【正文】 程序存儲(chǔ)器的控制信號(hào)有： ALE地址鎖存信號(hào) PSEN片外程序存儲(chǔ)器讀信號(hào) EA片內(nèi)、外程序存儲(chǔ)器訪問(wèn)選擇信號(hào) EA=0：訪問(wèn)片外； EA=1：訪問(wèn)片內(nèi)。 地址鎖存器使用 74LS373較多 。 2. 地址鎖存器 程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí) ， 還需要地址鎖存器 ， 地址鎖存器常用的有帶三態(tài)緩沖輸出的 8D鎖存器 74LS37 帶有清除端的74LS273。其引腳圖如下圖所示。 （ 5） 合理選擇地址譯碼方式 可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的具體情況選擇線選法 、 全地址譯碼法 、 部分地址譯碼法等地址譯碼方式 。 若所用的 RAM容量較小或要求較高的存取速度 ， 則宜采用 SRAM；若所用的 RAM容量較大或要求低功耗 ， 則應(yīng)采用 DRAM， 以降低成本 。 MCS51單片機(jī)對(duì)外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展應(yīng)考慮的問(wèn)題： （ 1） 選擇合適類型的存儲(chǔ)器芯片 只讀存儲(chǔ)器 （ ROM ） 常用于固化程序和常數(shù) ， 可分為掩膜 ROM、可編程 PROM、 紫外線可擦除 EPROM和電可擦除 E2PROM幾種 。 缺點(diǎn)是存儲(chǔ)器每個(gè)存儲(chǔ)單元的地址不是惟一的 ， 存在地址重疊現(xiàn)象 。 缺點(diǎn)是所需地址譯碼電路較多 ， 。 線選法適用于小規(guī)模單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中片選信號(hào)的產(chǎn)生 。 編址的方法： 芯片的選擇是由系統(tǒng)的高位地址線通過(guò)譯碼實(shí)現(xiàn)的，片內(nèi)尋址直接由系統(tǒng)低位地址信息確定。 MCS51單片機(jī)系統(tǒng)地址空間的分配 系統(tǒng)空間分配： 通過(guò)適當(dāng)?shù)牡刂肪€產(chǎn)生各外部擴(kuò)展器件的片選 /使能等信號(hào)就是系統(tǒng)空間分配。 允許片外程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址重疊 。 （ 2） 數(shù)據(jù)總線 （ DB） 數(shù)據(jù)總線是由 P0口提供的 ， 寬度為 8位 。 MCS51單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展概述 系統(tǒng)擴(kuò)展是指為加強(qiáng)單片機(jī)某方面功能 ， 在最小應(yīng)用系統(tǒng)基礎(chǔ)上 ， 增加一些外圍功能部件而進(jìn)行的擴(kuò)充 。常用器件的選擇和應(yīng)用，常用總線標(biāo)準(zhǔn)和典型接口電路。要求學(xué)生掌握單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展的原理、方法，并能根據(jù)工程要求進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展。 MCS51系列單片機(jī)的外部擴(kuò)展原理 1． MCS51系列單片機(jī)的片外總線結(jié)構(gòu) MCS51系列單片機(jī)具有很強(qiáng)的外部擴(kuò)展功能 。 （ 3） 控制總線 （ CB） 控制總線實(shí)際上是 CPU輸出的一組控制信號(hào) 。 I/O接口的編址方法：一種是獨(dú)立編址 ， 另一種是統(tǒng)一編址 。 編址： 編址就是利用系統(tǒng)提供的地址總線，通過(guò)適當(dāng)?shù)倪B接，實(shí)現(xiàn)一個(gè)編址惟一地對(duì)應(yīng)系統(tǒng)中的一個(gè)外圍芯片的過(guò)程。 產(chǎn)生外圍芯片片選信號(hào)的方法有三種：線選法 、 全地址譯碼法和部分譯碼法 。 2. 全地址譯碼法 全地址譯碼法： 利用譯碼器對(duì)系統(tǒng)地址總線中未被外擴(kuò)芯片用到的高位地址線進(jìn)行譯碼 ， 以譯碼器的輸出作為外圍芯片的片選信號(hào) 。 全地址譯碼法是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中經(jīng)常采用的方法 。 因此 ， 采用部分地址譯碼法時(shí)必須把程序和數(shù)據(jù)存放在基本地址范圍內(nèi) ， 以避免因地址重疊引起程序運(yùn)行的錯(cuò)誤 。 若所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是小批量生產(chǎn)或開發(fā)產(chǎn)品 ， 則建議使用 EPROM和 E2PROM；若為成熟的大批量產(chǎn)品 ， 則應(yīng)采用 PROM或掩膜 ROM 。 此外 ， 還可以選擇 OTP ROM、 Flash存儲(chǔ)器 、 FRAM、 NVSRAM、用于多處理機(jī)系統(tǒng)的 DSRAM（ 雙端口 RAM） 等 。 程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展 單片機(jī)內(nèi)部沒有 ROM,或雖有 ROM但容量太小時(shí) ,必須擴(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器方能工作。 引腳符號(hào)的含義和功能如下： D7～ D0： 三態(tài)數(shù)據(jù)總線； A0～ Ai： 地址輸入線 ， i=12～ 15。 74LS373是帶有三態(tài)門的 8D鎖存器 ， 當(dāng)三態(tài)門的使能信號(hào)線 為低電平時(shí) ， 三態(tài)門處于導(dǎo)通狀態(tài) ， 允許鎖存器輸出 ， 鎖存控制端為 11腳 LE， 采用下降沿鎖存 ， 控制端可以直接與 CPU 的地址鎖存控制信號(hào) ALE相連 。 引腳圖如下頁(yè)圖所 示 。 8051擴(kuò)展 2764的電路連接方法： 數(shù)據(jù)線： P0口接 EPROM的 D0~D7 ； 地址線： 2764容量為 8KB， 213=8KB，需要 A0～ A12共 13根地址線。 8051片內(nèi)存儲(chǔ)器的范圍為： 0000H～ 0FFFH。 ， 訪問(wèn) A芯片； ， 訪問(wèn) B芯片 。 一般選擇 8KB以上的芯片作為外部程序存儲(chǔ)器 。 MCS51擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器電路的異同： （ 1）所用的地址總線，數(shù)據(jù)總線完全相同； （ 2）讀 /寫控制線不同：擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)由 PSEN 控制，擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀、寫控制線用 RD 、 WR分別控制存儲(chǔ)器芯片的 OE和 WE ； （ 3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器的地址可以重疊，因?yàn)閿U(kuò)展它們的控制信號(hào)不同。 控制線： ALE接 373的 LE， RD接 RAM的 OE、 WR接 RAM的 WE， 只有一片 EPROM，且系統(tǒng)無(wú)其他 I/O接口及外圍設(shè)備擴(kuò)展，片選CE可以接地。 程序如下： ORG 1000H MOV R0, 50H 。 片內(nèi)待輸出的數(shù)據(jù)送累加器 A MOVX DPTR, A 。 采用全地址譯碼方式 ， 2― 4譯碼器的工作 ， , ， 且無(wú)懸空地址線 ， 無(wú)地址重疊現(xiàn)象 。 將程序裝入 6264中 ， 很容易進(jìn)行讀寫修改 ， 執(zhí)行程序時(shí) ， 由信號(hào)選通 RAM讀出 。 可資選用的器件很多 ， 方案也有多種 。 ② 利用串行口擴(kuò)展法擴(kuò)展的外部并行 I/O口不占用外部 RAM地址空間 。 其特點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單 、 成本低 、 配置靈活方便等特點(diǎn) ， 應(yīng)用廣泛 。 輸出的 60H單元數(shù)據(jù)送累加器 A MOVX DPTR, A 。 程序如下： MOV DPTR, 7FFFH 。 1． 可編程并行口 8255A芯片 Intel 8255A芯片是通用可編程并行接口電路，廣泛應(yīng)用于單片機(jī)擴(kuò)展并行I/O口。 引腳圖如右圖所示。 此方式下 ， A口為 8位雙向 I/O口 ， C口的 PC7～ PC3用來(lái)作為輸入輸出的控制和同步信號(hào) 。 其操作狀態(tài)如下表所示 。 C口的按位置位 /復(fù)位控制字： C口具有位操作能力，其每一位都可以通過(guò)軟件設(shè)置為置位或復(fù)位。8255A芯片內(nèi)部已有數(shù)據(jù)總線驅(qū)動(dòng)器，可以直接與 MCS51單片機(jī)總線相連接（ P0口接 D0～ D7）。 解： 根據(jù)題意 ， 設(shè)置 8255A的 A口方式 0輸出 ， B口方式 0輸入 ， C口高四位輸出 ， 則 8255A的方式字為 82H（ 10000010B） ， C口置位 /復(fù)位字為 0FH（ 00001111B） ， 8255A的方式字及置位 /復(fù)位控制字地址為 7FFFH。 C口置位 /復(fù)位字送 8255A控制口 MOV DPTR, 7FFDH 。 70H單元內(nèi)容 A口指示燈顯示 RET END 2． RAM/IO擴(kuò)展芯片 8155 （ 1） 功能與引腳 8155芯片內(nèi)具有 256B的靜態(tài) RAM， 2個(gè) 8位可編程并行 I/O口 PA、 PB， 1個(gè) 6位可編程并行I/O口 PC， 1個(gè) 14位計(jì)數(shù)器 。 （ 3）命令 /狀態(tài)寄存器 8155芯片的命令 /狀態(tài)寄存器物理上只有一個(gè)端口地址 ，對(duì)該端口寫操作 ， 命令字被寫入命令寄存器；對(duì)該端口讀操作 ，則從狀態(tài)寄存器讀出狀態(tài)字 。 （ 4） 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 8155芯片內(nèi)有一個(gè) 14位的減法計(jì)數(shù)器，可對(duì)輸入脈沖進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，它可以在 0002H～ 3FFFH之間選擇計(jì)數(shù)器初值，TIMER IN為定時(shí)器時(shí)鐘輸入引腳， TIMER OUT為定時(shí)器輸出引腳，可輸出方波、脈沖等信號(hào)。 M2， M1 定義定時(shí) /計(jì)數(shù)器從 TIMEROUT輸出信號(hào)的形式： M2， M1=00 輸出單個(gè)方波 M2， M1=01 輸出連續(xù)方波 M2， M1=01 輸出單個(gè)脈沖 M2， M1=01 輸出連續(xù)脈沖 計(jì)數(shù)開始 計(jì)數(shù)結(jié)束 常常用作分頻器(自動(dòng)重裝初值 ) 常常用作分頻器(自動(dòng)重裝初值 ) 負(fù)脈沖寬度約等于輸入 TI的時(shí)鐘周期 單方波寬度約等于初值的一半 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的使用（初始化）： ① 對(duì) (04H)(05H)寄存器裝入 14位初值和輸出信號(hào)形式。 如果定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器在運(yùn)行中要改換新的時(shí)間常數(shù)，必須先裝入 ③ 新的初值 ,然后再發(fā)送一次啟動(dòng)命令 ,即寫入： M2, M1=11。 上頁(yè)圖中 RAM和各端口的地址為： RAM字節(jié)地址范圍： 7E00H～ 7EFFH；命令 /狀態(tài)寄存器：7F00H； PA口： 7F01H； PB口： 7F02H； PC口： 7F03H；定時(shí)器低 8位寄存器： 7F04H；定時(shí)器高 8位寄存器： 7F05H。 數(shù)據(jù)指針指向 8155內(nèi)部 RAM單元 LP: MOV A, R0 。 指向下一個(gè) CPU內(nèi)部 RAM單元 CJNE R0, 50H， LP 。 低 8位初值裝入 INC DPTR 。 數(shù)據(jù)指針指向控制字寄存器 MOV A, 0C2H 。 以此兩類器件相結(jié)合的電路結(jié)構(gòu)在許多高性能儀器儀表和電子產(chǎn)品中被廣泛應(yīng)用 。 1INT MCS51以總線方式工作 ， CPLD/FPGA與 MCS51系列單片機(jī)接口采用 VHDL電路設(shè)計(jì) ， 其總線接口邏輯的外部接口如下圖所示 。通信的時(shí)序方式可由所設(shè)計(jì)的軟件自由決定，形式靈活多樣。 （ 2） 硬件時(shí)鐘： 由硬件時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn) ， 其特點(diǎn)是計(jì)時(shí)精確 ， 不占用 CPU資源 ， 擴(kuò)展電路簡(jiǎn)單 。 1． DS1302 DS1302是美國(guó)達(dá)拉斯 （ Dallas） 半導(dǎo)體公司推出的一種高性能 、低功耗 、 帶 RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 ， 它可以對(duì)年 、 月 、 日 、 星期 、 時(shí) 、分 、 秒進(jìn)行計(jì)時(shí) ， 且具有閏年補(bǔ)償功能 。工作電流小 （ 幾 ?A ） 。 總線工作電壓為 ～ 。 其電壓為 ～ 6V。時(shí)間可用二進(jìn)制數(shù)和 BCD碼表示。 （ 5）工作電壓為 ～ ，工作電流為 7～ 15mA。 24腳 DIP封裝 ， 其引腳如下圖所示 。 AS：地址鎖存 。 ：中斷請(qǐng)求輸出線 。 （ 1） 狀態(tài) 控制寄存器 A（ 地址為 xx0AH） 控制寄存器 A控制字的格式如下表所示 。 各種不同的組合可以產(chǎn)生不同的輸出 。 SQWE位： 方波輸出允許位 。 （ 2） 控制寄存器 C（ 地址為 xx0CH） 控制寄存器 C控制字的格式如下表所示 。 D0～ D3位： 保留標(biāo)志位。該寄存器的其他各位均為廠家保留位，讀出值始終為零，不允許用戶向這些位寫入數(shù)據(jù)。 避開更新周期內(nèi)訪問(wèn)時(shí)標(biāo)寄存器的方案： （ 1） 利用更新周期結(jié)束發(fā)出的中斷 ， 提醒 CPU將有 998ms左右的時(shí)間去獲取有效的數(shù)據(jù) 。 其他的引腳與單片機(jī)的連接如下圖所示 。 （ 5） 狀態(tài)寄存器 B中的 SET位置 0， 芯片開始計(jì)時(shí)工作 。 3． DS12C887的初始化編程 （ 見教材 ） 系統(tǒng)監(jiān)控芯片的擴(kuò)展 為了提高單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾性能 ， 可外擴(kuò)電源監(jiān)控電路 、 看門狗 、系統(tǒng)監(jiān)控芯片等 。 軟件 “ 看門狗 ” 是利用單片機(jī)內(nèi)部空閑的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)的 ， 其特點(diǎn)是無(wú)需外加硬件電路 ， 但占用片內(nèi)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器資源 。 引腳圖如下圖所示 。 3. SP705～ 708/ 813L/813M系列 SP705/706/707/708/813L/813M系列微處理器 （ μP） 監(jiān)控器 ，包含一個(gè)看門狗定時(shí)器 ， 一個(gè) μP復(fù)位模塊 ， 一個(gè)供電失敗比較器 ， 及一個(gè)手動(dòng)復(fù)位輸入模塊 。 4. 帶有串行 E2PROM的微處理器監(jiān)控器X25045 X25045是帶有串行 E2PROM的 CPU監(jiān)控器。 1． MAX692A引腳功能 DIP（雙列直插式）或者 SO（表面貼片） 8引腳封裝，引腳圖如右圖所示。 PFI： 電源失效輸入 ， 當(dāng) PFI低于 ， 引腳變低 。 VBATT： 備用電池電源輸入。 若 WDI腳輸入一個(gè)脈沖 ， 定時(shí)器開始計(jì)數(shù) ， 若