8031單片機(jī)程序存儲器EPROM的擴(kuò)展實(shí)例

擴(kuò)展程序存儲器常用的芯片是EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)型(紫外線可擦除型)， 如2716(2K×8)、2732(4K×8)、2764(8K×8)、27128(16K×8)、27256(32K×8)、27512(64K×8)等。另外，還有+5 V電可擦除EEPROM，如2816(2K×8)、2864(8K×8)等等。

紫外線擦除電可編程只讀存儲器EPROM是國內(nèi)用得較多的程序存儲器。EPROM芯片上有一個玻璃窗口，在紫外線照射下，存儲器中的各位信息均變1，即處于擦除狀態(tài)。擦除干凈的EPROM可以通過編程器將應(yīng)用程序固化到芯片中。

如果程序總量不超過4 KB，一般選用具有內(nèi)部ROM的單片機(jī)。8051內(nèi)部ROM只能由廠家將程序一次性固化，不適合小批量用戶和程序調(diào)試時使用，因此選用8751、8951的用戶較多。如果程序超過4 KB，用戶一般不會選用8751、8951，而是直接選用8031，利用外部擴(kuò)展存儲器來存放程序。

實(shí)例：在8031單片機(jī)上擴(kuò)展4 KB EPROM程序存儲器。

選擇芯片

本例要求選用8031單片機(jī)，內(nèi)部無ROM區(qū)，無論程序長短都必須擴(kuò)展程序存儲器(目前較少這樣使用，但擴(kuò)展方法比較典型、實(shí)用)。

在選擇程序存儲器芯片時，首先必須滿足程序容量，其次在價格合理情況下盡量選用容量大的芯片。這樣做的話，使用的芯片少，從而接線簡單，芯片存儲容量大，程序調(diào)整余量也大。如估計程序總長3 KB左右，最好是擴(kuò)展一片4 KB的EPROM 2732，而不是選用2片2716(2 KB)。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)硬件設(shè)計中應(yīng)注意，盡量減少芯片使用個數(shù)，使得電路結(jié)構(gòu)簡單，提高可靠性，這也是8951比8031使用更加廣泛的原因之一。

硬件電路圖

8031單片機(jī)擴(kuò)展一片2732程序存儲器電路如圖所示。

芯片說明

①74LS373。74LS373是帶三態(tài)緩沖輸出的8D鎖存器，由于片機(jī)的三總線結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)線與地址線的低8位共用P0口，因此必須用地址鎖存器將地址信號和數(shù)據(jù)信號區(qū)分開。74LS373的鎖存控制端G直接與單片機(jī)的鎖存控制信號ALE相連，在ALE的下降沿鎖存低8位地址。

②EPROM 2732。EPROM 2732的容量為4 K×8位。4 K表示有4×1024(22×210=212)個存儲單元，8位表示每個單元存儲數(shù)據(jù)的寬度是8位。前者確定了地址線的位數(shù)是12位(A0～A11)，后者確定了數(shù)據(jù)線的位數(shù)是8位(O0～O7)。目前，除了串行存儲器之外，一般情況下，我們使用的都是8位數(shù)據(jù)存儲器。2732采用單一+5 V供電，最大靜態(tài)工作電流為100 mA，維持電流為35 mA，讀出時間最大為250 ns。2732的封裝形式為DIP24，管腳如圖所示。

其中，A0～A11為地址線;O0～O7為數(shù)據(jù)線; 為片選線;OE/VPP為輸出允許/編程高壓。 除了12條地址線和8條數(shù)據(jù)線之外，CE為片選線，低電平有效。也就是說，只有當(dāng)CE為低電平時，2732才被選中，否則，2732不工作。OE/VPP為雙功能管腳，當(dāng)2732用作程序存儲器時，其功能是允許讀數(shù)據(jù)出來;當(dāng)對EPROM編程(也稱為固化程序)時，該管腳用于高電壓輸入，不同生產(chǎn)廠家的芯片編程電壓也有所不同。當(dāng)我們把它作為程序存儲器使用時，不必關(guān)心其編程電壓。

連線說明：

① 地址線。單片機(jī)擴(kuò)展片外存儲器時，地址是由P0和P2口提供的。圖6.2中，2732的12條地址線(A0～A11)中，低8位A0～A7通過鎖存器74LS373與P0口連接，高4位A8～A11直接與P2口的P2.0～P2.3連接，P2口本身有鎖存功能。注意，鎖存器的鎖存使能端G必須和單片機(jī)的ALE管腳相連。

② 數(shù)據(jù)線。2732的8位數(shù)據(jù)線直接與單片機(jī)的P0口相連。因此，P0口是一個分時復(fù)用的地址/數(shù)據(jù)線。

③ 控制線。CPU執(zhí)行2732中存放的程序指令時，取指階段就是對2732進(jìn)行讀操作。注意，CPU對EPROM只能進(jìn)行讀操作，不能進(jìn)行寫操作。CPU對2732的讀操作控制都是通過控制線實(shí)現(xiàn)的。2732控制線的連接有以下幾條：

CE ：直接接地。由于系統(tǒng)中只擴(kuò)展了一個程序存儲器芯片，因此，2732的片選端直接接地，表示2732一直被選中。若同時擴(kuò)展多片，需通過譯碼器來完成片選工作。

OE ：接8031的讀選通信號端。在訪問片外程序存儲器時，只要端出現(xiàn)負(fù)脈沖，即可從2732中讀出程序。

擴(kuò)展程序存儲器地址范圍的確定

單片機(jī)擴(kuò)展存儲器的關(guān)鍵是搞清楚擴(kuò)展芯片的地址范圍，8031最大可以擴(kuò)展64 KB(0000H～FFFFH)。決定存儲器芯片地址范圍的因素有兩個：一個是片選端的連接方法，一個是存儲器芯片的地址線與單片機(jī)地址線的連接。在確定地址范圍時，必須保證片選端為低電平。

本例中，2732的地址范圍為0000H~0FFFH：

EPROM的使用

存儲器擴(kuò)展電路是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的功能擴(kuò)展部分，只有當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計完成了，才能把程序通過特定的編程工具(一般稱為編程器或EPROM固化器)固化到2732中，然后再將2732插到用戶板的插座上(擴(kuò)展程序存儲器一定要焊插座)。