微機(jī)原理好課件5章

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,第5章 存儲(chǔ)器系統(tǒng)設(shè)計(jì),5.1,MCS-51,存儲(chǔ)器系統(tǒng)配置,5.2 程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展設(shè)計(jì),5.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展設(shè)計(jì),下頁(yè),概 述,存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的主要組成部分，它使計(jì)算機(jī),具有記憶功能。能將數(shù)據(jù)和程序存入計(jì)算機(jī)，使之,脫離人的干預(yù)自動(dòng)工作。,70年代的存儲(chǔ)器大多采用磁芯存儲(chǔ)器，其速度,比,CPU,慢幾個(gè)數(shù)量級(jí)。且體積大，成本高。無(wú)論是,體積上還是成本上，都是計(jì)算機(jī)的主要組成部分。,上頁(yè),下頁(yè),回目錄,計(jì)算機(jī)工作者在存儲(chǔ)器的速度、體積、成本和,容量上做了大量工作，解決了很多矛盾，成功地研,制出今天的半導(dǎo)體存

2、儲(chǔ)器。,上頁(yè),下頁(yè),回目錄,單極性,MOS,存儲(chǔ)器分類(lèi),雙極性存儲(chǔ)器有,TTL、ECL,MOS,存儲(chǔ)器按工作特點(diǎn)、作用以及制造工藝可分為：,MOS,存儲(chǔ)器,RAM,ROM,動(dòng)態(tài),DRAM,靜態(tài),SRAM,Random Access Memory,掩膜,ROM,Read Only Memory,現(xiàn)場(chǎng)可編程,PROM,Programmable ROM,可擦可編程,EPROM,Erasable PROM,電可擦可編程,E,2,ROM,Electrically EPROM,閃速存儲(chǔ)器,Flash Memory,AT89C51/52,AT89C1051/2051,易失,非易失,程序存儲(chǔ)器,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,5

3、.1 存儲(chǔ)器系統(tǒng)配置,一、程序存儲(chǔ)器,MCS-51,最小系統(tǒng),8051/8751內(nèi)部有4,KROM/EPROM,8052/8752內(nèi)部有8,KROM/EPROM,MCS-51,最大系統(tǒng)：可尋址64,KB,單元,容量不夠時(shí)就要擴(kuò)展片外程序存儲(chǔ)器,上頁(yè),下頁(yè),回目錄,二、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,MCS-51,最小系統(tǒng),MCS-51,最大系統(tǒng)：可尋址64,KB,單元,容量不夠時(shí)就要擴(kuò)展片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,RAM（I/O）,51子系列內(nèi)部只有128,B RAM,52子系列內(nèi)部只有256,B RAM,上頁(yè),下頁(yè),回目錄,系 統(tǒng) 的 擴(kuò) 展 設(shè) 計(jì):,存儲(chǔ)器,I/O,接口,三、,MCS-51,系統(tǒng)擴(kuò)展功能,進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)

4、，單片機(jī)的引腳可構(gòu)成三總線結(jié)構(gòu),1、片外三總線結(jié)構(gòu),上頁(yè),下頁(yè),回目錄,ALE,P,3.1,P,3.2,P,3.3,P,3.4,P,3.5,P,3.6,P,3.7,P,3.0,EA,PSEN,RST,8031,8051,8751,V,cc,V,ss,P1,口,P2,口,P0,口,373,G,E,+5V,A,0,A,7,A,8,A,15,D,0,D,7,I/O,XTAL1,XTAL2,RXD,TXD,INT0,INT1,T0,T1,WR,RD,控,制,總,線,CB,數(shù)據(jù)總線,DB,地址總線,AB,上頁(yè),下頁(yè),回目錄,CPU,微處理器,RAM,I/O,ROM,CBUS,DBUS,ABUS,CBUS

5、：,控制總線,，,方向不確定,DBUS：,數(shù)據(jù)總線，雙向三態(tài),ABUS：,地址總線，單向三態(tài),利用三總線可方便的進(jìn)行系 統(tǒng) 的 擴(kuò) 展 設(shè) 計(jì):,地址總線,AB（A0A15）,寬16位 片外尋址64,KB,數(shù)據(jù)總線,DB（D0D7）,寬8位,控制總線,CB,系統(tǒng)擴(kuò)展用的控制總線有：,PSEN,EA,ALE,RESET,RD,WR,地址總線由,P0,口提供,地址低8位,。,地址總線由,P2,口提供,地址高8位,P0,口是地址/數(shù)據(jù)復(fù)用線，在地址有效時(shí)，,ALE,鎖存到片外地址鎖存器保存;,數(shù)據(jù)總線由,P0,口提供，該口為三態(tài)雙向口。,上頁(yè),下頁(yè),回目錄,P0,的驅(qū)動(dòng)能力,：,驅(qū)動(dòng)8個(gè),TTL,門(mén)

6、,P1,、P2、,P3,的驅(qū)動(dòng)能力,：,驅(qū)動(dòng)4個(gè),TTL,門(mén),2、總線驅(qū)動(dòng)能力,單向總線驅(qū)動(dòng)器,74,LS244,雙向總線驅(qū)動(dòng)器,74,LS245,當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)規(guī)模過(guò)大，超過(guò)總線的驅(qū)動(dòng)能力時(shí)，,系統(tǒng)不可能可靠工作，此時(shí)應(yīng)加總線驅(qū)動(dòng)器。,PSEN,片外取指（片外程序存儲(chǔ)器讀）信號(hào)輸出端,ALE,地址鎖存信號(hào)。,用,鎖存,P0,口的低8位地址,RD/WR,用于片外,RAM,的讀寫(xiě)控制，執(zhí)行,MOVX,時(shí)，,這兩個(gè)信號(hào)，在,P3.7/P3.6,上自動(dòng)產(chǎn)生,上頁(yè),下頁(yè),回目錄,5.2 程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展設(shè)計(jì),一、外部程序存儲(chǔ)器操作時(shí)序,PSEN,片外取指（片外程序存儲(chǔ)器讀）信號(hào)輸出端,ALE,地址鎖存信號(hào)。

7、,用,鎖存,P0,口的低8位地址,MCS-51,單片機(jī)訪問(wèn),外部,ROM，,使用的控制信號(hào)為：,操作時(shí)序的兩種情況：,不執(zhí)行,MOVX,指令時(shí),執(zhí)行,MOVX,指令時(shí),上頁(yè),下頁(yè),回目錄,ALE,PSEN,RD/WR,P2,PCH,輸出,PCH,輸出,PCH,輸出,PCH,輸出,P0,指令輸入,指令輸入,指令輸入,指令輸入,PCL,輸出,PCL,輸出,PCL,輸出,PCL,輸出,PCL,輸出有效,PCL,輸出有效,PCL,輸出有效,圖,5-1,外部程序存儲(chǔ)器操作時(shí)序（,a）,上頁(yè),下頁(yè),回目錄,（,a,）,不執(zhí)行,MOVX,指令時(shí),第一個(gè)機(jī)器周期,第二個(gè)機(jī)器周期,由圖可見(jiàn)：,P2,口用于送出,

8、PCH,信息,P0,口用于送出,PCL,信息和輸入指令,一個(gè)周期內(nèi)，,ALE,脈沖兩次有效。,一個(gè)周期內(nèi)，,PSEN,脈沖兩次有效。,上頁(yè),下頁(yè),回目錄,PSEN,低電平期間將,指令,讀入單片機(jī),ALE,將,P0,口上的低8位地址,鎖存到地址鎖存器,PCL,輸出有效,DPL,輸出有效,PCL,輸出有效,OSC,ALE,PSEN,P1,P2,P1,P2,P1,P2,P1,P2,P1,P2,P1,P2,S1,S2,S3,S4,S5,S6,機(jī)器周期,P1,P2,P1,P2,P1,P2,P1,P2,P1,P2,P1,P2,S1,S2,S3,S4,S5,S6,機(jī)器周期,P2,PCH,輸出,DPH,或,P

9、2,輸出,PCH,輸出,RD/WR,P0,指令輸入,指令輸入,PCL,輸出,地址輸出,數(shù)據(jù)輸出,PCL,輸出,數(shù)據(jù)輸入,圖,5-1,外部程序存儲(chǔ)器操作時(shí)序（,b）,上頁(yè),下頁(yè),回目錄,（,b,）,執(zhí)行,MOVX,指令時(shí),RD,WR,由圖可見(jiàn)：,訪問(wèn)片外,RAM,不用,PSEN,改用,RD/WR，,此時(shí),P0,口為數(shù)據(jù)線,讀到的指令為,MOVX,指令（單字節(jié)雙周期指令）時(shí),在,下一個(gè),ALE,到來(lái)時(shí)，通過(guò),P0,口、,P2,口送出,要訪問(wèn)的片外,RAM,的地址,在,第二個(gè)機(jī)器周期，當(dāng),RD/WR,有效時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)這一,單元的讀寫(xiě),ALECPU,通過(guò),P0,口、,P2,口送出待訪問(wèn)的地址，因,P0,

10、還要復(fù)用為數(shù)據(jù)總線，低8位地址有地址鎖存器鎖存,上頁(yè),下頁(yè),回目錄,P0,復(fù)用口,地址,/,數(shù)據(jù),數(shù)據(jù),地址,數(shù)據(jù),指令,PC,DPTR,二、常用程序存儲(chǔ)器芯片,常用的,EPROM,芯片為：,2764,27128,27256,27512,1,2,3,4,5,6,7,8,9,14,13,12,11,10,23,25,26,27,28,24,22,21,20,18,16,15,17,19,V,PP,A,12,A,7,A,6,A,5,A,4,A,3,A,2,A,1,A,0,Q,0,Q,1,Q,2,Q,3,Q,4,Q,5,Q,6,Q,7,GND,A,10,A,9,A,8,A,11,NC,V,CC,CE

11、,OE,PGM,地址輸入線,A,0,A,i,三態(tài)數(shù)據(jù)線,D,0,D,7,片選線,讀出選通線,編程脈沖輸入線,編程電源線,工作電源線,1、,EPROM,電路,2764、27128、27256、27512等,上頁(yè),下頁(yè),回目錄,地線,8K,8,16K,8,32K,8,64K,8,A,0,A,i,：,地址輸入線，,i=1215,Q,0,Q,7,：,三態(tài)數(shù)據(jù)線，,讀或編程校驗(yàn)時(shí)為數(shù)據(jù)輸出線，,編程時(shí)為數(shù)據(jù)輸入線。,維持或禁止時(shí)，呈高阻態(tài),CE：,片選線,OE：,讀出選通線,PGM：,編程脈沖輸入線,V,PP,：,編程電源線，其值因芯片型號(hào)和制造商而異,V,CC,：,電源線，接+5,V,GND:,接地線

12、,上頁(yè),下頁(yè),回目錄,常用,D,0,D,7,表示,常用,EPROM,芯片的技術(shù)指標(biāo)：,上頁(yè),下頁(yè),回目錄,型 號(hào) 2764 27128 27256 27512,容 量（,KB）8 16 32 64,引腳數(shù) 28 28 28 28,讀出時(shí)間 200 200 200 200,最大工作電流 75 100 100 100,最大維持電流 35 40 40 40,nS,mA,mA,EPROM,的操作方式有：,編程方式 ：,把程序代碼固化到,EPROM,中,編程校驗(yàn)方式：,讀出,EPROM,的內(nèi)容，校對(duì)編程操作,的正確性,讀出方式 ：,CPU,從,EPROM,中讀出指令和常數(shù),維持方式 ：,數(shù)據(jù)端呈高阻,編

13、程禁止方式：,用于多片,EPROM,并行編程,上頁(yè),下頁(yè),回目錄,EPROM,寫(xiě)入器,讀,0 0 1,V,CC,5v,D,OUT,禁止輸出 0 1 1,V,CC,5v,高阻,維 持 1,V,CC,5v,高阻,編 程 0 1 0 *,*,D,IN,編程校驗(yàn) 0 0 1 *,*,D,OUT,引腳,方式,CE,OE,PGM,V,PP,V,CC,Q,0,Q,7,編程禁止 1,*,*,高阻,表,5-2 2764,A,和27128,A,的操作方式,上頁(yè),下頁(yè),回目錄,2、常用的地址鎖存器,常用的8位地址鎖存器有：74,LS373、74LS273、8282,74,LS373,是一種輸出帶有三態(tài)門(mén)的8,D,鎖

14、存器,1D,8D,1Q,8Q,G,E,1Q,8Q,圖5-5（,a）74LS373,結(jié)構(gòu)原理圖,輸入控制端,輸出允許端,上頁(yè),下頁(yè),回目錄,E,1Q,1D,2D,2Q,3Q,3D,4D,GND,4Q,74,LS,373,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,14,16,17,18,19,15,13,12,11,20,8Q,8D,7D,7Q,6Q,6D,5D,G,5Q,V,CC,圖5-5（,b）74LS373,引腳圖,A,0,A,7,P,0,.,0,P,0,.,7,ALE,1D,8D,1Q,8Q,G,E,圖5-5（,c）74LS373,電路連接圖,上頁(yè),下頁(yè),回目錄,74,LS,373,表,5

15、-5 74,LS373,的功能表,E G,功 能,0 1 直通（,Qi,=,Di,）,0 0 保持（,Qi,保持不變）,1 輸 出 高 阻,工作原理：,輸入控制端,G,“1”輸出和輸入端數(shù)據(jù)相同,“0”（1,D8D）,數(shù)據(jù)鎖入（1,Q 8Q）,三態(tài)使能端,E,“1”三態(tài)門(mén)輸出呈高阻,三態(tài)門(mén)開(kāi)放,其輸出為鎖存器,的輸出,“0”,上頁(yè),下頁(yè),回目錄,3、常用的地址譯碼器,常用的地址譯碼器是：,3-8線譯碼器74,LS138,雙2-4線譯碼器74,LS139,74,LS138,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,14,16,15,13,12,11,A,B,C,G2A,G2B,G1,GND,Y7

16、,Y6,Y4,Y3,Y2,Y1,Y0,Y5,V,CC,8個(gè),輸出端,3個(gè),選擇輸入端,3個(gè),允許輸入端,上頁(yè),下頁(yè),回目錄,Y,0,Y,1,Y,2,Y,3,Y,4,Y,5,Y,7,Y,6,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,0,0,X,X,0,0,0,0,0,1,0,1,1,0,1,0,X,0,1,0,1,0,1,C B A,G2B,G2A,G1,1 0 0 1 1 0,1 1 1 1 1 1,0,1,1 0 0 1 1 1,1 1 1 1 1 1 1,0,輸 入,輸 出,74,LS138,譯碼器真值表,上頁(yè),下頁(yè),回目錄,禁止,允,許,74,LS139,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,14,16,15,1

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