单片机C语言编程(系统扩展IC)8

第8章 单片机系统扩展 第8章 单片机系统扩展 目 录 8.1 扩展并行三总线 8.2 扩展简单并行输入/输出口 8.3 扩展并行数据存储器 8.4 串行扩展总线接口技术 本章主要介绍了MCS-51单片机系统扩展的方法。通过扩展并行三总线来进行并行总线接口扩展；通过UART或I/O口模拟几种串行通信的特点来进行串行总线接口扩展。 8.1 扩展并行三总线 主要内容 8.1.1 片外三总线结构 8.1.2 MCS-51系统扩展的实现 8.1.3 总线驱动 8.1.1 片外三总线结构 通常，微机的CPU外部都有单独的并行地址总线、数据总线、控制总线。 MCS-51单片机由于引脚的限制，数据总线和地址总线是复用的。 地址需要锁存：为了能把复用的数据总线和地址总线分离出来以便同外部的芯片正确的连接，需要在单片机的外部增加地址锁存器，从而构成与一般CPU相类似的三总线结构，如图8-1所示。 74HC573简介 74HC573是有输出三态门的电平允许8位锁存器。引脚信号如下： OE：输出允许端，为0时芯片有效。 LE：锁存控制端，高电平时，锁存器的数据输出端Q的状态，与数据输入端D相同，即锁存器是透明的；当LE端从高电平返回到低电平时(下降沿后)，输入端的数据就被锁存在锁存器中，数据输入端D的变化不再影响Q端。 一、地址总线 地址总线(Address Bus，AB)用于传送单片机送出的地址信号，以便进行存储器单元和I/O端口的选择。 地址总线是单向的，只能由单片机向外发送信息。 地址总线的数目决定了可直接访问的存储单元的数目。 二、数据总线 数据总线(Data Bus，DB)用于单片机与存储器或I/O端口之间的数据传送。 一般数据总线的位数与CPU的字长一致，MCS-51单片机的数据总线是8位的。 数据总线是双向的，可以进行两个方向的数据传送。 三、控制总线 控制总线(Control Bus，CB)是单片机发出的以控制片外ROM、RAM和I/O口读/写操作的一组控制线。 8.1.2 MCS-51系统扩展的实现 一、以P0口作低8位地址及8位数据的复用总线 复用，即一段时间内作两种或两种以上用途。 在这里指P0口在每个CPU周期的前半个周期输出低8位地址，由地址锁存器锁存，然后由地址锁存器代替P0口输出低8位地址。后半个周期进行8位数据的输入输出。 二、以P2口作为高8位的地址总线 P0口的低8位地址加上P2的高8位地址就可以形成16位的地址总线，达到64KB的寻址能力。 实际应用中，往往不需要扩展那么多地址，扩展多少用多少口线，剩余的口线仍可作一般I/O口来使用。 三、控制信号线 ALE：地址锁存信号，用以实现对低8位地址的锁存。 PSEN：片外程序存储器读选通信号。 EA：程序存储器选择信号。为低电平时，访问外部程序存储器；为高电平时，访问内部程序存储器。 WR：片外数据存储器写选通信号。 RD：片外数据存储器读选通信号。 8.1.3 总线驱动 总线驱动的原因：在单片机应用系统中，扩展的三总线上挂接很多负载，如存储器、并行接口、A/D接口、显示接口等，但总线接口的负载能力有限，因此常常需要通过连接总线驱动器进行总线驱动。 总线驱动器的作用：对于单片机的I/O口只相当于增加了一个TTL负载，因此驱动器除了对后级电路驱动外，还能对负载的波动变化起隔离作用。 在对TTL负载驱动时，只需考虑驱动电流的大小。 在对MOS负载驱动时，MOS负载的输入电流很小，更多地要考虑对分布电容的电流驱动。 总线驱动器的选择： 系统总线中地址总线是单向的，因此驱动器可以选用单向的，如74LS244，还带有三态控制，能实现总线缓冲和隔离。 数据总线是双向的，其驱动器也要选用双向的，如74LS245。74LS245也是三态的，有一个方向控制端DIR。DIR=1时输出(An→Bn)，DIR=0时输入(An←Bn)。 8.2 扩展简单并行输入/输出口 89C52有P0～P3四组I/O口，但是在某些特定的场合，可能会出现I/O口不够用的情况。这