系統(tǒng)擴展之單片機RAM擴展

8051單片機程數(shù)據(jù)存儲器的擴展。

51數(shù)據(jù)存儲器的擴展

A0-A12為地址線，總共13條，則該存儲器的物理存儲空間有2的13次方，即8K。

D0-D7為數(shù)據(jù)總線，共8條，即該存儲器的每個存儲單元有8位數(shù)據(jù)，即通常所說的字節(jié)為8，又叫一個字節(jié) 。

CS為片選信號，當(dāng)該信號為0時，存儲器才能正常讀寫，當(dāng)CS為1時，存儲器的輸出端D0-D7和地址總線A0-A12都為高阻狀態(tài)，即相當(dāng)于存儲器芯片沒有接入電路，片選信號常用與電路中有多片同類芯片時選擇哪一個芯片有效，即哪一片芯片被接入電路中，在本例中，由于只有一片程序存儲器，沒有選擇的必要，所以可把片選端接地，使其永遠(yuǎn)有效。

RD為數(shù)據(jù)存儲器輸出運行端，即通常所說的存儲器讀信號，應(yīng)該信號有效即RD=1而且無效時，由地址決定的數(shù)據(jù)存儲器的某一個單元中的數(shù)據(jù)輸出到總線上，存儲器與數(shù)據(jù)總線斷開。

WR為數(shù)據(jù)存儲器輸入允許端，即通常所說的存儲器寫信號無效時，數(shù)據(jù)總線輸入由地址線決定的數(shù)據(jù)存儲器的某一個單元中當(dāng)該信號為1且RD信號也為1時，存儲器與數(shù)據(jù)總線斷開。

VCC為存儲器的電源輸入端，Vss為存儲器的電源接地輸入端。

G為地址鎖存器74373的鎖存信號輸入端，當(dāng)該信號為0時，74373的輸出端與輸入端斷開，輸出端保持上次輸入的數(shù)據(jù)不變，當(dāng)該信號為1時，74373的輸出端與輸入端接通，輸出端信號隨輸入端的變化而變化，對8051來說，P0輸出經(jīng)74373鎖存后為低8位地址總線，P2口為高8位地址總線，共16條地址線，所以8051能訪問的存儲器單元數(shù)為2的16次方，即64K稱為8051的邏輯地址空間，地址從0000H-OFFFFH。

存儲器有13條地址線，所以對存儲器來說，實際的存儲單元只有2的13次方，即8K個，其地址從0000H-1FFFH，稱為存儲器的物理地址 。在本例中，由于存儲器的片選段接地，沒有占有CPU的地址線，所以CPU的64K邏輯單元地址平均分配給8K單元的物理存儲器，即每一位物理存儲器單元擁有8個邏輯地址，比如要訪問物理存儲器的00單元，要求存儲器的地址引腳A0-A12上全為0，本系統(tǒng)中的CPU的地址線A0-A12恰好與存儲器的A0-A12對接，所以只要邏輯地址中的低13位為0，就能選中存儲器的物理地址00單元，而CPU的地址線A13,A14,A15懸空。

顯然，這三位懸空線的8種不同組合決定了該物理存儲器單元有8個邏輯單元，第一個邏輯單元為0000H，第二個邏輯單元為2000H，第三個邏輯單元為4000H，第四個邏輯單元為6000H，第五個邏輯單元為8000H，第六個邏輯單元為0A000H，第七個邏輯單元為0C000H，第八個邏輯單元為0E000H。

下面我們舉例說明本系統(tǒng)中對外部數(shù)據(jù)存儲器的訪問過程，假定8051的EA引腳接高電平，即8051使用片內(nèi)程序存儲器，下面是這個程序片斷每條指令的意義：

第一條指令給寄存器DPTR賦初值0025H

第二條指令講外部數(shù)據(jù)存儲器OO25H單元的內(nèi)容送入累加器A

第三條指令對寄存器DPTR賦初值2025H

第四指令將累加器的內(nèi)容送外部數(shù)據(jù)存儲器4025H單元，假定當(dāng)前PC的內(nèi)容為0050H，并假定外部數(shù)據(jù)存儲器0025H單元為12H：從內(nèi)部程序存儲器中取第一指令并運行，結(jié)果為給寄存器DPTR賦初值0025H，取第二指令，執(zhí)行第二指令。

第二指令執(zhí)行過程為：發(fā)控制信號使P0口，P2口的控制端為1，將DPTR內(nèi)容送內(nèi)部地址總線，低8位地址進入P0口，再經(jīng)數(shù)據(jù)選擇開關(guān)出現(xiàn)在P0口的8條引腳上，高8位地址到達(dá)P2口引腳上。

同時，CPU使ALE引腳為高電平，74373導(dǎo)通，低8位地址出現(xiàn)在74373的輸出端，待地址穩(wěn)定后，使ALE變?yōu)榈? 電平，74373輸出端與輸入端斷開，即鎖存。此后，74373的輸出端一直保持低8位地址不變，直到下次ALE引腳出現(xiàn)高電平為止，CPU使P0口的地址/數(shù)據(jù)全部為1。則上拉場效應(yīng)管導(dǎo)通，下拉場效應(yīng)管截止，這樣，才能讀回外部數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)。

否則，若下拉場效應(yīng)管導(dǎo)通，P0口引腳被下拉場效應(yīng)管接地，則從外部數(shù)據(jù)總線上讀回的數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)為0，CPU使PSEN引腳為低 電平，存儲器的輸出允許信號RD有效，即0025H單元的內(nèi)容12H送數(shù)據(jù)總線，結(jié)果為給寄存器DPTR賦初值4025H。

然后是執(zhí)行第四條指令，下面我們看看第四條指令的執(zhí)行過程，CPU使P0口和P2口的控制端C為1，將DPTR的內(nèi)容4025H送內(nèi)部地址總線，高8位40H地址40H出現(xiàn)在P2口引腳上，低8位地址25H出現(xiàn)在P0引腳上，ALE變?yōu)楦? 電平，低8位地址出現(xiàn)在74373的輸出端，ALE變?yōu)榈碗娖?，?位地址被鎖存，CPU將累加器A中內(nèi)容12H送P0口，WR變成低電平，存儲器數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)12H送入地址總線指定的物理單元0025H中。