MCS51单片机外部存储器扩展技术解析

"LJY第8章MCS51单片机扩展存储器的设计(1).ppt" MCS-51单片机是广泛应用的一种8位微处理器，当它的内部资源无法满足应用需求时，需要进行扩展以增加存储容量和I/O功能。本章节主要讨论了MCS-51单片机的外部存储器扩展，包括外部程序存储器和外部数据存储器，以及I/O接口的扩展。扩展时通常涉及系统总线的构建，包括地址总线、数据总线和控制总线。 系统扩展的基础是构建系统总线。地址总线负责传输内存单元的地址信息，数据总线用于数据的输入和输出，而控制总线则管理各种操作的时序和控制信号。MCS-51单片机的数据总线和低8位地址线是复用的，这意味着在任何时候，P0口既可作为数据总线，也可作为低8位地址总线。为了分离这两者，需要使用地址锁存器，如74LS373，以形成独立的三总线结构。 在实际应用中，P0口与74LS373配合，P2口提供高8位地址，同时还需要控制信号线如ALE（地址锁存使能）、PSEN*(程序存储器读选通)、EA*(外部访问允许)、RD*(读使能)和WR*(写使能)。由于扩展后，P0、P2口部分或全部被占用，P1和P3口成为剩余可用的并行I/O口。 此外，还提到了单片机系统的串行扩展技术，例如SPI（串行外围设备接口）和I2C（集成电路间通信）。这种扩展方式的优点是需要的I/O口线较少，适合于小型化、低功耗的应用，但速度通常比并行扩展慢，故在大多数高性能需求的应用中，仍以并行扩展为主。 在存储器扩展中，读写控制是关键环节。对于RAM芯片，读操作通常涉及对RD*信号的控制，写操作则依赖WR*信号。同时，地址空间的分配也至关重要，确保每个扩展的存储器芯片有独立的地址范围，避免冲突。地址锁存器在此过程中起到锁存低8位地址的作用，使得在CPU与外部存储器交换数据时，地址信息保持稳定。 MCS-51单片机的存储器扩展涉及总线构造、地址锁存器的使用、串行与并行扩展的选择，以及读写控制和地址空间的规划。理解这些概念和技术是实现MCS-51系统扩展的基础。