单片机学习是嵌入式系统开发的基础,其中80C51系列是常见的学习对象。80C51单片机是由Intel公司推出的微控制器,具有内置的程序存储器、数据存储器和一系列特殊功能寄存器。在扩展存储器时,我们需要理解其存储器结构,包括内部程序存储器、内部数据存储器和外部数据存储器。
1. **存储器结构**:
- **程序存储器**:80C51系列如8031、8032、8731以及AT89C51等,通常有固定的内部程序存储器,但容量有限,可以通过扩展外部程序存储器来增加程序空间。
- **内部数据存储器**:包括特殊功能寄存器(SFR)和内部RAM,用于存放数据和控制指令。
- **外部数据存储器**:当内部数据存储器不足以满足需求时,可以扩展外部RAM来增加数据存储能力。
2. **外部总线**:
- **地址总线**:由A15至A0组成,用于指定外部存储器的地址。
- **数据总线**:D7至D0,用于传输数据到外部设备。
- **控制总线**:包括ALE(地址锁存使能)、PSEN(程序存储器选通信号)、EA(外部访问使能)、WR(写允许)、RD(读允许)等,这些信号控制着数据的读写和地址的锁存。
3. **外部程序存储器扩展**:
- 使用ALE信号锁存地址的高位,P2口输出地址的低8位,P0口作为数据总线和地址总线的低位部分。
- EPROM(可擦可编程只读存储器)常被用于扩展,需要额外的控制信号如OE(输出使能)、CE(片选)和VPP(编程电压)。
4. **外部数据存储器扩展**:
- 扩展外部数据存储器时,通常使用74HC373作为地址锁存器,P0口作为数据总线,P2口输出地址的高8位,ALE信号进行地址锁存,RD和WR信号控制读写操作。
- 6264或2764之类的静态RAM芯片用于扩展数据存储。
5. **扩展外部并行口**:
- 当单片机的端口不够用时,可以通过扩展并行口来增加输入/输出端口的数量。
- 使用7404这样的非门电路和其他逻辑器件组合,配合控制信号实现额外的I/O口。
在实际应用中,扩展存储器和并行口是为了满足更复杂系统的需求,通过合理的电路设计和信号控制,80C51单片机能够处理更大规模的数据和执行更复杂的程序。在学习过程中,掌握好存储器扩展和并行口扩展原理,有助于提升单片机的应用能力。