1.存储器扩展
存储器的扩展分为程序存储器的扩展和数据存储器的扩展。
(1)三总线结构
地址总线(AB):地址总线由P0口提供的低8位地址线A0~A7和P2口提供的高8位地址线A8~A15组成。
数据总线(DB):数据总线由P0口提供,其宽度为8位。
控制总线(CB):8051控制总线,有以下几条:
1)ALE:输出,用于锁存P0口输出的低8位地址信号,与地址锁存器门控端G连接。
2):输出,用于片外ROM读选通控制,与片外ROM输出允许端OE连接。
3)EA:输入,用于选择读内/外ROM。EA=1,读内ROM;EA=0,读外ROM。
4):输出,用于读片外RAM选通,执行MOVX读指令时,会自动有效,与外
RAM读允许端OE连接。
5):输出,用于写外RAM选通,执行MOVX写指令时,会自动有效,与外
RAM写允许端WE连接。
6)P2.x:并行扩展外RAM和I/O时,通常需要片选控制,一般由P2口高位地址线担任。
(2)存储器扩展常用芯片
1)程序存储器:EPROM,EEPROM(如AT28C64),FLASH(如FM16W08)等。
2)数据存储器:SRAM(如6116、6264、62128),EEPROM和FLASH也可看作数据存储器。
3)锁存器:74LS373。
4)译码器:74LS138、74LS139。
(3)存储器扩展的方法
1)线选法:直接以系统的地址线作为存储器芯片的片选信号。
2)全译码法:将地址总线中除片内地址以外的全部高位地址接到译码器的输入端参与译码。
3)部分译码法:将高位地址线中的一部分(而不是全部)进行译码,产生片选信号,该方法常用于不需要全部地址空间的寻址能力,但采用线选法地址线又不够用的情况。(www.xing528.com)
在扩展存储器时需注意:
1)片外数据存储器与程序存储器的地址范围都为64KB,地址也可重复,它们由单片机不同的指令和控制信号区分:读片外程序存储器的指令为MOVC,读写片外数据存储器的
指令为MOVX;读片外程序存储器的控制信号为,读写片外数据存储器的控制信号为
2)片外数据存储器与片外程序存储器的地址可重复,但操作指令不同,对片外数据存储器读写的指令为MOV,对片外程序存储器的读写指令为MOVX。
3)为配置外围设备而需要扩展的I/O接口,如A-D、D-A等,与片外数据存储器统一编址。
可分别扩展64KB ROM(包括片内ROM)和64KB片外RAM。
2.接口技术
(1)I/O接口扩展I/O接口应满足的功能要求:实现和不同外设的速度匹配;输出数据锁存和输入数据三态缓冲;CPU的负载能力和外围设备端口选择问题。
I/O和外部数据存储器RAM是统一编址的,它的数据的传送方式有3种:无条件传送方式、查询方式、中断传送方式。
(2)键盘接口 单片机系统中普遍使用非编码式键盘。对非编码键盘来说键盘识别按键多用扫描法,其原理是:CPU逐列(行)线发出低电平信号,如果该列线所连接的键没有按下的话,则行(列)线所接的端口得到的是全“1”信号,如果有键按下的话,则得到非全“1”信号。为了防止双键或多键同时按下,往往从第0列(行)一直扫描到最后1列(行),若只发现1个闭合键,则为有效键,否则全部作废。找到闭合键后,读入相应的键值,再转至相应的键处理程序。
(3)7段式LED显示器接口 LED点阵分为共阳型和共阴型两种。
1)静态显示:显示某一字符时,相应的发光二极管恒定的导通或截止,这种方式,每一显示位都需要一个8位输出口控制,占用硬件较多,一般仅用于显示器位数较少的场合。
2)动态显示:一位一位地轮流点亮各位显示器。对每一位显示器而言,每隔一段时间点亮一次。显示位的亮度既跟导通电流有关,也和点亮时间与间隔时间的比例有关。
(4)LED点阵接口7段式LED显示器只能显示数字和少数特定字符,而发光二极管点阵(LED dot matrix)能够显示更多的字符、图形、汉字。LED点阵也分为共阳型和共阴型两种。
(5)字符式LCD接口 液晶显示屏(LCD)是智能仪器仪表、智能设备常用的另外一种显示设备,消耗电流小,控制简单。字符式液晶显示屏是由一个一个的小显示点阵构成的,尺寸有8×1、8×2、12×2、16×1、16×2、16×4、20×2、20×4、24×2、40×2和40×4。
(6)DAC0832 DAC0832是8分辨率的D-A转换集成芯片。它由D-A转换器、8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D-A转换电路及转换控制电路构成。DAC经常用作单极性电压输出或双极性电压输出。8051与DAC0832接口时,可以有3种连接方式:直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式。
(7)ADC0809 ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道、8位逐次逼近式A-D模数转换器。它可直接与微处理器相连,不需另加接口逻辑;具有锁存控制的8路模拟开关,可以输入8个模拟信号;当模拟电压范围为0~5V时,可使用单一的+5V电源;输出端有三态锁存器,可以与单片机直接接口。
(8)TLC2543 TLC2543是采用开关电容逐次逼近技术,SPI串行接口的12位模-数转换器。
(9)单总线1-Wire 1-Wire总线技术是一种特殊串行数据通信方式。它将地址线、数据线、控制线合并为1根信号线,允许在这根信号线上挂接多个1-Wire总线器件。
单总线适用于单主机系统,能够控制一个或多个从机设备。主机可以是微控制器,从机可以是单总线器件,它们之间的数据交换只通过一条信号线。1-Wire总线利用一根线实现双向通信。
(10)数字温度传感器DS18B20 DS18B20数字温度传感器的测温范围为-55~125℃,测量结果直接输出数字温度信号,以1-Wire总线串行传送给CPU,同时可传送CRC校验码,具有极强的抗干扰纠错能力。
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