AT89S51单片机外部存储器扩展技术

"AT89S51单片机的外部存储器扩展技术" 在嵌入式系统设计中，单片机常常需要扩展其内部的存储资源以满足更复杂的应用需求。AT89S51是一款常见的8位微控制器，其内部集成了4KB的程序存储器（Program Memory）和128B的数据存储器（Data Memory）。然而，在某些项目中，这些内存容量可能不足以存储程序代码、数据或配置信息，因此需要扩展外部存储器。 扩展外部存储器主要分为两种类型：外部程序存储器（Program Memory）和外部数据存储器（Data Memory）。AT89S51采用哈佛结构，允许程序和数据存储器独立扩展，形成两个并行的外部存储器空间。 系统扩展的基本结构包括存储器扩展和I/O接口部件扩展。在AT89S51系统中，扩展通常是以单片机为核心，通过总线连接各个扩展部件。总线系统由三部分组成：地址总线（Address Bus）、数据总线（Data Bus）和控制总线（Control Bus）。 1. 地址总线（AB）：负责传输地址信号，选择要访问的存储单元或I/O接口寄存器。对于AT89S51，P0口在非八重负载模式下用作低8位地址总线，而P2口则作为高8位地址线，共同构成16位地址总线，支持最大64KB的寻址空间。 2. 数据总线（DB）：双向传输数据，连接单片机与外部存储器或I/O接口。在AT89S51中，P0口在发送地址之后会切换到数据总线功能，提供D7到D0的数据线。 3. 控制总线（CB）：包含各种控制信号，如读/写控制（R/W）、片选（CS）、读周期同步（ALE）等。这些信号由单片机的特定引脚输出，用于协调数据传输和存储器选中。 扩展外部存储器时，P0口需要通过一个8位地址锁存器（如74LS373）来分离地址和数据功能。当单片机发出地址信号时，低8位地址被锁存在锁存器中，然后P0口转换为数据总线。P2口直接提供高8位地址。此外，控制信号如ALE用于预置地址锁存器，R/W决定读写操作，而CS信号用于选择特定的外部存储器芯片。 扩展外部存储器的方法有两种：线选法和译码法。线选法是通过单独的片选线直接选择每片存储器，适合扩展少量芯片；译码法是利用地址线的一部分通过译码器产生片选信号，适合扩展多片芯片，节省片选线资源。 总结来说，扩展AT89S51的外部存储器涉及对总线结构的理解，包括地址总线、数据总线和控制总线的构造与使用，以及适当的扩展技术，如地址锁存器的使用和译码器的选择。正确地扩展存储器可以显著提升单片机系统的存储容量，满足更广泛的应用需求。