第八章 存储器扩展技术
§ 8.1 MCS-51单片机的存储器组织
一.单片机为什么要扩展存储器?
1. 单片机的8051主要品种中8051、8751片内有4K ROM或
EPROM,8031片内无程序存储器,因此必须扩展程序存储器用以存放程序,当系统程序运行过程中需要存放的数据较多时,片内的128字节RAM通常是不够用的,也需要扩充一部份数据存储器。 2.分析单片机最小系统的工作过程:
+5V A12 P2..4
P2.0 5 A8 VCC ALE VPP P0.0 1D G 1Q PGM A7 CE 8 8 GND P0.7 8D 8Q A0 74LS373 地 SA 8031 D0 8 D7 2764 PSEN OE
当ALE高电平时,低8位地址信息从P0口输出,当ALE由高变低时,该下降沿使低8位地址锁存。高8位地址信息从P2口直
接输出。当PSEN低电平有效时,选中的地址单元的内容从P0口读入8031 CPU内。
P0口是复用口,分时输出低8位地址和输入数据,因此必须硬件上采取措施,将地址信息与数据信息隔开,这是单片机构成应用系统必须考虑的问题,也是单片机必须要扩展的重要原因。
二.扩展总线的形成:
计算机系统有三种总线:数据总线、地址总线、控制总线,计算机系统中的所有部件均以一定方式通过三总线连接在一起,构成计算机系统。 如下图:
A15 ~ A8高8位地址 P2口 ALE 16位地址总线 地 址 P0口 A7~A0 锁 存 低8位地址 8031 D0~D7 8位数据总线 PSEN WR 控制总线 RD
三.解决地址锁存的问题
最常用的芯片是74LS373 8D锁存器,使用方法及控制逻辑如下
图:
ALE 74LS373的控制逻辑为:
1. E低电平、G高电平时,
G D通向Q。即ALE高电平输 1D 1Q 出低8位地址。
P0口 低8位地址 G下降沿时锁存,即ALE
74LS373 下降沿时,使Q与D隔开。
2. E高电平时D与Q之间呈 8D 8Q 高阻状态。
数据总线
可用于地址锁存的芯片很多,只要其控制逻辑与CPU时序能有效搭配,均可选用。常用的有两类芯片:
D触发器:如 74LS273 74LS377 等 D锁存器:如 74LS373 8282 等
§ 8.2 存储器扩展
一.
存储器概述:
存储器是计算机用来存储信息的部件。有了存储器计算机才有了记忆的功能,才能把计算机要执行的程序以及数据处理与计算的结果
存储在计算机中,使计算机自动地工作。 1. 存储器分类:
① 内存:在主机内部。具有一定容量,存取速度较快。 ② 外存:在主机外部。如软磁盘、硬磁盘、光盘等。它存储量大、速度较慢, 外存内的信息要调入内存后CPU才能使用。
内存一般使用半导体存储器。 2. 半导体存储器的分类: ① 只读存储器 (ROM):
使用过程中只能读出不能写入,其中信息需用特殊方法写入,掉电时可保存其内容,一般用于存放程序、常数等。
⑴ 掩膜ROM
用于存放己调试好的、成熟的程序和数据。由厂家制作时写入,不能修改,适于大批量生产,其成本较低。 ⑵ 可编程ROM,简称PROM
由厂家生产的空白存储器,可根据用户需要用特殊方法将程序和数据写入,一次性写入不能修改。 ⑶ 可擦除程序存储器EPROM
可多次编程,修改时用紫外光照射20分钟左右,可擦除原信息重写。
⑷电可擦除程序存储器 EEPROM
可在用户系统使用过程中以字节为单位擦除重写。
② 随机读写存储器RAM
使用过程中,程序可随时读写的存储器。
⑴静态RAM 或称SRAM
可随时读写,掉电时丢失其原内容。集成度较低,适用于存储量不大的微型机系统,单片机常用。 ⑵动态RAM 或称DRAM
可随时读写,使用中需定时刷新其内容,否则内容会丢失。集成度高,价廉,适于大存储容量时使用。 ⑶非易失RAM
可随时读写。带有掉电保护电路,掉电时不丢失其内容。
二.
扩展EPROM程序存储器
1.芯片 2716 2732 2764 27128 27256 27512 存储量 2K 4K 8K 16K 32K 64K 可视实际需要选择,最常用的型号是2764 2.扩展的基本方法: