单片机系统扩展技术

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1、第 七 章 单 片 机 系 统 扩 展 技 术 7-1 程 序 存 储 器 的 扩 展 7-2 数 据 存 储 器 的 护 展 7-3 MCS-51并 行 I/O口 的 简 单 扩 展 7-4 可 编 程 接 口 电 路 的 扩 展 前 言 单 片 机 特 点 之 一 是 在 芯 片 内 留 有 一 定 数 量 的 数 据 存 储 器 和 程 序存 储 器 ， 但 容 量 有 限 。 MCS-51系 列 的 CPU芯 片 内 部 只 有 很 少 字 节的 数 据 存 储 器 ； 程 序 存 储 器 的 数 量 很 少 ， 有 的 芯 片 中 没 有 ， 不能 满 足 实 际 控 制 的 需 要

2、 ， 在 系 统 控 制 中 必 须 扩 展 外 部 存 储 器 。 外 部 存 储 器 的 扩 展 包 括 程 序 存 储 器 和 数 据 存 储 器 ， 这 两种 扩 展 的 实 质 都 是 根 据 单 片 机 的 结 构 特 点 和 寻 址 能 力 ， 把 不 超过 64KB的 RAM和 ROM存 储 器 芯 片 按 照 一 定 规 律 连 接 到 单 片 机 的 外部 电 路 上 去 ， 作 为 单 片 机 的 片 外 存 储 器 。 单 片 机 外 接 程 序 存 储 器 和 数 据 存 储 器 可 以 采 用 两 种 编 址 方 法 ： 一 种 是 程 序 存 储 器 和 数 据

3、存 储 器 各 自 独 立 编 址 ， 两 者 最 大编 址 空 间 均 为 64KB， 但 数 据 存 储 器 的 地 址 空 间 有 一 部 分 要 被 单片 机 扩 展 的 外 部 设 备 （ I/0端 口 ） 所 占 用 ； 另 一 种 是 程 序 存 储 器 和 数 据 存 储 器 及 其 它 扩 展 的 I/O器 件 统一 编 址 ， 其 总 地 址 空 间 为 64KB。 单 片 机 访 问 外 部 存 储 器 时 ， 必 须 同 时 选 通 芯 片 和 选 中 存 储单 元 ， 才 能 占 据 不 同 存 储 空 间 的 字 节 信 息 进 行 访 问 。 通 常 采 用两 种

4、 方 法 获 得 芯 片 选 择 信 号 ： 线 选 法 和 通 过 译 码 器 连 接 方 法 。 1、 线 选 法 线 选 法 就 是 把 8031的 地 址 线 直 接 或 通 过 反 相 器 连 接 到 芯 片 的 选 通 端（ ） ， 以 8031送 出 的 地 址 信 号 选 通 芯 片 ， 通 常 用 单 片 机 的 低 位 地址 线 接 至 存 储 器 芯 片 的 地 址 输 入 端 ， 而 用 余 下 的 高 位 地 址 线 接 片 选 端 。 线 选 法 的 连 接 方 法 有 多 种 ： 一 线 二 用 、 一 线 一 选 和 综 合 线 选 方 式 。 在 使 用 线

5、选 法 时 要 注 意 以 下 的 问 题 ： 1） 地 址 浮 动 ： 即 在 扩 展 芯 片 时 ， 当 芯 片 的 地 址 线 没 有 16位 时 ， 除 片 选 信 号 线 对 电平 信 号 有 要 求 外 ， 其 余 的 地 址 线 应 给 于 电 平 的 固 定 ， 否 则 芯 片 的 地 址 会发 生 变 化 （ 浮 动 ） ， 对 存 储 器 的 访 问 会 发 生 错 误 。 2） 地 址 的 重 叠 当 不 同 的 芯 片 在 连 接 时 由 于 共 用 地 址 线 ， 它 们 的 地 址 空 间 会有 相 同 的 情 况 下 ， 此 时 ， 就 发 生 地 址 重 叠 ，

6、 对 存 储 器 的 访 问 同样 会 发 生 错 误 。 为 避 免 以 上 两 种 情 况 ， 在 外 部 扩 展 时 应 注 意 ： 1） 片 选 信 号 的 地 址 线 及 其 有 效 电 平 必 须 是 唯 一 的 ； 2） 对 未 用 的 地 址 线 ， 也 不 能 输 出 任 意 的 电 平 信 号 。2、 地 址 译 码 器 连 接 通 过 地 址 译 码 器 ， 使 用 较 少 的 地 址 信 号 编 码 产 生 较 多 的 译 码信 号 ， 从 而 实 现 对 多 块 存 储 器 及 I/O器 件 的 选 择 。 7-1 程 序 存 储 器 的 扩 展 返 回 图 7-1是

7、 8031扩 展 外 部 程 序 存 储 器 的 电 路 图 ， 在 通 常 情 况 下 ， 扩 展 程序 存 储 器 常 用 EPROM（ 光 可 擦 除 芯 片 ） 。 在 本 例 中 选 用 的 是 2764。 单 片 机 与 外 部 存 储 器 芯 片 的 连 接 方 式 采 用 三 总 线 的 连 接 。 一 、 数 据 线 的 连 接 (DB) 采 用 并 连 方 式 将 各 存 储 器 芯 片 的 数 据 线 连 接 到 8031的 P0端 口 。 二 、 地 址 线 的 连 接 (AB) 2764 地 址 信 号 来 自 单 片 机 的 P 0口 和 P2口 ， 低 8位 地

8、址 由 P0口 分 时 （ 地址 /数 据 ） 送 出 。 为 了 在 访 问 存 储 器 的 整 个 周 期 内 地 址 信 号 保 持 不 变 ， 必须 将 P0口 先 输 出 的 低 8位 地 址 锁 存 起 来 （ 由 锁 存 器 74LS373来 完 成 ） ，在 送 数 据 信 号 时 可 以 让 出 P0口 ， 并 且 可 以 和 由 P2口 送 出 的 高 位 地 址 一 起实 现 对 存 储 器 内 部 存 储 器 单 元 进 行 访 问 。 P0口 和 P2口 一 起 ， 最 大 能 提 供 16位 地 址 编 码 。 存 储 器 实 际 的 地址 线 的 数 目 由 存

9、储 器 芯 片 容 量 决 定 。 由 图 2764所 需 地 址 线 为 13根 ， 剩 余 的 地 址 线 可 作 为 片 选 控 制 线 使 用 中 ， 如 P2.5， 一 起 组成 2764的 地 址 编 号 。 图 中 2764的 地 址 代 号 为 0000H-3FFFH。 （ 注意 ： 本 图 中 只 有 一 块 芯 片 扩 展 ， 没 有 进 行 高 位 地 址 线 的 处 理 ，在 实 际 系 统 中 应 注 意 与 其 它 I/O设 备 及 扩 展 芯 片 的 地 址 处 理 ） 。三 、 控 制 信 号 的 连 接 (CB) 存 储 器 的 控 制 信 号 线 可 以 连

10、 接 到 8031相 应 的 控 制 信 号 输 出线 上 ， 如 图 中 的 ALE、 等 ， 在 程 序 存 储 器 扩 展 时 ， 特 别 注意 芯 片 的 与 的 连 接 。 扩 展 的 联 接 过 程 如 下 图 所 示 : 图 7-1程 序 存 储 器 的 扩 展 7-2 数 据 存 储 器 的 护 展 返 回 图 7-2是 8031扩 展 外 部 数 据 存 储 器 的 电 路 图 ， 在 通 常 情 况 下 ， 扩 展 数据 存 储 器 常 用 RAM芯 片 。 在 本 例 中 选 用 的 是 6116。 和 程 序 存 储 器 一 样 ， 连 接 方 式 同 样 采 用 三

11、总 线 的 连 接 。 一 、 数 据 线 的 连 接 （ DB） 采 用 并 连 方 式 将 各 存 储 器 芯 片 的 数 据 线 连 接 到 8031的 P0端 口 。 二 、 地 址 线 的 连 接 （ AB） 6116 地 址 信 号 来 自 单 片 机 的 P0口 和 P2口 ， 低 8位 地 址 由 P0口 分 时（ 地 址 /数 据 ） 送 出 ， 此 时 的 片 线 信 号 为 P2.3， 一 起 组 成 6116的 地 址 编 号 。图 中 6116的 地 址 代 号 为 0000H-0FFFH。 （ 注 意 ： 本 图 中 只 有 一 块 芯 片 扩 展 ，没 有 进 行

12、 高 位 地 址 线 的 处 理 ， 在 实 际 系 统 中 应 注 意 与 其 它 I/O设 备 及 扩 展芯 片 的 地 址 处 理 ） 。 三 、 控 制 信 号 的 连 接 （ CB) 存 储 器 的 控 制 信 号 线 可 以 连 接 到 8031相 应 的 控 制 信 号 输 出 线 上 ，如 图 中 的 ALE等 ， 在 数 据 存 储 器 扩 展 时 ， 特 点 注 意 芯 片 的 、 与 的 连 接 。 具 体 的 联 接 图 如 图 7-2所 示 ： 图 7-2 数 据 存 储 器 扩 展 图 7-3 MCS-51并 行 I/O口 的 简 单 扩 展 返 回 MCS-51系

13、 列 单 片 机 有 4个 8位 I/O口 ， 共 32根 I/O线 ， 但 并 不 是所 有 的 I/O线 都 可 以 供 用 户 使 用 ， 因 为 P0、 P2、 P3口 均 有 第 二 功能 ， 在 使 用 时 不 能 仅 作 为 I/O传 输 口 。 除 非 且 用 8051/8751单 片机 且 不 作 外 部 扩 展 。 在 实 际 应 用 系 统 中 ， 常 使 用 8031芯 片 ， 此时 I/O扩 展 技 术 成 为 系 统 控 制 能 否 实 现 的 决 定 因 素 。 对 于 8031的 I/O口 注 意 其 本 身 的 特 性 （ 见 第 二 章 ） 。 I/O扩 展

14、 方 法 和 单 片 机 的 I/O扩 展 性 能 有 关 。 扩 展 的 I/O口 的寻 址 方 法 与 扩 展 的 数 据 存 储 的 寻 址 方 式 相 同 ， 即 编 址 时 与 数 据存 储 器 统 一 编 址 ， 即 CPU视 每 个 I/O口 为 外 部 数 据 存 储 器 中 的 一个 单 元 ， 只 能 用 MOVX指 令 访 问 I/O口 ， I/O口 的 读 /写 操 作 分 别 受 信 号 控 制 。 应 用 系 统 扩 展 时 常 常 需 要 有 各 种 类 型 的 简 单 I/O口 ， 此 时 可 能 过 TTL芯 片 来 扩 展 单 元 的 简 单 的 I/O口

15、， 数 据 的 输 入 、 输 出 须 由 单 片 机 的 读 、 写信 号 控 制 ， I/O口 只 能 分 时 使 用 P0口 。 如 果 是 输 入 口 ， 则 应 根 据 输 入 数 据的 特 点 选 择 相 应 的 芯 片 （ 要 求 接 口 电 路 具 有 三 态 缓 冲 或 锁 存 选 通 功 能 ） ；如 作 输 出 口 ， 则 要 求 接 口 电 路 具 有 锁 存 功 能 。 一 、 用 三 态 口 扩 展 8位 并 行 输 入 口 当 传 送 的 数 据 的 保 持 时 间 较 长 时 ， 可 用 三 态 门 扩 展 8们 并 行 输 入 口 。图 7-3是 用 74LS

16、244芯 片 通 过 P0口 扩 展 的 8位 并 行 输 入 接 口 。 74LS244是 8位三 态 缓 冲 器 ， 当 、 端 为 低 平 时 输 出 与 输 入 相 同 ； 当 其 为 高 电 平 时输 出 呈 高 阻 态 。 由 图 可 知 ， 当 P2.7和 同 时 为 低 电 平 时 74LS244才 将 由 输 入 设 备输 出 的 数 据 送 8031的 P0口 .其 中 P2.7决 定 了 74LS244的 地 址 .它 的 地 址=0 B,可 取 7FFFH,该 接 口 的 输 入 操 作程 序 如 下 : MOV DPTR, #7FFFH ;指 向 74LS244端 口

17、MOVX A, DPTR ;输 入 数 据 二 、 用 锁 存 器 扩 展 8位 并 行 I/O口1、 扩 展 输 入 口 当 传 送 的 数 据 的 保 持 时 间 较 短 时 ， 不 宜 采 用 上 述 方 法 而 应 采 用 锁 存 器扩 展 8位 并 行 输 入 口 。 图 7-4是 利 用 74LS373芯 片 通 过 P0口 扩 展 8位 并 行 输入 接 口 。 74LS373芯 片 的 功 能 见 表 7-1， 利 用 中 断 方 式 进 行 数 据 传 送 。 过程 如 下 ： 表 7-1 74LS3732、 扩 展 输 出 口 当 通 过 P0口 扩 展 输 出 口 时 ，

18、 要 求 接 口 电 路 具 有 锁 存 功 能 。 为增 加 抗 干 扰 能 力 ， 可 采 用 带 允 许 控 制 端 的 8D锁 存 器 。 图 7-5是 用74LS377通 过 P0口 扩 展 的 8位 并 行 输 出 接 口 ， 该 芯 片 的 功 能 见 表7-2。 由 于 74LS377的 G端 与 P2.6相 连 ,故 地 址 为 0BFFFH。 用8031单 片 机 的 写 脉 冲 信 号 作 为 该 芯 片 的 时 钟 ， 其 输 出 操 作 程 序如 下 ： MOV A， #DATA ； 输 出 数 据 送 A MOV DPTR， #0BFFFH ； DPTR指 向 74

19、LS377 MOVX DPTR， A ； P0口 经 74LS377输 出 数 据 出 控 制 使 能 G 输 入 数 据 D 输 出 数 据 QL H H HL H L LL L Q0H Z 表 7-2 74LS377功 能 表 注 ： *表 示 上 升 沿 ， 为 任 意 状 态 ， Q 0为 建 立 稳 态 输 入 条 件 前 的Q的 电 平 ， Z为 高 阻 态 输 入 输 出CK D QH Q0L * H HL * L L L Q0 其 电 路 联 接 如 图 7-5所 示 ： 7-4 可 编 程 接 口 电 路 的 扩 展 返 回 当 单 片 机 应 用 系 统 中 需 要 较 为

20、 复 杂 的 I/O口 时 不 能 采 用 7-3所 介绍 的 方 法 扩 展 I/O口 ， 通 常 采 用 可 编 程 I/O接 口 芯 片 扩 展 I/O口 。 下 面 介绍 两 种 常 用 标 准 可 编 程 I/O接 口 及 芯 片 扩 展 I/O口 的 方 法 。 一 、 可 编 程 并 行 接 口 8255A1、 8255A的 基 本 性 能 可 编 程 外 设 接 口 电 路 （ Programmable Peripheral Interface)简 称PPI， 型 号 为 8255（ 改 进 型 为 8255A及 8255A-5） ， 具 有 24条 输 入 /输 出引 脚 、

21、 可 编 程 的 通 用 并 行 输 入 /输 出 接 口 电 路 。 8255A具 有 三 个 相 互 独 立 的 输 入 /输 出 通 道 ： 通 道 A、 通 道 B、 通 道 C。 A， B， C三 通 道 可 以 联 合 使 用 ， 构 成 单 线 、双 线 或 三 线 联 络 信 号 的 并 行 接 口 ,此 时 C口 完 全 服 务 于 A、 B口 。 A口 有 三 种 工 作 方 式 ： 方 式 0、 方 式 1、 方 式 2。 B口 有 两 种 工 作 方 式 ： 方 式 0、 方 式 1。 2、 8255A内 部 结 构 8255A内 部 结 构 由 以 下 四 部 分 组

22、 成 ： 数 据 端 口 A、 B、 C； A组 控 制 和 B组 控 制 ； 读 /写 控 制 逻 辑 电 路 ； 数 据 总线 缓 冲 器 。 结 构 如 图 7-6所 示 端 口 A： 包 括 一 个 8 位 的 数 据 输 出 锁 存 /缓 冲 器 和 一 个 8位 的 数 据 输 入 锁存 器 ， 可 作 为 数 据 输 入 或 输 出 端 口 ， 并 工 作 于 三 种 方 式 中 的 任 何 一 种 。 端 口 B： 包 括 一 个 8 位 的 数 据 输 出 锁 存 /缓 冲 器 和 一 个 8位 的 数 据 输 入 缓冲 器 ， 可 作 为 数 据 输 入 或 输 出 端 口

23、 ， 但 不 能 工 作 于 方 式 2。 端 口 C： 包 括 一 个 8 位 的 数 据 输 出 锁 存 /缓 冲 器 和 一 个 8位 的 数 据 输 入 缓冲 器 ， 可 在 方 式 字 控 制 下 分 为 两 个 4位 的 端 口 （ C端 口 上 和 下 ） ， 每 个 4位 端 口 都 有 4位 的 锁 存 器 ， 用 来 配 合 端 口 A与 端 口 B锁 存 输 出 控 制 信 号 和 输 入 状 态 信 号 ， 不 能 工 作 于 方 式 1或 2。 A组 和 B组 控 制 的 作 用 如 下 ： A组 控 制 逻 辑 控 制 端 口 A及 端 口 C的 上 半 部 ； B

24、组 控 制 逻 辑 控 制 端 口 B及 端 口 C的 下 半 部 。 图 7-6 8255结 构 图 2、 方 式 选 择 控 制 字 及 工 作 方 式 方 式 选 择 控 制 字 及 各 位 的 意 义 如 图 7-7所 示 。 1） 方 式 0 是 一 种 基 本 输 入 或 输 出 方 式 ， 它 适 用 于 无 需 握 手 信 号 的 简 单 输 入 输 出 应用 场 合 ， 端 口 A、 B、 C都 可 作 为 输 入 或 输 出 数 据 使 用 ， 输 出 有 锁 存 而 输入 无 锁 存 。 2） 方 式 1 也 称 选 通 的 输 入 /输 出 方 式 。 在 这 种 方

25、式 下 ， 无 论 是 输 入 还 是 输出 都 通 过 应 答 关 系 实 现 ， 这 时 端 口 A或 B用 作 数 据 口 ， 端 口 C的 一 部 分 引脚 用 作 握 手 信 号 线 与 中 断 请 求 线 。 若 端 口 A工 作 于 方 式 1,则 B可 工 作 于 方 式 0； 若 端 口 B工 作 于 方 式 1,则 A可 工 作 于 方 式 0或 余 下 的 13位 可 工 作 于 方 式 0； 若 端 口 A和 B同 时 工 作 于 方 式 1,端 口 C余 下 的 两 位 还 可 用 于 传 送 数 据 或 控 制 信 号 。 3） 方 式 2 也 称 选 通 的 双

26、向 I/O方 式 ， 仅 适 用 于 端 口 A， 这 时 A口 的PA7-PA0作 为 双 向 的 数 据 总 线 ， 端 口 C有 5条 引 脚 用 作 A的 握 手 信号 线 和 中 断 请 求 线 ， 而 B口 和 C口 余 下 的 3位 仍 可 工 作 于 方 式 0或 1。它 可 以 认 为 是 方 式 1输 出 和 输 入 的 组 合 但 有 以 下 不 同 ： (1)当 CPU将 数 据 写 入 A口 时 ， 尽 管 OBF变 为 有 效 ， 但 数 据 并不 出 现 在 PA7-PA0上 ， 只 有 外 设 发 出 ACKA 信 号 时 ， 数 据 才 进 入PA7-PA0。

27、 (2)输 出 和 输 入 引 起 的 中 断 请 求 信 号 都 通 过 同 一 引 脚 输 出 ， CPU必 须 通 过 查 询 OBF和 IBF状 态 才 能 确 定 是 输 入 引 起 的 中 断 请 求还 是 输 出 引 起 的 中 断 请 求 。 (3) ACKA 和 STBA 信 号 信 号 不 能 同 时 有 效 ， 否 则 将 出 现 数据 传 送 “ 冲 突 ” 。 控 制 方 式 字 及 格 式 ： 图 7-7 方 式 控 制 字 及 各 位 的 意 义 3、 C端 口 置 1置 0控 制 字 ： 端 口 C的 数 位 常 常 作 为 控 制 位 来 使 用 ， 所 以

28、， 在 设 计 8255A芯 片 时 ，应 使 端 口 C中 的 各 位 可 以 用 置 1置 0控 制 字 来 单 独 设 置 。 其 具 体 格 式 如 下 图所 示 。 注 意 ： C端 口 置 1置 0控 制 字 尽 管 是 对 端 口 C进 行 操 作 ， 但 此 控 制 字 必须 写 入 控 制 口 ， 而 不 是 写 入 C端 口 。 4、 MCS-51和 8255A的 接 口 方 法 如 图 所 示 为 MCS-51和 8255A的 一 种 接 口 逻 辑 。 PA口 、 PB口 、 PC口 、 控 制 口 的 地 址 分 别 为 ： 7FFCH、 7FFDH、7FFEH、 7

29、FFFH。 假 设 图 中 8255A的 PA口 接 一 组 开 关 ， PB接 一 组 指 示 灯 ， 如 果 ， 要 将 MCS-51的 寄 存 器 R2的 内 容 送 指 示 灯 显 示 ， 将 开 关 状态 读 入 MCS-51的 累 加 器 A， 则 8255初 始 化 和 输 入 /输 出 程 序 如 下 ： ORG 1000H R8255： MOV DPTR， #7FFFH； MOV A， #98H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#7FFDH MOV A,R2 MOV DPTR,A MOV DPTR,#7FFCH MOVX A,DPTR RET 二 、 可 编 程 接

30、 口 芯 片 8155 与 8255A相 比 ， 8155具 有 更 强 的 功 能 ， 可 以 扩 展 单 片 机 的 I/O口 、 定 时器 、 外 部 数 据 存 储 器 RAM。 1、 8155芯 片 的 构 成 1） 逻 辑 结 构 2） 引 脚 图 3） 接 口 信 号 2、 8155的 RAM和 I/O口 地 址 RAM地 址 -当 IO/ M 加 低 电 平 ： 此 时 AD0-AD7上 得 到 的 地 址 值 是 指 8155的 某 一 RAM单 元 的 地 址 ， 地 址范 围 是 ： 0000 0000-1111 1111 分 别 指 向 8155 RAM 的 256个

31、存 储 单 元 。 I/O口 地 址 -当 IO/ M 加 高 电 平 ： 此 时 AD0-AD7 （ 仅 用 到 低 三 位 AD2、 AD1、 AD0） 上 得 到 的 地 址 值 是指 8155的 某 一 I/O口 的 地 址 ， 具 体 端 口 地 址 分 配 是 ： 8155的 RAM和 I/O口 编 址 8155芯 片 的 内 部 结 构256B静 态RAM A 定 时 器 B C 口 APA0PA7口 BPB0PB7PC0PC5口 CIO/ MAD0AD7CEALERDWRRESET定 时 器 输 入 定 时 器 输 出接单片机 接外设接外设接外设 8155引 脚 功 能PC3P

32、C4 PC5 IO/ MCERDWRALEAD0AD1 AD2AD3AD4AD5AD6AD7Vss VccPC2PC1PC0PB7PB6PB5PB4PB3PB2PB1PB0PA7PA6PA5PA4PA3PA2PA1PA08155TIMER INRESETTIMER OUTAD0-AD7 三 态 地 址 /数 据 线 IO/ M 端 口 /存 储器 选 择 RD 读ALE 地 址 锁 存允 许写 WR 选 片 CE 定 时 器 输入TIMER IN 定 时 器 输出TIMER OUTPA0-PA7 A口 端 口 线PB0-PB7 B口 端 口 线PC0-PC5 C口 端 口 线 地 址 编 码内

33、 部 寄 存 器 I/0口 地 址A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0命 令 /状 态 寄 存 器 X X X X X 0 0 0PA口 寄 存 器 X X X X X 0 0 1PB口 寄 存 器 X X X X X 0 1 0PC口 寄 存 器 X X X X X 0 1 1定 时 器 低 8位 寄 存 器 X X X X X 1 0 0定 时 器 高 6位 和 2位 定时 器 方 式 寄 存 器 X X X X X 1 0 1 3、 8155的 使 用 1） 8155内 RAM的 使 用 ： 与 一 般 外 部 数 据 存 储 器 的 使 用 基 本 一 样 ， 唯 一 区 别

34、 是 事 先 要使 IO/ M为 低 电 平 。 2） 8155各 端 口 的 使 用 ： A、 B、 C各 端 口 可 工 作 于 不 同 的 工 作 方 式 ， 使 用 前 要 进 行 初始 化 （ 写 命 令 字 到 命 令 口 ） 4、 扩 展 电 路 的 连 接 实 例 利 用 8155 进 行 扩 展 时 ， 方 式 常 见 的 有 如 下 3种 ， 注 意 不 同 方法 的 连 线 方 式 也 各 有 特 征 ： 1） 以 高 位 地 址 直 接 作 为 IO/M信 号 扩 展 ， 接 口 电 路 非 常 简 单 ，基 本 上 是 相 同 信 号 对 接 ， 如 图 7-8所 示

35、 ； 2） 多 芯 片 扩 展 ， 如 图 7-9所 示 ； 3） 综 合 扩 展 ， 如 图 7-10所 示 。 1） 直 接 扩 展 法 图 7-8 8155扩 展 实 例8031 8155 RESETRDWRALEP2.4P0.0P0.1P0.2P.03P0.4P0.5P0.6P0.7 RESETRDWRALEIO/MCEAD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7 口 APA0PA7口 BPB0PB7PC0PC5口 C 2） 多 芯 片 扩 展 图 7-9 多 芯 片 扩 展8031 373G 2716 6116(2) 6116(1)8155P0 P2.2-P2.0PSEN ALE

36、WRRD AB CG 2AG 2BG 1P1.0 A0A7 A8A10D7D0 D7D0 D7D0CECECEOE A0A7 A8A10WE WEOE OEWERDALEAD0AD7CEY2Y1Y0+5V IO/ M PAPBPCP2.3P2.4P2.5P2.6P2.7 上 图 中 的 各 扩 展 地 址 分 别 为 ： 8155： 0000H、 0001H、 、 0005H 8031的 P2.7-P2.3=00000时 ， 选 中 8155， 在 此 前 提 下 ， 当8031的 P0口 输 出 地 址 是 XXXXX000-XXXXX101， 且 IO/ M=1时 ， 选中 8155的 各

37、 端 口 ， 即 ：P2.7 P2.0 P0.7 P0.0 端 口 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 （ 0000H） 命 令 口 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 （ 0001H） PA口 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 （ 0002H） PB口 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 （ 0003H） PC口 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 （ 0004H） 计 数 器 低 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 （ 0

38、005H） 计 数 器 高 当 IO/ M=0时 ， 选 中 8155的 RAM单 元 ， 所 以 ： 其 内 部 RAM地 址 范 围 是 ： 0000H-00FFH 。 6116（ 1） ： 0800H-0FFFH 6116（ 2） ： 1000H-17FFH 分 析 ： 根 据 74LS138， 8031的 P2.7-P2.3=00001时 ， 选 中 6116（ 1） ， 在 此 前提 下 ， 加 上 P2.2-P2.0， P0.7-P0.0低 位 地 址 ， 既 有 ： 6116（ 1） 的 地 址 范 围 是 ： 0000 1 000 0000 0000-0000 1 111 11

39、11 1111 即 ： 8000H-FFFFH。 6116（ 2） 同 理 可 得 ： 1000H-17FFH： 3） 综 合 扩 展 线 选 法 ： 图 7-10 综 合 扩 展8031 6116CE 8255CS 8155IO/M CECE8253 CS0832P2.3P2.4P2.0P2.5P2.6P2.7 线 选 法 译 码 地 址外 围 器 件 地 址 选 择 线 （ A15A0） 片 内 地址 单 元数 地 址 编 码6116 1111 0AAA AAAA AAAA 2K F000F7FFH8255 1110 1111 1111 11AA 4 EFFCEFFFH 8155 RAM

40、1101 111 0 AAAA AAAA 256 DE00DEFFH8155 I/O 1101 1111 1111 1AAA 6 DFF8DFFDH0832 1011 1111 1111 1111 1 BFFFH8253 0111 1111 1111 11AA 4 7FFC7FFFH 译 码 法 8031 6264CE 8255CS 8155IO/M CECE8253 CS0832P2.5P2.6P2.7P2.0 ABCG 2AG 2BG 1 Y0Y1Y2Y3Y4+5V 138 译 码 法 的 各 芯 片 地 址 如 下 表 所 示 。外 围 器 件 地 址 选 择 线 （ A15A0） 片

41、内 地 址单 元 数 地 址 编 码6264 000A AAAA AAAA AAAA 8K 00001FFFH8255 0011 1111 1111 11AA 4 3FFC3FFFH 8155 RAM 0101 111 0 AAAA AAAA 256 5E005EFFH8155 I/O 0101 1111 1111 1AAA 6 5FF85FFDH0832 0111 1111 1111 1111 1 7FFFH 8253 1001 1111 1111 11AA 4 9FFC9FFFH 本 章 小 结 1、 存 储 器 扩 展 时 的 连 接 方 式 2、 数 据 存 储 器 、 程 序 存 储 器 扩 展 的 方 法 3、 常 用 I/O口 的 扩 展 4、 可 编 程 芯 片 8255、 6155的 结 构 及 扩 展 方 法 重 点 ： 系 统 功 能 扩 展 中 的 几 种 典 型 外 围 功 能 接 口 芯 片的 结 构 、 功 能 特 性 、 工 作 原 理 、 单 片 机 与 之 连 接 后 地址 的 确 定 及 相 应 操 作 程 序 设 定 。 难 点 ： 单 片 机 系 统 扩 展 的 连 接 线 路 及 地 址 确 定 。