MCS-8051单片机P0口扩展256KB数据存储器设计

"本文介绍了如何利用MCS-8051单片机的P0口、P1.6和P1.7口扩展256KB的片外数据存储器，提供了一种节省端口资源的新方法。" 在单片机应用中，随着系统复杂度的增加，单片机的内部存储资源往往不足以满足需求，因此需要进行外部扩展。传统的扩展方法通常依赖于地址总线、数据总线（如P0和P2口）以及控制线（如ALE）来扩展存储器，最大可扩展至64KB。但是，这种方法可能会消耗大量I/O端口，对于某些限制端口的场合并不适用。 本文以MCS-8051系列单片机为实例，提出了一种新的扩展策略，仅使用P0口、P1.6和P1.7口，总共10个端口即可实现256KB的数据存储器扩展。设计思路是不利用P2口，而是通过软件分时复用P0口的信号来传递地址、数据和片选择控制信号。具体来说，P0口的P0.0、P0.1和P0.2被连接到译码器输入端，译码后作为数据存储器的片选控制线，与其他控制端口一起构成控制总线。 硬件接口电路设计包括8片62256型静态随机存取存储器（SRAM），每片容量为32KB，3片74IS373锁存器和1片74LS138译码器。62256 SRAM的地址线A0到A14、数据线D0到D7以及控制线WE、RE和CS分别用于地址输入、数据输入/输出和控制信号。74LS373锁存器用于数据的三态缓冲，而74LS138译码器则根据输入信号产生片选信号，用于选择当前要操作的存储器芯片。 在具体实施时，单片机会通过软件控制P0口的状态，将地址信号、数据信号和片选择控制信号在不同的时刻送到相应的总线上。这样，尽管只有10个端口，但通过高效的时序控制，可以实现对256KB存储空间的访问。 这种设计方法为有限端口资源的单片机系统提供了灵活的扩展方案，降低了对外部接口的需求，有助于优化硬件资源的利用，提高系统的性价比。同时，它也展示了单片机软件设计的灵活性和创新性，对于开发人员来说具有很高的参考价值。