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1、第第5章章存储器存储器MCS-51单片机扩展存储器设计单片机扩展存储器设计RAMROM80511284K803112805.1半导体存储器的分类按存储器与CPU的连接方式和用途可以分为两类：内存和外存构成存储的材料主要有半导体与磁介质两种. 内存一般采用半导体存储器，外存常见的有软磁盘。5.1.1 半导体存储器的分类1. 随机存储器（RAM又称读/写存储器）RAM可分为双极型和MOS型MOS型RAM分为三类：（1）动态RAM（2）静态RAM（3）非易失性RAM2. ROMROM的信息只能读出，掉电后信息不会丢失根据信息写入方式的不同可以分为（1）掩膜ROM（简称ROM）（2）PROM（3）EP
2、ROM（4）EEPROM（5）闪烁存储器5.1.2半导体存储器的主要性能指标半导体存储器的两个主要性能指标：存储容量和存取速度1.存储容量6116芯片有2048个存储单元，2K字节，容量为20488位2.存取速度低速300ns中速100200ns超高速20ns【例1】有256*4位芯片，问地址线多少位，数据线多少位？解解地址线： 由于2x =256字，故x=8位数据线是4位【例2】使用256*4位芯片组成1024*4位存储器，问需要多少芯片?解解只扩展字：1024*4/256*4=4 片【例3】使用256*4位芯片组成256*16位存储器，问需要多少芯片?解解不扩展字，只扩展位长：256*16
3、/256*4=4 片【例4】使用256*4位芯片组成2048*32位存储器，问需要多少芯片?解解需要字位同时扩展：字由256字扩展成2048字，位由4位扩展到32位，2048*32/256*4=64 片2x5.2RAM静态RAM芯片举例1芯片引脚典型型号有典型型号有:6116、6264、62128、62256。+5V电源供电，双电源供电，双列直插，列直插，6116为为24引脚封装，引脚封装，6264、62128、62256为为28引引脚封装。脚封装。各引脚功能如下各引脚功能如下: A0A10：地址输入线。地址输入线。 D0D7：双向三态数据线。双向三态数据线。 CE*： 片选信号输入。片选信号
4、输入。CE*为低电平时才选中该片。为低电平时才选中该片。 OE*： 读选通信号输入线。读选通信号输入线。 WE*： 写允许信号输入线，低电平有效。写允许信号输入线，低电平有效。 Vcc： 工作电源工作电源+5V GND： 地地2. 芯片的工作方式芯片的工作方式(1)写入方式写入方式.条件是：条件是：CE*=0，WE*=0，OE*=1(2)读出方式读出方式.条件是：条件是：CE*=0，WE*=1，OE*=0(3)低功耗维持方式低功耗维持方式.条件是：条件是：CE*=1，5.3ROM5.3.2典型典型EPROM芯片介绍芯片介绍EPROM芯片有多种型号，如芯片有多种型号，如2716（2KB），），2
5、732（4KB）2716芯片引脚图芯片引脚图 各引脚的作用如下：各引脚的作用如下： A0-A10：11条地址输入线条地址输入线 D0-D7：8条数据线，条数据线， 编程时用来输出存储的信息。编程时用来输出存储的信息。 OE*：读信号，输出使能端。：读信号，输出使能端。 Vcc：工作电源接：工作电源接+5V。 Vpp: 编程电源，编程电源， 编程时，接下编程时，接下25v；运行时，接；运行时，接+5v。 CE*：片选信号运行时，作片选输入端；：片选信号运行时，作片选输入端； 编程时由该端输入编程正脉冲信号。编程时由该端输入编程正脉冲信号。5.3.3EEPROM擦除时不需要紫外线光源，在写入过程中
6、能自动擦除。擦除时不需要紫外线光源，在写入过程中能自动擦除。5.4CPU与存储器的连接与存储器的连接5.4.1CPU与总线连接时应考虑的问题1、总线带负载的能力2、CPU时序与存储器速度的匹配3、存储器的地址分配和片选信号的产生4、控制信号的连接5.4.2存储器器件的选择存储器器件的选择5.4.3常用存储器芯片常用存储器芯片5.4.4存储器连接常用接口电路存储器连接常用接口电路1、总线缓冲器、总线缓冲器:主要用于主要用于CPU总线的缓冲，以增加总线驱动负载的能力总线的缓冲，以增加总线驱动负载的能力任何需要电压、电流、功率、阻抗匹配的地方，都可以用到缓冲器。任何需要电压、电流、功率、阻抗匹配的地
7、方，都可以用到缓冲器。单向缓冲器单向缓冲器74LS24474LS244扩展并行输入口的电路通过下列指令可从该端口输入数据。 MOV DPTR，#7FFFH ；DPTR指向74LS244MOVX A，DPTR ；输入数据 (a) 74LS244引脚图(b) 74LS244扩展并行输入口1A11A32A11A41A22A32A474LS2442A274LS2442Y2P0.51Y42Y11211GND2A11413151A42Y21A32A21Y32A31G1RDP2.72GP0.7P0.62Y42Y3181617192Y31A22Y41A11Y22A42G1Y1201GVcc1Y2P0.1P0.
8、3P0.4P0.21Y42Y11Y3P0.01Y1D5输入设备D6D7D1D2D4D3D0MCS-51双向缓冲器双向缓冲器74LS245 74LS377扩展并行输出口的电路。通过下列指令可从该端口输出数据。MOV DPTR，#7FFFH ；DPTR指向74LS377端口MOV A，#DATA ；数据送入A累加器MOVX DPTR，A ；数据送入74LS377 (b) 74LS377扩展并行输出口1Q2Q4Q6Q5Q7Q8Q3Q74LS377GCLKP2.7GND11(a) 74LS377引脚图3DQ8P0.2Q7Q315131412D4Q4D3D5Q5D617161874LS377Q2D2D1
9、D7D82A4WRP0.6P0.7CLK8D7DP0.4P0.5P0.35D6D4D2019Q1GVccP0.0P0.11D2D输出设备D2D7D6D3D4D5D0D1MCS-512、地址锁存器、地址锁存器:由于由于MCS-51的的P0口是分时复用的地口是分时复用的地址数据线，因此必须利用地址锁存址数据线，因此必须利用地址锁存器将地址信号从地址数据总线中分器将地址信号从地址数据总线中分离出来，得到低离出来，得到低8位地址位地址A0-A7。这种锁存器也可作为数据锁存器，锁这种锁存器也可作为数据锁存器，锁存存CPU输出的数据。输出的数据。3、地址译码器、地址译码器: 地址译码器用于对存储器和I/O
10、口地址译码，产生片选信号常用的地址译码器有74LS1385.5MCS-51存储器的扩展存储器的扩展5.5.1ROM的扩展的扩展5.5.1.1 ROM的扩展方法的扩展方法5.5.1.2 ROM的扩展电路的扩展电路1、扩展、扩展4KB EPROM2、扩展、扩展16KB EPROM3、扩展、扩展2KB EEPROM例：将例：将2817A的的7F00H7FFFH共共256个单元依次写入个单元依次写入0，1，FFH则可编写如下程序：则可编写如下程序：ORG0100HMOVDPTR,#7F00HMOVA,#0LOOP:MOVXDPTR,AWAIT:JNBP1.0,WAITINCDPTRINCAJNZLOO
11、PRET5.5.2RAM的扩展的扩展5.5.2.1RAM的扩展方法的扩展方法5.5.2.2静态静态RAM的扩展的扩展6116是是2Kx8的的SRAM芯片。芯片。图中图中P2.7作为作为6116的片选信的片选信号，号，P0口和口和P2.0P2.2共共11根地址线接根地址线接6116的的A0-A10. 因此因此6116的地址范围为的地址范围为7800H-7FFFH。803l在访问在访问6116时时可用以下指令可用以下指令:MOVX DPTR, AMOVX A, DPTR5.5.2.3存储器地址译码方法1.线选法 就是把单独的地址线(通常是未用的高位地址线的某一根)作为片选信号接到存储器的片选端上只要该信号为低电平，就可选中相应的存储器芯片。这种方法的特点是连线简单，不需专门设计逻辑电路但芯片之间的地址不连续，存储空间没有充分利用。此外，每个存储单元地址不是唯一的存在着地址重叠区2.地址译码法 地址译码法又有部分译码和全译码两种方式。 部分译码是指,未用的高位地址线部分参加译码,其译码输出分别连到不同的片选端这种方法的特点类似于线选法，地址有重叠区，地址空间分散。 全译码是指，除存储器芯片所用地址线与CPU的地址线对应相连外，未用的地址线全部参加译码通过地址译码器产生存储器的片选信号。这种方法的特点是存储器地址没有重叠区存储单元地址是唯一的，一般微型机都是采用这种地址译码方法。
