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27C系列存储器

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第八章存储器扩展技术
§8.1MCS-51单片机的存储器组织
一.单片机为什么要扩展存储器？
1.单片机的8051主要品种中8051、8751片内有4KROM或
EPROM，8031片内无程序存储器，因此必须扩展程序存储器用以存放程序，当系统程序运行过程中需要存放的数据较多时，片内的128字节RAM通常是不够用的，也需要扩充一部份数据存储器。2.分析单片机最小系统的工作过程：
+5VA12P2..4

P2.05A8VCCALEVPPP0.01DG1QPGMA7
CE
88GNDP0.78D8QA074LS373地SA8031D08D72764PSENOE

当ALE高电平时，低8位地址信息从P0口输出，当ALE由高变低时，该下降沿使低8位地址锁存。高8位地址信息从P2口直

接输出。当PSEN低电平有效时，选中的地址单元的内容从P0口读入8031CPU内。
P0口是复用口，分时输出低8位地址和输入数据，因此必须硬件上采取措施，将地址信息与数据信息隔开，这是单片机构成应用系统必须考虑的问题，也是单片机必须要扩展的重要原因。
二.扩展总线的形成：
计算机系统有三种总线：数据总线、地址总线、控制总线，计算机系统中的所有部件均以一定方式通过三总线连接在一起，构成计算机系统。如下图：


A15～A8高8位地址P2口
ALE16位地址总线地址P0口A7～A0锁存低8位地址8031
D0～D78位数据总线PSEN
WR控制总线RD


三.解决地址锁存的问题
最常用的芯片是74LS3738D锁存器，使用方法及控制逻辑如下
图：

ALE74LS373的控制逻辑为：
1.E低电平、G高电平时，
GD通向Q。即ALE高电平输1D1Q出低8位地址。
P0口低8位地址G下降沿时锁存，即ALE
74LS373下降沿时，使Q与D隔开。
8D2.E高电平时D与Q之间呈8Q高阻状态。


数据总线
可用于地址锁存的芯片很多，只要其控制逻辑与CPU时序能有效搭配，均可选用。常用的有两类芯片：
D触发器：如74LS27374LS377等D锁存器：如74LS3738282等
§8.2存储器扩展
一.
存储器概述：
存储器是计算机用来存储信息的部件。有了存储器计算机才有了记忆的功能，才能把计算机要执行的程序以及数据处理与计算的结果

存储在计算机中，使计算机自动地工作。1.存储器分类：
①内存：在主机内部。具有一定容量，存取速度较快。②外存：在主机外部。如软磁盘、硬磁盘、光盘等。它存储量大、速度较慢，外存内的信息要调入内存后CPU才能使用。
内存一般使用半导体存储器。2.半导体存储器的分类：①只读存储器(ROM：
使用过程中只能读出不能写入，其中信息需用特殊方法写入，掉电时可保存其内容，一般用于存放程序、常数等。
⑴掩膜ROM
用于存放己调试好的、成熟的程序和数据。由厂家制作时写入，不能修改，适于大批量生产，其成本较低。⑵可编程ROM，简称PROM
由厂家生产的空白存储器，可根据用户需要用特殊方法将程序和数据写入，一次性写入不能修改。⑶可擦除程序存储器EPROM
可多次编程，修改时用紫外光照射20分钟左右，可擦除原信息重写。
⑷电可擦除程序存储器EEPROM
可在用户系统使用过程中以字节为单位擦除重写。


②随机读写存储器RAM
使用过程中，程序可随时读写的存储器。
⑴静态RAM或称SRAM
可随时读写，掉电时丢失其原内容。集成度较低，适用于存储量不大的微型机系统，单片机常用。⑵动态RAM或称DRAM
可随时读写，使用中需定时刷新其内容，否则内容会丢失。集成度高，价廉，适于大存储容量时使用。⑶非易失RAM
可随时读写。带有掉电保护电路，掉电时不丢失其内容。



二.
扩展EPROM程序存储器
1.芯片271627322764271282725627512存储量2K4K8K16K32K64K可视实际需要选择，最常用的型号是27642.扩展的基本方法：

主要是地址总线(AB、数据总线(DB和控制总线(CB与CPU的连接。
例如，扩展一片2716(2K字节
地址线根数：1K=2102K=2.210=21111根A0～A10地址总线AB：低8位地址A0～A7从P0口输出，由于P0口是复
用口，所以需通过74LS373锁存。
高8位地址A8～A10直接从P2口输出。数据总线DB：直接接P0口，即D0～D7。
控制总线CB：与程序存储器有关的控制信号有如下两个

ALE地址锁存信号，接373的G端当它高电平时输出低8位地址，在它的下降沿地址锁存。
PSEN程序存储器读取信号，PSEN接程序存储器
的允许输出端OE，当PSEN低电平，亦即OE低电平，被选中单元内的数据通过数据线读入CPU。
程序存储器的片选线CE必须低电平才可工作，本系统内只有一片程序存储器，可直接接地。


+5V

P2.2A10VCC3VPPP2.0A8ALECEP0.01DG1QA7GND74LS3738P0.78DA0地8QE
8031D78D0PSENOE2716



3.进一步扩大容量:
①可选择大容量的芯片,除地址线增多以外,无其它区别。
不同型号芯片的容量及地址线根数的计算：
1K=1024字节=210字节1K字节地址范围是0～3FFH



型号
2716
2732
2764
27128
2725627512
容量
2K211
4K212
8K213
16K214
32K215
64K216
地址线根数
11A0～A10
12A0～A11
13A0～A12
14A0～A13
15A0～A14
16A0～A15
地址范围
0～7FFH
0～FFFH
0～1FFFH
0～3FFFH
0～7FFFH
0～FFFFH

②采用扩展多片EPROM的方法。

P2.7P2.5
P2.4P2.0ALEP0.0P0.7PSEN8031
1D1Q373
G
A13CEA12A8A7A0D0D7OE
27128
CE
A12
A8
A7
A0
D0D7OE
2764


上图中使用两片EPROM，一片为27128芯片，容量为16K，另一片为2764芯片，容量为8K，整个系统中程序存储器共24K字节。两片EPROM的片选线CE接P2.7通过一个反相器区分两个芯片，当P2.7=0时，选中27128工作，当P2.7=1时，选中2764工作。它们的地址范围是：
P2.7P2.6P2.5P2.4～P2.0P0.7～P0.0271280×00～00～011～11～127641××0～00～01××1～11～1由于无关地址可为0亦可为1，因此地址范围为：
27128的地址范围：
P2.6=00000H～3FFFH；P2.6=14000H～7FFFH2764的地址范围：
P2.6P2.5
008000H～9FFFH01
1A000H～BFFFH0C000H～DFFFH

11E000H～FFFFH
三.扩展数据存储器静态RAM的扩展常用芯片：6116(2K字节，6264(8K字节例如扩展一片6116，其控制逻辑如下：

CE片选
0
0

W写
1
0

OE读
0
1
读写
基本方案如下：+5V
P2.2A10P2.0A8

ALE

P0.7A7
7DG7Q
CE


74LS373
P0.0A0GND
1DE1Q

D7
地
8031D0

RDOE

WRW6116




本例中只有一片6116，片选线可接地。6116的地址范围为0000H～07FFH
WR、RD信号如何产生？由读写指令产生：MOVX@Ri,A
MOVX@DPTR,A;以上两条写指令产生WR低电平有效的写信号
MOVXA,@Ri
MOVXA,@DPTR;这两条读指令产生RD低电平有效的读信号
扩展较大容量的6264芯片，除地址线增为13根外无大区别


三.较大存储器空间的扩展：1.线选法
如下例，扩展二片2716，二片6116，如下图，省略了部份与地址无关的连线。
P2.5P2.4P2.3ALE
P0.7
P0.0
8031
PSEN
RD
WR
G373
CE27161#OECE27162#OECE61161#
OEWCE61162#
OEW
各芯片的地址范围：
1#27160000H～07FFH2#27160800H～0FFFH1#6116E800H～EFFFH2#6116D800H～DFFFH


2.译码法
增加一片译码器，译码产生片选信号。常用译码器有74LS139和74LS138等。
以74LS139为例，说明译码器的用法：74LS139引脚图：


1GVCC
1A2G
1B2A
1Y02B
1Y12Y0
1Y22Y1
1Y32Y2
GND2Y3
74LS139

74LS139真值表：
输入输出使能

G
1
0
0

B
×
0
0

A
×
0
1

Y0
1
0
1

Y1
1
1
0

Y2
1
1
1

Y3
1
1
1


0
0

1
1

0
1

1
1

1
1

0
1

1
0
例如使用74LS139扩展32KEPROM，32KRAM，使用4片2764，4片6264如下图：图中省略了锁存器及与片选无关的连线。

PSEN
P2.6P2.58031
RD

WR
1Y31B1Y21A1Y11G1Y0
74LS1392B
2A2Y32G2Y22Y1
2Y0
CE27641#OECE27642#OECE27643#OECE27644#OE
CE62641#
OEWCE62642#
OEWCE62643#
OEWCE62644#
OEW
图中地址线未画出，2764和6264均为8K字节，需13根地址线A0～A12。地址译码选用了P2.6和P2.5，4片6264和4片2764地址是相同的。
由于控制信号PSEN和WR、RD不会同时有效，且对EPROM

和RAM读使用不同指令MOVC和MOVX因此可以有效区分对程序存储器或对数据存储器的操作。各片的地址分配为：第一片：0000H～1FFFH第二片：2000H～3FFFH第三片：4000H～5FFFH第四片：6000H～7FFFH
比较线选法和译码法，线选法不需另加硬件，比较简单，但地址不连续。译码法
地址连续，但要增加硬件开销，可酌情选用。


本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/d8390d23482fb4daa58d4b66.html

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