51單片機(jī)程序存儲器擴(kuò)展

存儲器是單片機(jī)系統(tǒng)中使用最多的外擴(kuò)芯片，對80C51系列單片機(jī)而言，由于程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器的空間在物理空間上的各自獨(dú)立性，使得兩者的擴(kuò)展方法略有不同。在本節(jié)中，介紹目前常用的EPROM（Electrically Programmable Read-Only Memory）、EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等存儲器的擴(kuò)展方法。

程序存儲器用來存放編制好的始終保留的固定程序和表格常數(shù)。程序存儲器以程序計(jì)數(shù)器PC作為地址指針，通過16位地址總線，可尋址的地址空間為64KB。

在 80C51/87C51/89C51片內(nèi)，分別內(nèi)置最低地址空間的4KB ROM/EPROM程序存儲器（內(nèi)部程序存儲器），而在8031片內(nèi)，則沒有內(nèi)部程序存儲器，必須外部擴(kuò)展EPROM。80C51系列單片機(jī)中64KB 內(nèi)、外程序存儲器的地址是統(tǒng)一編排的。8031單片機(jī)沒有內(nèi)部程序存儲器，地址從0000H～FFFFH都是外部程序存儲空間。
應(yīng)始終接地，對于內(nèi)部有ROM的單片機(jī)（5l、52系列），該引腳接高電平，使程序從內(nèi)部ROM開始執(zhí)行。當(dāng)PC值超出內(nèi)部ROM的容量時(shí)，會自動(dòng)轉(zhuǎn)向外部程序存儲器空間。外部程序存儲器地址空間為1000H～FFFFH，訪問程序存儲器使用MOVC指令。

目前典型的EPROM芯片為27系列產(chǎn)品：

型號 容量 型號 容量

27C16 2K×8位 27C128 16K×8位

27C32 4K×8位 27C256 32K×8位

27C64 8K×8位 27C512 64K×8位

.2.2 EPROM程序存儲器擴(kuò)展實(shí)例

圖8-1為擴(kuò)展8KB×8的程序存儲器27C64與單片機(jī)的連接電路。該電路也稱為8031的最小系統(tǒng)。要通過對這個(gè)系統(tǒng)的分析，掌握存儲器擴(kuò)展電路的連接與單片機(jī)外部程序存儲器操作時(shí)序的關(guān)系，即單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線D0～D7、地址總線A0～A15和控制信號
、
、ALE與外擴(kuò)EPROM、74LS373的信號連接關(guān)系以及74LS373在電路中的作用。

圖中74LS373是帶三態(tài)輸出的8D鎖存器，三態(tài)控制接地。G端與8031的ALE連接，每當(dāng)ALE下跳變時(shí)，74LS373鎖存低8位地址信號，并輸出供系統(tǒng)使用。

27C64是8KB×8位EPROM器件，有13根地址線A0～A12輸入，它能區(qū)分13位二進(jìn)制地址信息。這13根地址線分別與8031的P2口和 P2.0～P2.4連接，當(dāng)8031系統(tǒng)發(fā)出 13位地址信息時(shí)，分別選中27C64片內(nèi)8KB存儲器中的各單元。

數(shù)據(jù)線的連接：存儲器的8位數(shù)據(jù)線D0～D7接P0口（P0.0～P0.7）。單片機(jī)規(guī)定指令碼和數(shù)據(jù)都由P0口讀入，數(shù)位對應(yīng)相連即可。

27C64的引腳為片選信號輸入端，低電平有效，表示選中該27C64芯片。該片選信號決定了27C64這塊芯片的8KB存儲器在整個(gè)8031擴(kuò)展程序存儲器64KB空間中的位置。該系統(tǒng)中只有一片27C64，現(xiàn)將
接地，表示常有效。根據(jù)上述電路接法，27C64占有的擴(kuò)展程序存儲器空間為0000H～1FFFH地址空間。

控制線的連接：

（外部程序存儲器取指信號）接（存儲器讀信號）。

ALE地址鎖存允許信號，通常接至地址鎖存器鎖存信號。

（單片機(jī)內(nèi)/外程序存儲器選擇信號）當(dāng)采用8031、8032時(shí)，而應(yīng)接地。

此外，27C64的和Vpp端及端可組合成27C64的各種工作方式（讀、待機(jī)、寫即編程、校對等），圖中的方式處于讀和待機(jī)兩種狀態(tài)。當(dāng)選通信號為低電平，選通27C64，即讀27C64中的程序或常數(shù)，當(dāng)選通信號為高電平，即無效，則27C64處于低功耗待機(jī)狀態(tài)。

<>擴(kuò)展實(shí)例

電改寫EEPROM芯片既可像RAM一樣修改其存儲單元中的內(nèi)容，又可像ROM一樣在斷電后保持存儲單元中程序與數(shù)據(jù)內(nèi)容不變，因而電改寫EEPROM在各種場合得到廣泛應(yīng)用。下面以Intel公司生產(chǎn)的EEPROM2864A芯片為例介紹電改寫EEPROM。

2864A是電擦除可編程的只讀存儲器芯片。單一+5V供電，最大工作電流為160mA，維 持電流為60mA。讀出時(shí)間最大為250ns，寫入時(shí)間約為16ms，由此可見2864A的讀寫速度是較慢的。由于片內(nèi)設(shè)有編程所需高壓脈沖電路，因而無 需外加編程電壓與寫入脈沖即可工作。2864A的容量為8K×8位，因此該芯片有8根數(shù)據(jù)線與13根地址線。

2864A的讀操作與普通EPROM的讀出相同，所不同的是可以在線進(jìn)行字節(jié)的寫入。2864A在寫一個(gè)字節(jié)的指令或數(shù)據(jù)之前，自動(dòng)將要寫入單元進(jìn)行擦除，因而無需專門的擦除操作?？梢娛褂?864A就如同使用RAM一樣方便。

當(dāng)向2864A發(fā)出字節(jié)寫命令后，2864A便鎖存地址、數(shù)據(jù)及控制信號，從而啟動(dòng)一次寫操作。2864A的寫入時(shí)間約為16m左右，在此期間，2864A的信號處于低電平0狀態(tài)，表示目前正在進(jìn)行寫入數(shù)據(jù)的操作。其數(shù)據(jù)線處于高阻狀態(tài)與總線斷開，禁止CPU在此期間寫入新的數(shù)據(jù)，但允許CPU執(zhí)行其它操作。一旦一次字節(jié)寫入操作完畢，2864A便將信號升為高電平1，用此信號通知CPU可以寫入新的數(shù)據(jù)。此時(shí)，CPU可對2864A進(jìn)行新字節(jié)的讀寫操作。

（1）數(shù)據(jù)線的連接

8031的P0.0~P0.7與2864A的IO0~IO7直接連接。

（2）地址線的連接

8031的P0.0~P0.7經(jīng)過74LS373鎖存器與2864A地址線的低8位A0~A7連接。8031的P2.0~P2.4與2864A地址線的高5位A8~A12直接連接。

（3）控制線的連接

2864A的片選信號與8031的P2.7連接，讀信號由8031的、相與后產(chǎn)生，如圖8-2所示。這種連接可使2864A既作為程序存儲器使用，又作為數(shù)據(jù)存儲器使用。8264A的忙閑信號與8031的P1.0連接，用于判斷是否開始新字節(jié)的寫入操作。若將信號線與8031的中斷線INT1連接，則可通過中斷方式查詢2864A的忙閑狀態(tài)，有關(guān)中斷的知識在第7章中介紹。