STC15W4K32S4系列高性能8051单片机的外部存储器

以上介绍了单片机扩展存储器和I/O端口器件的方法，STC15W4K32S4系列单片机不能扩展外部程序存储器。下面以STC89C51扩展HM6264B、M2764A为例，讲述单片机系统扩展的接口电路。

1.6264、62256和2764的引脚功能

HM6264B 是8KB的 SRAM，IS62256AL 是32KB的 SRAM，M2764A 是8KB的 EPROM，它们的引脚排列分别如图12-4所示。各引脚功能如下：

图12-4 存储器引脚图

1）双向三态数据线：8根D0～D7。

2）地址线：13根A0～A12编址8KB，15根A0～A14编址32KB。

3）控制线：

输出允许控制端（读选通信号输入线），低电平有效。

写允许信号输入线，低电平有效。

片选信号，低电平有效。

CS：片选信号端，高电平有效，即当CE=0，同时CS=1时，芯片才被有效选中。

编程时，编程脉冲的输入端，低电平有效。

4）电源和地线：+5V供电。

2.典型接口电路

根据2764、6264存储器的引脚功能，按照存储器的扩展方法，单片机扩展1片2764、2片6264作外部数据存储器的典型接口电路如图12-5所示。

图12-5 扩展6264典型接口电路

从图12-5的电路连接关系可知，系统采用线选法，基本地址线13根，片选地址线3根，单片机系统的16根地址线已经全部使用，根据芯片选通原则可以确定IC1、IC2和IC3的地址分配如下：(www.xing528.com)

对0A100H地址的读操作指令为

对0C200H地址的写操作指令为

3.操作时序

STC89C51单片机扩展外部存储器时，对程序存储器和数据存储器的操作是严格分开的。从图12-6可以看出，P0口是分时复用的（既可输出地址，也可输出数据），但要在ALE和PSEN信号的配合下，分时输出低8位地址和数据值，并实现地址与数据的分离。其工作原理如下：

1）当ALE有效时（高电平），PCH中的高8位地址A15～A8从P2口输出，PCL中的低8位地址A7～A0从P0口输出，在ALE的下降沿将P0口输出的低8位地址信号锁存到锁存器上。

2）用PSEN信号选通外部程序存储器，将相应单元的数据输出到P0口，当PSEN在上升沿时，CPU完成对P0口的数据采集。

例如，假设有一条2B、1周期指令“MOV A，#Data”，该指令已经存储在外部程序存储器的0101H和0102H地址单元中，则指令的操作过程如下：

首先在S1拍PSEN的上升沿取出指令的第1字节；接着PC指针加1输出指令的第二字节的地址，用ALE的下降沿锁存地址，在S4拍PSEN的上升沿取出指令的第2字节；然后又接着输出下一条指令的存储地址……详细的取指令周期如图12-6a所示。

对外部数据存储器的读操作（如MOVX A，@DPTR）需要2个机器周期：第1个周期是在S1拍PSEN的上升沿，完成从外部程序存储器指定的地址单元中取出指令码；在S4拍PSEN的上升沿取指令无效；PSEN变成高电平后，在S5拍输出外部RAM的地址；在ALE的下降沿锁存地址。第2个周期是从外部RAM指定的地址单元中读出数据。在这个周期里，用RD信号选通外部RAM，利用RD低电平和锁存的外部RAM地址的信号组合，读出指定的外部RAM单元的内容，在RD为高电平时完成对外部RAM数据的读操作。

对外部数据存储器的写操作（如MOVX@DPTR，A）与读操作过程完全类似。

至于其他EPROM存储器（如27128、27256、27512芯片）、E²PROM存储器（如2816A、2864A芯片）、Flash存储器（如28F256A、28F512、28F010芯片），以及RAM数据存储器（如62128、62256、62512芯片）的扩展方法，与2764、6264的扩展方法类似。实际上，对于传统8051单片机（如STC89C51），芯片上有PSEN信号脚，允许读取外部程序指令。而STC15W4K32S4系列单片机由于取消了PSEN信号引脚，不能扩展外部程序存储器。新近推出的STC15xx系列单片机内部大多包含了大容量Flash程序存储器，一般也不需要在外部扩展程序存储器。

图12-6 外部存储器操作时序图

a）外部程序存储器的读周期操作时序 b）外部数据存储器的读/写周期操作时序