单片机应用技术第五章_MCS-51系统扩展技术.ppt
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1、内容提要: 第五章 MCS-51系统扩展技术 5-1 MCS-51单片机最小系统 5-2 存储器的扩展 5-3 并行I / O端口的扩展方法 5-4 可编程并行接口芯片8155 5-5 常用通道配置与接口技术 5-6 D / A转换 5-7 A / D转换 癣 溉 瘁 钡 廉 泞 厚 庄 垂 诲 晰 风 肉 黑 那 询 记 命 瓢 强 硬 宅 峪 淡 劣 把 运 霍 烟 衅 郎 踏 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 项项目引入 1.项目描述 片外
2、RAM对信号灯的控制及可编程I/O口的应用 2.硬件电路与工作原理 让学生根据任务分析硬件要求,画出具体电路,并在实验 开发板上接线 3.程序设计 (给出控制程序) 寂 舔 尽 腮 塌 沿 唉 亦 骗 俘 靠 柜 蒂 旦 讲 蕴 悯 邢 腹 稳 炸 漾 肉 娱 犬 鸭 瑰 数 雕 丸 已 认 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 裁 传 鼓 戮 鹃 步 眉 股 堂 贸 举 哥 癸 久 泞 魄 铝 愿 情 哦 搜 瘴 柿 灭 冉 毙 鼻 凳 睹 胰 癌
3、 狭 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 参考程序:对片外RAM写入数据并输出,控制P1口的亮灭状态。 ORG 0000H MOV DPTR,#1000H ;指向片外RAM的首地址 MOV A,#0FEH ;设置第一个要送入的数据 MOV R1,#08H ;设循环次数 杠 循 奎 寅 压 酿 叔 臭 叫 偷 抓 喀 柑 吹 荧 纲 拓 氦 穆 螺 篓 书 约 先 积 逞 街 景 洪 曾 榆 插 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S
4、 - 5 1 系 统 扩 展 技 术 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 WRITE: MOVX DPTR,A ;向RAM中写入数据 INC DPTR ;片外RAM地址加1 CLR CY RL A ;更新数据 DJNZ R1,WRITE ;8次未送完,继续写入,否则顺序执行下一条指 令 MOV R1,#08H ;再次设置循环次数 START: MOV DPTR,#1000H ;指向第一个数据单元1000H 蝉 川 楼 奎 暴 昔 抠 恩 酸 睁 扁 喊 俯 湘 劣 晤 冰 獭 枫 址 全 赂 形 限 叁 钩 坍 搪 生 夷 狠 叛 单 片
5、 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 READ: MOVX A,DPTR ;读出数据到A累加器 MOV P1,A ;送P1口点亮发光二极管 LCALL DELAY ;延时一段时间 INC DPTR ;更新地址 DJNZ R1,READ ;连续读 出8个数据,送P1口显示 SJMP START ;8个数据读完,继续从第一个数据单元开始。 践 沂 赢 忘 外 槛 哈 炬 棘 词 蛔 大 姑 径 炎 助 曲 镇 攘 挝 购 隆 殃 递 谦 伯 农 规 旋 秆 涎
6、 弹 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 单单片机内资资源少,容量小,在进进行较较复杂过杂过 程的控制时时 ,它自身的功能远远远远 不能满满足需要。为为此,应扩应扩 展其功能。 MCS-51单单片机的扩扩展性能较较强,根据需要,可扩扩展 : ROM、RAM; 定时时 / 计计数器; 并行I / O口、串行口; 中断系统统扩扩展等。 搪 胶 参 蝶 拒 发 传 彼 逛 涉 念 牢 筒 曹 倒 体 稻 煌 榴 谦 转 硝 源 赦 甄 害 优 婶 振 朋
7、 料 些 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 7-1 MCS-51单片机最小系统 一、8051/8751硬件最小系统统 对对于片内有ROM型单单片机,其自身可以构成最小系统统 蕴 屿 阎 澳 狄 吻 币 茄 坡 伺 宗 宴 势 咆 笺 讼 汇 兹 筋 颐 汪 彰 煞 仪 孩 绩 鲜 椿 拳 瞪 叭 踩 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S
8、- 5 1 系 统 扩 展 技 术 该系统的资源如下: 4KB ROM,256B RAM; 五源中断系统统; 两个十六位加一定时时 / 计计数器; 一个全双工串行UART; 四个并行I / O口。 二、8031硬件最小系统统 8031单单片机片内无ROM,若要正常工作,必需外配ROM。外接 ROM后,P3口、P2口、P0口均被占用只剩下P1口作I / O口用,其它 功能不变变。 压 蠢 女 锋 每 瑟 掏 瓷 怒 技 抠 损 肉 写 松 骄 行 哪 匆 噎 阎 峭 稀 飘 般 郁 撮 备 苹 宛 箭 拨 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术
9、 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 图图中:/E 三态门态门 控制端 G 低电电平锁锁存 拙 撼 皱 饥 翰 骂 暗 操 脆 俘 盘 弗 煤 酗 息 旭 囊 锰 兔 方 矿 萨 即 沽 弓 梯 熄 囊 炊 提 韵 父 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 三总线的概念: 地址总线总线 AB,P0口提供(A7 A0); P2口提供(A15 A8),共16位。 数据总线总线 DB,P0口提供(D7
10、 D0),共8位。 控制总线总线 CB,ALE 、 、 、 、等。 抠 枷 拓 溢 敏 绒 鸦 秃 蓖 绒 话 彩 胞 叫 上 眶 誓 沏 渔 容 狐 饿 抿 损 檬 适 又 盏 膨 瞄 孤 础 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 7-2 存储器的扩展 一、三总线总线 的连连接 1、数据线线的连连接 P0口的八位线线承担此任,此时时不用外接上拉电电阻。 2、地址线线的连连接 P0口承担地址低八位线线,A0 A7; P2口承担地址高八位线线。A8 A
11、15。 注意:P0口线线地址 / 数据分时时复用,需用地址锁锁存器 74LS373锁锁存地址。 娩 资 停 考 饮 靠 隘 汁 恍 按 漾 癌 览 叮 猴 丽 爷 黎 业 刺 猜 趋 钝 概 月 面 锦 对 迢 迸 伊 保 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 A10 A8 A7 A0 D7 D0 CB 莆 埋 统 害 空 滴 鲸 造 店 歹 竭 泣 醉 阐 蜂 蠕 荚 锯 读 射 呈 疥 梧 盾 锥 骇 巩 缩 韵 殷 导 余 单 片 机 应 用
12、技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 3、控制线线的连连接 对对存储储器来讲讲控制线线无非是:芯片的选选通控制、读读写控制。 单单片机与外部器件数据交换换要遵循两个重要原则则: 一是,地址唯一性,一个单单元一个地址。 二是,同一时时刻,CPU只能访问访问 一个地址,即只能与一 个单单 元交换换数据。 不交换时换时 ,外部器件处处于锁闭锁闭 状态态,对总线对总线 呈浮空状态态。 智 额 潭 呻 灯 絮 诫 妇 巳 佐 乱 帽 宜 相 麻 齐 七 新 牧 澡 韧 疹 疥 片
13、 徽 峰 践 干 浴 趾 蔓 济 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 读读 / 写:CPU向外部设备发设备发 出的读读/写控制命令 。 EPROM:/OE /PSEN SRAM: /WE /WR /OE /RD 选选通:CPU与器件交换换数据或信息,需先发发出选选 通信号/CE或/CS,以便选选中芯片。 癣 竭 逐 辛 牡 烬 沁 穴 愚 亏 秋 蜜 僚 列 枯 驾 墩 准 瘤 妒 宛 俯 确 压 扼 快 瞧 晓 配 缸 谰 镇 单 片 机 应 用
14、 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 二、存储器地址编码 SRAM6116:“16” 2K8 = 2KB 21210 = 211 即6116有11根地址线线。 地址空间间: A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 最低地址: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000H 最高地址: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 07FFH MCS-51单单片机寻寻址范围围:64KB 26210 = 216即16位地址 线线 地址空间间:
15、A15A14A13A12A11A10A9A8A7A0 单单片 机 A10A9A8A7A0 6116 25 = 322KB 葬 眩 室 牲 鸣 舵 扰 按 瓢 窖 盒 茬 牺 襄 俗 吧 恿 拂 漓 擒 谷 架 功 刊 挞 案 稚 惹 扫 亨 析 祸 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 上式中:“”表示0或1。 即单单片机地址空间间中包含有32个2KB。某片6116占据的是哪 2KB不能确定地址浮动动。 只有限定A15A11的取值值才能确定6116在
16、系统统中的 地址范围围。如,P2.6 = 0 ,选选中6116的/CS线线。设设P2.7 P2.5 P2.4 P2.3假定全为为1 则则: 6116地址范围围是B800H BFFFH。 同理, P27 P25 P24 P23假定全为为0 则则: 6116地址范围围是 0000H 07FFH; 再设设P27选选中6116 (设设P26 P25 P24 P23全为为1) 则则:地址范围围是7800H 7FFFH 枣 押 俯 戌 沏 伙 干 匿 熔 编 崎 峦 烷 豢 器 永 蹬 滔 斧 遮 富 屎 店 赋 朴 铂 于 井 荒 派 型 忿 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S -
17、5 1 系 统 扩 展 技 术 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 可见见:存储储器芯片在系统统中地址分布由两个因素决定: 一是,芯片本身的地址线线(与容量有关) 二是,芯片选选通信号的获获得方式。 扩扩展存储储器时时,总总是让单让单 片机低位地址与存储储器芯片地址线线 相接;而让单让单 片机剩余的高位地址线线(在P2口)常作为为片选选 信号线线。 这这种方法对对SRAM、EPROM、扩扩展I / O芯片、外设设同样样 适用。 P2.5 = 0时时,选选中2764;“64” 8K8b = 23210 = 213 A15 A14 A13 A
18、12 A11 A0 23 = 88KB 喧 添 蹋 男 巳 禄 吵 靳 篇 微 诣 乱 闭 革 蒲 墟 尝 敛 撑 乱 闭 了 胆 暴 辟 毅 瘫 笑 帽 席 羞 瞻 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 若取P2.7 P2.6均为为1; 则则2764在本系统统内地址范围围:C000H DFFFH 可以。此时时6116:D800H DFFFH 2764:C000H DB00H 若6116与2764都用A13 (P25)选选中可否 儒 法 铜 也 筛
19、缀 肌 窥 默 消 湿 宾 概 琐 染 堂 然 讶 欲 仅 梧 程 费 蜗 项 舍 育 难 嘶 衣 六 蔷 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 6116与2764在 0800H DFFFH范 围内地址重叠,这是 不是违反交换原则呢 ? 不会!因为为,6116是SRAM,2764是EPROM。除地址 和选选通信号外,还还有读读/写控制信号起作用。 RAM /WE /WR /OE /RD ROM /OE /PSEN 可用来区分 二器件 袍 剩 尔 苍
20、象 更 敝 题 沙 搓 盛 幂 慰 腾 除 马 宠 宰 唁 筋 为 浴 斡 铆 票 谭 徐 梢 担 猴 顾 蚂 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 包括: 256B静态态RAM; 2 个8位和1个6位可编编程并行I / O口; 1个14位定时时器(减1计计数); 1个8位地址锁锁存器; 一些控制逻辑电逻辑电 路等。 5-5 可编程并行接口芯片8155 榔 庸 森 姻 医 爸 次 业 沿 摈 憾 谆 雌 另 孪 蔷 色 悄 识 檬 届 垦 惜 擂 钉
21、 稗 烙 疟 雷 蹈 摔 旅 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 一、引脚 AD0 AD7 地址/数据线线。 传传送地址、数据、命令、状态态等。 ALE 地址锁锁存(输输入) IO/M IO口/RAM选择选择 ;0:选选内RAM;1:选选内IO口 /CE 片选线选线 /RD、/WR 读读、写控制 PA7 PA0 A口输输入/输输出线线 PB7 PB0 B口输输入/输输出线线 PC5 PC0 C口输输入/输输出线线 TIMERIN 定时时器输输入(输
22、输入定时时器所需时钟时钟 ) TIMEROUT 定时时器输输出(输输出所产产生的方波脉冲) 蹄 浴 酉 期 簇 翘 淹 磨 诅 是 明 荧 迫 吱 扯 图 舰 熄 登 芜 闷 蓬 炸 进 博 乎 骏 异 许 撂 奈 捏 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 二、8155的RAM和I / O口地址编码 包括:内RAM 256B对应对应 256个地址 命令/状态态寄存器地址 1个地址 PA口地址 1个地址 PB口地址 1个地址 PC口地址 1个地址 定时
23、时器低8位地址 1个地址 定时时器高8位地址 1个地址 由AD7 AD0 及IO/M决定 。 呀 达 松 灾 褒 摘 喀 断 偿 啊 逐 越 叠 豪 谆 丁 舆 踪 窒 狠 丰 优 撮 犁 渗 客 卵 轧 快 肃 吨 卿 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 三、8155的工作方式与基本操作 有三种基本操作: 1、作单单片机片外256B数据存储储器 IO/M=0,与其它数据存储储器统统一编编址。用MOVX访问访问 。 2、作扩扩展I / O口使用 I
24、O/M=1,PA口、PB口、PC口,可通过编过编 程决定如何使用。 命令寄存器(命令控制字) I / O口工作方式 状态标态标 志寄存器 PA口、PB口状态标态标 志。 养 镐 秤 咆 厦 泻 忠 仿 茄 衰 锗 琶 妄 汞 现 蜜 嘲 票 沏 霜 狸 双 溯 瘪 壤 齿 以 席 礼 蜘 幻 系 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 单 片 机 应 用 技 术 第 五 章 _ M C S - 5 1 系 统 扩 展 技 术 命令寄存器,只写不读读 状态标态标 志寄存器,只读读不写 二者使用同一地址 I / O口工作方式有四种: A口、B口
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