第5章 存储器扩展技术

机械工业出版社曹克澄主编《单片机原理及应用》电子课件 PPT

第5章 存储器扩展技术本章重点： 本章重点： 了解存储器的种类； 了解存储器的种类； 掌握地址重叠的概念、扩展存储器地址分配、地址线、 掌握地址重叠的概念、扩展存储器地址分配、地址线、控制 信号(ALE、RD、WR、PSEN、EA等 的连接； 信号(ALE、RD、WR、PSEN、EA等)的连接； 能设计存储器扩展电路图，根据电路图分析地址。 能设计存储器扩展电路图，根据电路图分析地址。 5.1 半导体存储器的分类 5.2 单片机最小应用系统 5.3 单片机程序存储器扩展 5.4 单片机数据存储器扩展 5.5 存储器综合扩展 本章小结

机械工业出版社曹克澄主编《单片机原理及应用》电子课件 PPT

5.1

半导体存储器的分类随机存取存储器 并行

半导体存储器 存 储 器 电耦合存储器 磁心存储器

只读存储器 串行存储器

机械工业出版社曹克澄主编《单片机原理及应用》电子课件 PPT

5.1.1

随机存取的存储器

随机存取存储器( Memory),简称RAM ),简称RAM, 随机存取存储器(Random Access Memory),简称RAM, 在单片机系统中用于存放可随时修改的数据 ，因此在单片 机领域中也常称之为数据存储器。 机领域中也常称之为数据存储器。 RAM又可分为静态RAM( Memory, RAM又可分为静态RAM(Static Random Access Memory, 又可分为静态RAM 简称SRAM)和动态RAM( Memory, 简称SRAM)和动态RAM(Dynamic Random Access Memory, SRAM RAM 简称DRAM)两种， RAM既可以进行写操作， 简称DRAM)两种，对RAM既可以进行写操作，又可以进行读 DRAM 既可以进行写操作 操作。 操作。 RAM是易失性存储器，掉电后所存储的信息立即消失。 RAM是易失性存储器，掉电后所存储的信息立即消失。 是易失性存储器

机械工业出版社曹克澄主编《单片机原理及应用》电子课件 PPT

5.1.2 只读存储器 只读存储器( Memory),简称ROM ),简称ROM, 只读存储器(Read Only Memory),简称ROM,在单片机系统 中用于存放程序、常数和表格常数等， 中用于存放程序、常数和表格常数等，因此在单片机领域中也 为程序存储器。 为程序存储器。 只读存储器中的信息一旦写入之后就不能随意更改， 只读存储器中的信息一旦写入之后就不能随意更改，特别是 不能在程序运行过程中随意写入新的内容， 不能在程序运行过程中随意写入新的内容，而只能读取存储单 元内容，故称只读存储器。 元内容，故称只读存储器。 只读存储器分为五种：掩膜ROM 简称ROM ROM, ROM; 只读存储器分为五种：掩膜ROM,简称ROM;可编程只读存储 简称PROM 紫外线擦除可改写只读存储器，简称EPROM EPROM; 器，简称PROM ;紫外线擦除可改写只读存储器，简称EPROM; 电擦除可改写只读存储器，简称EEPROM 也写成E PROM); EEPROM( );闪 电擦除可改写只读存储器，简称EEPROM(也写成E2PROM);闪 速存储器，简称Flash ROM。

速存储器，简称Flash ROM。

机械工业出版社曹克澄主编《单片机原理及应用》电子课件 PPT

5.1.3 串行存储器 (1)串行存储器 串行存储器是一种CMOS CMOS工艺制成的电擦除可编程只读存储 串行存储器是一种CMOS工艺制成的电擦除可编程只读存储 器。 近年来，基于I 总线的各种串行E2PROM的应用日渐增多。 E2PROM的应用日渐增多 近年来，基于I2C总线的各种串行E2PROM的应用日渐增多。 二线制的24CXX系列产品，主要有24C02 24C04、24C08、 24CXX系列产品 24C02、 二线制的24CXX系列产品，主要有24C02、24C04、24C08、 24C16、24C32,容量分别对应于256/512/1K/2K/4K×8位； 24C16、24C32,容量分别对应于256/512/1K/2K/4K× 256/512/1K/2K/4K 三线制的93CXX系列产品，主要有93C06 93C46、93C56、 93CXX系列产品 93C06、 三线制的93CXX系列产品，主要有93C06、93C46、93C56、 93C66,容量分别对应于64/128/256/512 64/128/256/512× 93C66,容量分别对应于64/128/256/512×8位。 串行存储器具有一般并行E PROM的特点 的特点， 串行存储器具有一般并行E2PROM的特点，但以串行的方式访 价格低廉。 问，价格低廉。

机械工业出版社曹克澄主编《单片机原理及应用》电子课件 PPT

(2)24C02串行E2PROM 24C02串行E 串行 SCL:串行时钟端。 SCL:串行时钟端。 SDA:串行数据/地址的输入/ SDA:串行数据/地址的输入/ 输出端。 输出端。 WP:写保护。 WP:写保护。 A0、A1、A2: A0、A1、A2:片选或页面选 择地址输入。 择地址输入。 Vcc:电源电压接+5V。 Vcc:电源电压接+5V。 Vss:接地端。 Vss:接地端。

24C02引脚图 引脚图

24C02与8051的连接图 与 的连接图

机械工业出版社曹克澄主编《单片机原理及应用》电子课件 PPT

(3)93C46串行E2PROM 93C46串行E 串行 CS:片选输入信号高电平有效； CS:片选输入信号高电平有效； 串行数据时钟输入， CLK :串行数据时钟输入，作 CPU与串行EEPROM之间通信的同 与串行EEPROM 为CPU与串行EEPROM之间通信的同 步信号。 步信号。 DI:数据输入； DI:数据输入； DO:数据输出； DO:数据输出； NC:编程允许，高电平有效； NC:编程允许，高电平有效； ORG:组织结构选择输入，为1 ORG:组织结构选择输入， 16位为 个单元， 位为1 位为1 时16位为1个单元，为0时8位为1 个单元。 个单元。

93C46引脚图 93C46引脚图

93C46与8051连接图 93C46与8051连接图

机械工业出版社曹克澄主编《单片机原理及应用》电子课件 PPT

5.2 单片机最小应用系统 单片机最小应用系统是在简单的应用场合， 单片机最小应用系统是在简单的应用场合，以最简便的电 路就可以满足其要求， 路就可以满足其要求，它只需要一片单片机芯片再配上时钟 电路和复位电路即可构成。 电路和复位电路即可构成。 结构简单，价格便宜，使用非常方便。 结构简单，价格便宜，使用非常方便。

机械工业出版社曹克澄主编《单片机原理及应用》电子课件 PPT

8051/8751最小应用系统 5.2.1 8051/8751最小应用系统

8051/8751片内驻留4KB的掩膜 片内驻留4KB的掩膜ROM /EPROM, 8051/8751片内驻留4KB的掩膜ROM /EPROM,在构成最小应用 系统时，只要加上复位电路、时钟电路、EA引脚接高电平 引脚接高电平， 系统时，只要加上复位电路、时钟电路、EA引脚接高电平， 即可通电工作。(程序及原始数据占用程序存储器空间少) 。(程序及原始数据占用程序存储器空间少 即可通电工作。(程序及原始数据占用程序存储器空间少)

机械工业出版社曹克澄主编《单片机原理及应用》电子课件 PPT

8031最小应用系统 5.2.2 8031最小应用系统 8031片内无驻留ROM,所以必须扩展程序存储器，常选用EPROM 片内无驻留ROM 8031片内无驻留ROM,所以必须扩展程序存储器，常选用EPROM 芯片。在扩展程序存储器时，还必须接上地址锁存器。EA接地 接地。 芯片。在扩展程序存储器时，还必须接上地址锁存器。EA接地。

机械工业出版社曹克澄主编《单片机原理及应用》电子课件 PPT

5.3 单片机程序存储器扩展5.3.1 单片机扩展系统结构 MCS-51单片机扩展系统包括ROM、RAM和I/O接口电路等 单片机扩展系统包括ROM 接口电路等， MCS-51单片机扩展系统包括ROM、RAM和I/O接口电路等，通 过总线把各扩展部件与单片机连接起来，如图所示。 过总线把各扩展部件与单片机连接起来，如图所示。

机械工业出版社曹克澄主编《单片机原理及应用》电子课件 PPT

5.3.2 系统总线及总线构造 1.系统总线：分地址总线、数据总线、控制总线三组。 系统总线：分地址总线、数据总线、控制总线三组。 地址总线(Address Bus,简写AB) 输出地址信号， AB): (1)地址总线(Address Bus,简写AB):输出地址信号，以 选择存储单元和I/O端口。 I/O端口 选择存储单元和I/O端口。地址总线的数目决定着可直接访问 的存储单元的数目。 的存储单元的数目。 地址位数 首单元地址 末单元地址 寻址单元个数 1 0 1 2 2 00 11 22 3 000 111 23 4 0000 1111 24 … … … … 16 00…00 00 00 11…11 11 11 216

机械工业出版社曹克澄主编《单片机原理及应用》电子课件 PPT

DB): 位双向， (2)数据总线(Data Bus,简写DB):8位双向，用于在单片 数据总线(Data Bus,简写DB) 机与存储器、I/O端口之间相互传递数据 端口之间相互传递数据。 机与存储器、I/O端口之间相互传递数据。 CB): (3)控制总线(Control Bus,简写CB):是一组控制信号线， 控制总线(Control Bus,简写CB) 是一组控制信号线， 对于任意某一根是单向的，可以输入到单片机， 对于任意某一根是单向的，可以输入到单片机，也从单片机 输出，因此也称为准双向总线。 输出，因此也称为准双向总线。 2.总线构造 (1)P0口：分时作低8位地址线(A7~A0)/数据线。 P0口 分时作低8位地址线(A7~A0) 数据线。 (2)P2口：作高8位地址线(A15~A8)。有时只用部分构 P2口 作高8位地址线(A15~A8)。有时只用部分

构 )。 成部分地址线和片选信号。 成部分地址线和片选信号。

机械工业出版社曹克澄主编《单片机原理及应用》电子课件 PPT

(3)控制信号 ALE:地址锁存的选通信号，输出，高电平有效; ALE:地址锁存的选通信号，输出，高电平有效; PSEN:程序存储器的读选通信号，输出，低电平有效； PSEN:程序存储器的读选通信号，输出，低电平有效； EA:片外程序存储器的选择信号，输入，低电平有效； EA:片外程序存储器的选择信号，输入，低电平有效； RD:扩展数据存储器和I/O端口的读选通信号，输出， RD:扩展数据存储器和I/O端口的读选通信号，输出，低电 I/O端口的读选通信号 平有效； 平有效； WR:扩展数据存储器和I/O端口的写选通信号，输出， WR:扩展数据存储器和I/O端口的写选通信号，输出，低电 I/O端口的写选通信号 平有效。 平有效。

机械工业出版社曹克澄主编《单片机原理及应用》电子课件 PPT

5.3.3 译码器与片选方法 产生片选信号有两种方法：线选法和译码法。 产生片选信号有两种方法：线选法和译码法。 线选法： 线选法：线选法是将剩余的高位地址线中的一位地址线直 或经过反相器)加到存储器芯片的片选端的方法。 接(或经过反相器)加到存储器芯片的片选端的方法。 译码法：又分部分译码法和全译码法 部分译码法和全译码法。 译码法：又分部分译码法和全译码法。部分译码法是将余 下的高位地址线部分经译码器后作为存储器芯片的片选信号 线；全译码法是将余下的高位地址线全部进行译码产生存储 器的片选信号。 器的片选信号。 线选法和部分部分译码法会产生地址空间重叠现象。 线选法和部分部分译码法会产生地址空间重叠现象。 全译码法可以消除地址空间重叠现象。 全译码法可以消除地址空间重叠现象。 空间地址重叠现象就是指多个地址映射一个单元的现象。 空间地址重叠现象就是指多个地址映射一个单元的现象。

机械工业出版社曹克澄主编《单片机原理及应用》电子课件 PPT

在译码电路中常用的译码器芯片有74LS139( 在译码电路中常用的译码器芯片有74LS139(双2-4译码器) 74LS139 译码器) 74LS138( 译码器) 和74LS138(3-8译码器)等。 74LS139译码器真值表 74LS139译码器真值表 74LS139译码器 (1)74LS139译码器 输入端 使能 选择 G 1 0 0 0 0 B × 0 0 1 1 A × 0 1 0 1 输出端 Y0 Y1 Y2 Y3 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0

74LS139译码器引脚图 74LS139译码器引脚图

机械工业出版社曹克澄主编《单片机原理及应用》电子课件 PPT

(2)74LS138译码器 74LS138译码器输入端 C 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1

74LS138译码器真值表 74LS138译码器真值表输出端 A 0 1 0 1 0 1 0 1 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 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 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0

74LS138译码器引脚图 74LS138译码器引脚图

上

述必须保证使能E3、E2、E1分别为1 上述必须保证使能E3、E2、E1分别为1、 E3 分别为 若为其他组合，输出均为1 0、0,若为其他组合，输出均为1。

机械工业出版社曹克澄主编《单片机原理及应用》电子课件 PPT

常用的EPROM 5.3.4 常用的EPROM 常用的芯片有27系列的2716(2K 8bit)、2732(4K×8bit)、 27系列的2716(2K× 常用的芯片有27系列的2716(2K×8bit)、2732(4K×8bit)、 2764(8K×8bit)、27128(16K×8bit)、27256(32K×8bit), 2764(8K×8bit)、27128(16K×8bit)、27256(32K×8bit),27 为系列号，后面的数字表示芯片的位容量(Kb),括号内2K 2K、 为系列号，后面的数字表示芯片的位容量(Kb),括号内2K、 4K等代表有多少个存储单元 可得出地址线数；8bit代表 等代表有多少个存储单元， 代表8 4K等代表有多少个存储单元，可得出地址线数；8bit代表8根 数据线。 数据线。

机械工业出版社曹克澄主编《单片机原理及应用》电子课件 PPT

引脚说明： 引脚说明： A0~A11:地址线(2732地址线为12位 地址线为12 4K); A0~A11:地址线(2732地址线为12位，212=4K); O0~O7:数据线(8bit); O0~O7:数据线(8bit); OE/Vpp:非编程时作OE使用，为数据允许输出端， OE使用 OE/Vpp:非编程时作OE使用，为数据允许输出端，低电 平有效；编程时作Vpp使用，为编程电源输入端， 平有效；编程时作Vpp使用，为编程电源输入端，接+25V。 Vpp使用 25V。 CE/ 非编程时作CE使用，为片选信号输入端， CE使用 CE/PGM :非编程时作CE使用，为片选信号输入端，低 电平有效；编程时作PGM使用，为编程脉冲输入端， PGM使用 电平有效；编程时作PGM使用，为编程脉冲输入端，输入正 脉冲； 脉冲； Vcc:电源(+5V); Vcc:电源(+5V); GND:接地端； GND:接地端；

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/u1vq.html