MCS单片机扩展存储器的设计(与“地址”有关文档共62张).pptx

MCS单片机扩展存储器的设计涉及到对单片机内部结构和系统总线的理解，以及如何有效地利用有限的地址线和数据线资源。MCS系列单片机包括MCS-51和MCS-96，它们分别采用了不同的存储器结构。MCS-51采用哈佛结构，其数据存储器和程序存储器最大可扩展至64KB，而MCS-96则采用普林斯顿结构。 在扩展存储器时，首要任务是构建系统总线，包括地址总线（AB）、数据总线（DB）和控制总线（CB）。对于MCS-51，由于引脚数量限制，数据线和低8位地址线是复用的，这需要外部添加地址锁存器来分离它们，形成三总线结构。地址锁存器如74LS373用于暂时存储低8位地址，以便在数据传输时释放地址线。 在扩展过程中，P0口作为低8位的地址/数据总线，P2口提供高位地址线，同时还需要处理控制信号。例如，ALE信号用于锁存低8位地址，PSEN*作为程序存储器的读选通信号，EA*用于选择内外部程序存储器，RD*和WR*则用于数据存储器和I/O口的读写控制。 扩展技术有串行和并行两种。串行扩展如SPI和I2C，虽然节省了I/O口线，降低了成本，简化了系统结构，但速度相对较慢。并行扩展在大多数应用中仍占据主导地位，因为它能提供更快的数据传输速度。 读写控制是扩展存储器的关键。对于RAM，其读写控制引脚OE*和WE*分别与MCS-51的RD*和WR*相连，而EPROM只有读取引脚OE*，连接到MCS-51的PSEN*。 在地址空间分配上，有两种主要方法：线性选择法和地址译码法。线性选择法直接使用高位地址线作为片选信号，简单且成本低，但地址空间不连续，适用于小型系统。例如，通过线选法，可以将2片2732 EPROM（4KB）和2片6116 RAM（2KB）的地址范围分配在特定的地址段上。 译码法则使用译码器芯片（如74LS138、74LS139或74LS154）根据地址线产生片选信号，可以支持更多的器件，并且地址空间连续，适合于大型系统。全译码和部分译码是译码法的两种变体，全译码利用所有高位地址线进行译码，而部分译码则只使用部分地址线，以减少硬件需求。 综上所述，MCS单片机扩展存储器的设计是一个涉及硬件接口、总线构造、地址分配和读写控制等多个方面的复杂过程，需要根据实际应用需求和单片机特性灵活选择合适的扩展策略。