MCS-51单片机扩展技术解析：外部存储器与接口扩展

"MCS-51系列单片机的扩展技术主要涉及外部存储器和并行接口的扩展，这是为了应对复杂应用中内存和接口不足的情况。MCS-51单片机通过地址总线、数据总线和控制总线与外部设备交换信息。在扩展技术中，地址总线由P0和P2口提供，数据总线由P0口提供，需要额外的锁存器支持。控制总线包括RESET、EA、ALE、PSEN以及P3口的第二功能，这些信号用于协调不同的操作。外部程序存储器的扩展需要考虑其读取时序，如ALE用于地址锁存，PSEN作为读选通信号，EA决定内、外程序存储器的选择，而RD和WR用于数据读写。" MCS-51系列单片机在处理复杂任务时，可能会遇到内部资源不足的问题。此时，可以通过扩展技术增加RAM、ROM和I/O接口。系统扩展主要包括外部程序存储器、数据存储器和并行接口的扩展。 1. **外部存储器扩展**： - **地址总线**：MCS-51的地址总线由16位组成，其中P2口提供高8位，P0口提供低8位。当访问外部存储器时，ALE下降沿将P0口的低8位和P2口的高8位锁存，形成16位地址总线。 - **数据总线**：数据总线D0-D7由P0口提供，由于P0口既是地址线也是数据线，所以需要一个8位锁存器来确保数据传输的稳定性。 - **控制总线**：控制总线包括多个信号，如ALE用于锁存低8位地址，PSEN作为程序存储器读取的选通信号，EA用于选择内外部存储器，RD和WR分别用于数据读写。 2. **外部程序存储器时序**： - 当EA设为0时，选择外部ROM。在取指令的过程中，P2口在S2P1开始输出高8位地址，P0口在S2P1结束时由ALE下降沿锁存低8位地址。PSEN在S3P1开始时变为有效，允许读取外部存储器的数据，这个过程必须在PSEN上升沿前完成，以保证数据的正确读取。 3. **并行接口扩展**： - 并行接口扩展通常涉及到I/O端口的扩展，可以使用诸如74LS138、74HC595等芯片来扩展I/O口的数量，以满足更多外围设备的连接需求。 扩展技术的实施需要对MCS-51单片机的硬件特性和总线协议有深入理解，包括地址空间分配、信号时序控制和接口芯片的选择与配置。通过这样的扩展，MCS-51单片机能够处理更复杂的任务，适应多样化的应用场景。