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AT89S51单片机片内存储器和I/O资源还不能满足需要,需外扩存储器芯片和I/O接口芯片,即单片机的系统扩展。
系统扩展分为并行扩展和串行扩展,本章介绍应用系统的并行扩展,第12章介绍串行扩展。
首先介绍AT89S51片外两个存储器空间地址分配,然后介绍如何扩展外部数据存储器和外部程序存储器以及扩展I/O接口芯片具体设计。
由图9-1可看出,系统并行扩展主要包括数据存储器扩展、程序存储器扩展和I/O接口扩展。AT89S51采用程序存储器空间和数据存储器空间然分开的哈佛结构,因此形成两个并行外部存储器空间。在AT89S51系统中,I/O接口与数据存储器采用统一编址方式,即接口芯片的每一端口寄存器就相当于一个RAM存储单元。
由于单片机采用并行总线结构,各扩展部件只要符合总线规范,就可方便地接入系统。并行扩展是通过总线把AT89S51单片机与各扩展部件连接起来。因此,要进行并行扩展首先要构造系统总线。
系统总线按功能通常分为3组,见图9-1。
(1)地址总线(Address Bus,AB): 传送单片机单向发出的地址信号,以便进行存储单元和I/O接口芯片中的寄存器单元选择。
(2)数据总线(Data Bus,DB):用于单片机与外部存储器之间或与I/O接口之间双向传送数据。
(3)控制总线(Control Bus,CB):是单片机发出的各种控制信号线。
下面介绍如何构造系统的三总线。
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