單片機P0口的片外數(shù)據(jù)存儲器擴展設(shè)計技巧
隨著單片機運算速度和處理能力的不斷提高,其在各個領(lǐng)域得到更廣泛的應用。然而。隨著其應用領(lǐng)域的不斷擴大及集成化的不斷提高,其內(nèi)部資源已不能滿足實際需求,往往需要對其內(nèi)部資源進行擴展。經(jīng)典的擴展方法主要是通過地址總線、數(shù)據(jù)總線即P0、P2口,以及控制線ALE、*****等來進行數(shù)據(jù)或程序存儲器的擴展,最大尋址空間可達64KB,但這種方法占用端口較多,在有些情況下不能滿足需求。這里以MCS-8051系列單片機為例,介紹一種新的片外數(shù)據(jù)存儲器擴展方法,僅用單片機的P0口、P1.6及P1.7共10個端口便可實現(xiàn)256 KB數(shù)據(jù)存儲器的擴展。
3.2 數(shù)據(jù)存儲器擴展的軟件實例分析
分析對數(shù)據(jù)存儲器擴展軟件設(shè)計可知,單片機通過P1口讀、寫片外數(shù)據(jù)存儲單元時,軟件設(shè)計具有重要作用。下面通過一實例介紹單片機訪問片外數(shù)據(jù)存儲單元的過程。
以下程序段首先是將片外存儲器000000H單元中的內(nèi)容讀到片內(nèi)存儲器30H單元中,然后再將片內(nèi)存儲器30H單元中的內(nèi)容寫到片外存儲器 077FFFH單元中。在程序中,首先將片內(nèi)存儲單元20H、21H和22H定義為地址信息存儲單元,20H是高8位地址信息存儲單元,僅低3位有效;21H是中8位地址信息存儲單元,低7位有效;22H是低8位地址信息存儲單元,8位全有效。所以,其尋址空間為000000H~007FFFH、 010000H~017FFFH、020000H~027FFFH、030000H~037FFFH、040000H~047FFFH、 050000H~057FFFH、060OOOH~067FFFH和070000H~077FFFH,共256 KB。MOVR和MOVW分別讀、寫子程序。
從程序中分析可知,能夠僅用P0口及其他幾個很少的控制端口便可實現(xiàn)片外大容量數(shù)據(jù)存儲器的擴展,主要是因為PO口具備地址線、數(shù)據(jù)線及片選擇控制線的功能,而這一功能是通過軟件方式實現(xiàn)的,即分時傳送地址信息,數(shù)據(jù)信息和控制信息。從MOVR和MOVW 2個子程序可以看出數(shù)據(jù)的具體傳送過程。此外,在編程過程中,每次讀、寫外部存儲器內(nèi)容時,只要將地址信息寫到DPHH、DPTRH和DPTRL3個單元中,然后調(diào)用子程序MOVR和MOVW便可實現(xiàn)對片外數(shù)據(jù)存儲器的讀、寫操作。
4 結(jié)論
介紹MCS-8051單片機片外256 KB數(shù)據(jù)存儲器的擴展方法,其特點主要是擴展的存儲空間大,占用的端口少,數(shù)據(jù)傳送采用并行傳送方式。在外圍設(shè)備較多的情況下,有限的端口無法滿足要求,或是存儲空間難以滿足要求時,完全可采用該擴展方法。此外,如果將單片機與數(shù)據(jù)存儲器件的硬件連接部分稍作改動,便可直接訪問片外256 KB,2種訪問方式可完全獨立。如果256 KB的存儲空間還不能滿足實際需求,不妨將高位地址存儲單元的8位全部進行譯碼??傻玫?56個片選擇控制端口,那么原來的8片數(shù)據(jù)存儲器便可增加到 256片。這樣,片外存儲空間就可以達到8 MB。完全滿足需求。而且,按此原理,還可以將原來的3個地址存儲單元改為4個地址存儲單元或更多,以增加其存儲空間。但這樣其讀、寫周期也將更長。因此需根據(jù)實際情況,綜合考慮,最終使單片機的硬件與軟件達到最優(yōu)化。
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