MCS-51单片机系统扩展及RAM扩展方法

"单片机系统的扩展.ppt" 本文件详细介绍了单片机系统的扩展技术，主要以MCS-51系列单片机为例。MCS-51系列单片机包括了80C31、80C51、87C51、89C51等典型芯片，它们在I/O口、定时/计数器、中断源、串行通信口、片内RAM和ROM等方面具有不同的资源配置。例如，80C51拥有4个8位的I/O口，2个16位定时/计数器，5个中断源，一个串行通信口，128字节的片内RAM，以及4kB的掩膜ROM。而80C52则在80C51的基础上增加了1个定时/计数器和额外的片内RAM。 扩展单片机系统时，通常需要考虑其地址总线、数据总线和控制总线的使用。如图9-2所示，89C51单片机的三总线扩展方法适用于总线型单片机，而非总线型单片机则不能采用此方法。图9-3给出了一个89C51单片机的扩展框图，展示了如何通过外部电路连接各种组件。图9-4展示了P0口作为地址和数据复用口的工作原理，P0口的地址和数据线在ALE信号的控制下进行分离，确保数据和地址传输的正确性。 单片机的扩展能力受到地址信号的限制，一般最大可扩展到64K空间。程序空间和数据空间是独立的，其他功能如I/O接口、定时器等共享数据空间，其操作方式类似于对数据存储器的操作。控制信号如ALE（地址锁存使能）、/RD（读允许）、/WR（写允许）和/PSEN（程序存储器选通信号）等，在指令的控制下自动产生，无需额外的BIT操作。 在扩展数据存储器RAM时，经常使用的芯片有6116、6264和62256等。这些SRAM芯片通常包含三态数据线D0~D7，用于数据传输；片选线CE，用于选择当前工作的芯片；读出选通线OE，控制数据的读取；写允许信号线WE，决定是否允许向芯片写入数据；电源线VCC和地线GND则是供电必需的。地址输入线的数量根据芯片的容量不同，例如6116有10条地址线，6264有12条，62256有13条。 扩展单片机系统是实际应用中必不可少的步骤，它可以满足复杂系统对存储和外设的需求。通过理解单片机的内部结构和外部扩展原理，设计者可以根据项目需求选择合适的芯片和扩展方案，构建出功能强大的嵌入式系统。