址锁存允许）、PSEN（外部ROM读选通）等也是系统扩展中的关键要素。ALE信号用于在地址总线上传输地址之前锁存低8位地址，而PSEN用于在读取外部ROM时发出选通信号。 总结来说，通过地址译码法和合适的扩展电路设计，8051单片机能够有效地增加存储容量和I/O接口，以适应各种复杂的嵌入式应用。这种扩展能力使得8051单片机能够胜任从简单控制任务到较为复杂的系统设计。