第5章 单片机存储器扩展
5.2.2 程序存储器的扩展
程序存储器的特点是掉电后数据不丢失，常用来存放程 序和一些原始数据。按其制作原理可分为: (1) 掩膜ROM；(2) 可编程ROM(PROM)；(3) 可擦除ROM(EPROM或E2 PROM)。 程序存储器扩展时要用到控制线 PSEN ，通常是直接连 接到扩展存储器芯片的 OE 端。 下面用线选法和译码法分别介绍单片机程序存储器的扩 展方法。
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存储器芯片的选择有两种方法: 线选法和译码法。
1. 线选法
所谓线选法, 就是直接以系统的地址线作为存储器芯片的 片选信号, 为此只需把用到的地址线与存储器芯片的片选端直 接相连即可。
2. 译码法
所谓译码法就是使用地址译码器（例如3-8译码器）对系 统的片外地址进行译码，以其译码输出作为存储器芯片的片选 信号。
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（4）从8031的P0.0～P0.7端口输出的低8位地址，先送到 74LS373(地址琐存器)，然后P0.0～P0.7端口再用来输出数据， 接到2764的D0～D7端口，高5位地址由P2.0～P2.4端口输出。 （5）图4-8中有地址重叠现象，只要保证P2.5引脚为低电 平，即可选中2764，故地址范围可以是0000H～1FFFH、或 者4000H～5FFFH、或者8000H～9FFFH、或者C000H～ DFFFH。 一般以0000H～1FFFH为基本地址范围。
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图5-3 74LS373的结构示意图
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（2） E2 PROM 2764
E PROM 2764双列直插式28引脚的标准芯片, 容量为 8K×8位, 其管脚如下图所示。
2
图5-4 2764的管脚图
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（3）3—8译码器74LS138
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5.1 存储器扩展基础知识 5.2 存储器的扩展 思考题
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5.1 存储器扩展基础知识
5.1.1 最小应用系统 5.1.2 系统扩展的内容与方法 5.1.3 常用的扩展器件简介
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5.1.1 最小应用系统
单片机系统的扩展是以基本的最小系统为基础的, 故应首先熟悉最小应用系统的结构。实际上, 内部带有 程序存储器的8051或8751单片机本身就是一个最简单的 最小应用系统，许多实际应用系统就是用这种成本低和 体积小的单片结构实现了高性能的控制。对于目前国内 较多采用的内部无程序存储器的芯片8031来说，则要用 外接程序存储器的方法才能构成一个最小应用系统。
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5.2.3 数据存储器的扩展
数据存储器RAM即随机存取存储器(Random Access Memory)，用于存放可随时修改的数据信息。它与ROM不 同，对RAM可以进行读、写两种操作。RAM为易失性存储 器，断电后所存信息立即消失。按其工作方式，RAM又分 为静态(SRAM)和动态(DRAM)两种。 数据存储器的扩展与程序存储器的扩展相类似，不同 之处主要在于控制信号的接法不一样，不用 PSEN信号，而 用 RD 和 WR 信号，且直接与数据存储器的 OE 端和WE端 相连即可。
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5.2.4 同时扩展ROM和RAM
P2.5 P2.4－P2.0 ALE P0.7－P0.0 8031 74LS373
A0～A12 6264 CE
A0～A12 2764
3-8译码器74LS138为一种常用的地址译码器芯片， 其管脚图如图5-7所示。
图5-7 74LS138管脚图
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表5-1 74LS138的译码关系
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（4）总线驱动器74LS244、74LS245
总线驱动器74LS244和74LS245经常用作三态数据缓冲 器，74LS244为单向三态数据缓冲器，而74LS245为双向三态 数据缓冲器。单向的内部有8个三态驱动器，分成两组，分别 由控制端 1G和2G 2G 控制； 双向的有16个三态驱动器，每个 方向8个。在控制端 G 有效时( G 为低电平)，由DIR端控制 驱动方向：DIR为“1”时方向从左到右(输出允许)，DIR为“0” 时方向从右到左(输入允许)。74LS244和74LS245的引脚图如 图5-5所示。
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控制总线：扩展系统时常用的控制信号为，
ALE —— 地址锁存信号，用以实现对低8位地址的锁存。
PSEN —— 片外程序存储器ROM选通信号。 RD —— 片外数据存储器RAM读信号。
WR — 片外数据存储器RAM写信号。
图5-2为单片机扩展成3总线结构的示意图。这样一来, 扩 展芯片与主机的连接方法同一般3总线结构的微型计算机就完 全一样了。 对于MCS-51系列单片机而言，Intel 公司专门为 它们配套生产了一些专用外围芯片, 使用起来就更加方便。
Vcc
+5V
CE WE A12 2186 (8KB) RAM
~
5 8 8
~
A8 A7
~ 图5-12 8031和2186的连接
~
A0 D7 D0 Vss OE
~
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说明：
（1）2186是RAM，在片内集成了地址琐存器，容量为 8KB。因此，需要13根地址线与之相连，分别来自8031的P0 口和P2.0～P2.4。 （2）8031的ALE、P2.7、RESET三个引脚通过或门共同 来选通2186（CE引脚）。当三者的“或值”为低电平时，即 选通了2186芯片。 （3）由于2186片内集成了地址琐存器，故在该扩展系统 中不需要74LS373，低8位地址在ALE的下降沿时通过2186的 地址线A0～A7送到它的片内地址琐存器当中，然后低8位地 址线再用来传送数据，接到2186的D0～D7端口。
5.1.3 常用的扩展器件简介
（1） 8D锁存器74LS373
74LS373是一种带输出三态门的8D锁存器， 其结构示意 图如图5-3所示。其中： 1D～8D为8个输入端； 1Q～8Q为8个输出端。 G为数据打入端：当G为“1”时， 锁存器输出状态(1Q～ 8Q)同输入状态(1D～8D)；当G由“1”变“0”时，数据打入锁 存器中。
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图5-2 单片机的3总线结构形式
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2. 系统扩展的内容
（1）外部 ROM 的扩展; （2）外部 RAM 的扩展; （3）输入/输出接口的扩展; （4）管理功能器件的扩展(如定时/计数器、 键盘/显示器、 中断优先编码 单片机存储器扩展
图5-5 总线驱动器芯片管脚图 (a) 单向驱动器74LS244; (b) 双向驱动器74LS245
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图5-6 总线驱动器的连接图 (a) P2口外接74LS244; (b) P0口外接74LS245
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5.2 存储器的扩展
5.2.1 存储器扩展概述 5.2.2 程序存储器的扩展 5.2.3 数据存储器的扩展 5.2.4 同时扩展ROM和RAM
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2）8031和2817的连接
+5V P1.0 WR RD PSEN P2.7 8031 P2.2 P2.1 P2.0 ALE P0.7 EA P0.0
RDY/BUSY
+5V WE OE CE A10 2817 A9 (2KB) A8 E 2PROM Vcc
74LS373
8031片内无ROM, 必须在片外扩展 ROM, 于是EA必 须接低电平
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1）8031和2764的连接
P2.0 A8
线选法
CE
～
74LS373
～
P2.7 ALE P0.0 8031
A12 EPROM 2764 （8KB）
A0
～
A7 D0
～
～
P0.7
EA Vss
D7 OE
PESN
图5-8 8031扩展一片2764（线选法）
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A7
～
～
8 8
A0 I/O7 I/O0 ～
GND
图5-11 8031和2817的连接
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说明：
（1）2817是E2PROM，存储容量为2KB，图5-2中采用的 是线选法译码方式（即P2.7直接与2817的CE端相连），只要 P2.7为低电平，就可以选中2817的2KB存储空间。 （2）基本地址范围是 0000H～07FFH，只要保持P2.7为0， P0.0～P0.7以及P2.0～P2.2可以从00000000000～11111111111， P2.3～P2.6可以从0000～1111，因此地址范围总共有16组。 （3）P1.0口接2817的RDY/BUSY，是用来查询2817的写 入操作是否完成。
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译码法又分为完全译码和部分译码两种： (1) 完全译码 地址译码器使用了全部地址线，地址与存储单元一一对 应，也就是1个存储单元只占用1个唯一的地址。 (2) 部分译码 地址译码器仅使用了部分地址线，地址与存储单元不是 一一对应，而是1个存储单元占用了几个地址。1根地址线不 接，一个单元占用2(21)个地址；2根地址线不接，一个单元 占用4(22)个地址；3根地址线不接，则占用8(23)个地址，依 此类推。
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5.2.1 存储器扩展概述
MCS-51系列单片机具有64 KB的程序存储器空间，其 中8051、8751型单片机含有4 KB 的片内程序存储器, 而8031 型单片机则无片内程序存储器。当采用8051、8751型单片机 而程序超过4 KB，或采用8031型单片机时，就需要进行程序 存储器的扩展。 存储器扩展的核心问题是存储器的编址问题。所谓编址 就是给存储单元分配地址。