并行扩展系统的I/O编址与芯片选取：单片机基础及应用

2023-11-17 理论教育版权反馈

【摘要】：把扩展芯片接入单片机系统，数据线和控制信号的连接比较简单，而地址线的连接则比较复杂，因为地址线的连接涉及I／O编址和芯片选取问题。程序存储器系统和数据存储器系统的外扩展地址空间大小相同，但外扩展程序存储器ROM的起始地址与单片机芯片是否有片内程序存储器有关。口线信号为低电平状态时芯片被选中。译码法寻址所谓译码法，就是使用译码器对高位地址进行译码，以其译码输出作为扩展芯片的片选信号。

把扩展芯片接入单片机系统，数据线和控制信号的连接比较简单，而地址线的连接则比较复杂，因为地址线的连接涉及I／O编址和芯片选取问题。

1．单片机外扩展地址空间

单片机的外扩展地址空间与它的存储器系统有关。8051单片机存储器系统与外扩展地址空间结构如图8－4所示。

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图8－4　8051单片机存储器系统与外扩展地址空间结构图

有两个并行存在且相互独立的存储器系统，即程序存储器系统和数据存储器系统。在程序存储器系统中，包括4KB的芯片内程序存储器和64KB的外扩展地址空间，其中外扩展地址空间供扩展程序存储器使用。在数据存储器系统中，包括由通用寄存器和专用寄存器等占有的芯片内256个RAM单元以及64KB的外扩展地址空间，其中外扩展地址空间用于数据存储器和I／O扩展。

程序存储器系统和数据存储器系统的外扩展地址空间大小相同，但外扩展程序存储器ROM的起始地址与单片机芯片是否有片内程序存储器有关。如果没有片内程序存储器，外扩展ROM的地址从0000H开始；如果有片内程序存储器，则外扩展ROM的地址从1000H开始。而外扩展RAM的起始地址与单片机芯片内RAM单元的存在无关，都是从0000H开始的。

2．片选技术

进行单片机系统扩展，首先要解决寻址问题，即如何找到要访问的扩展芯片以及芯片内的目标单元。因此，寻址分为芯片选择和芯片内目标单元选择两个层次。由于芯片内单元的选择问题已在各自的芯片内解决，外扩展时只需把芯片的地址引脚和系统地址总线中对应的位地址线连接起来即可，芯片内自有译码电路完成单元寻址，所以外扩展系统的寻址问题主要集中在芯片的选择上。

为进行芯片选择，扩展芯片上都有一个甚至多个片选信号引脚（常用名为 pagenumber_ebook=172,pagenumber_book=165 或），所以寻址问题的主要内容就归结到如何产生有效片选信号。常用的芯片选择方法（即寻址方法）有线选法和译码法两种。

（1）线选法寻址(www.chuimin.cn)

所谓线选法寻址，就是直接以位地址信号作为芯片的片选信号，使用时只需把地址线与扩展芯片的片选信号引脚直接相连即可。线选法寻址的最大特点是简单，但只适用于规模较小的单片机系统，而且其扩展地址不连续。假定单片机系统分别扩展了程序存储器芯片2716、数据存储器芯片6116、并行接口芯片8255、键盘／显示器接口芯片8279和D／A转换芯片0832，则采用线选法寻址的扩展片选连接示意如图8－5所示。

口线P2．7～P2．3（即高位地址线）分别连接到2716、6116、8255、8279和0832的片选信号引脚。口线信号为低电平状态时芯片被选中。

（2）译码法寻址

所谓译码法，就是使用译码器对高位地址进行译码，以其译码输出作为扩展芯片的片选信号。这是一种最常用的寻址方法，能有效地利用存储器空间，适用于大容量、多芯片的系统扩展，扩展芯片的地址可以连续。

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