51单片机程序存储器扩展

存储器是单片机系统中使用最多的外扩芯片，对80C51系列单片机而言，由于程序存储器与数据存储器的空间在物理空间上的各自独立性，使得两者的扩展方法略有不同。在本节中，介绍目前常用的EPROM（Electrically Programmable Read-Only Memory）、EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等存储器的扩展方法。

    程序存储器用来存放编制好的始终保留的固定程序和表格常数。程序存储器以程序计数器PC作为地址指针，通过16位地址总线，可寻址的地址空间为64KB。

    在 80C51/87C51/89C51片内，分别内置最低地址空间的4KB ROM/EPROM程序存储器（内部程序存储器），而在8031片内，则没有内部程序存储器，必须外部扩展EPROM。80C51系列单片机中64KB 内、外程序存储器的地址是统一编排的。8031单片机没有内部程序存储器，地址从0000H～FFFFH都是外部程序存储空间。
 应始终接地，对于内部有ROM的单片机（5l、52系列），该引脚接高电平，使程序从内部ROM开始执行。当PC值超出内部ROM的容量时，会自动转向外部程序存储器空间。外部程序存储器地址空间为1000H～FFFFH，访问程序存储器使用MOVC指令。

      目前典型的EPROM芯片为27系列产品：

型号               容量                型号            容量

27C16            2K×8位               27C128        16K×8位

27C32            4K×8位               27C256        32K×8位

27C64                           8K×8位                                   27C512                     64K×8位

.2.2 EPROM程序存储器扩展实例

图8-1为扩展8KB×8的程序存储器27C64与单片机的连接电路。该电路也称为8031的最小系统。要通过对这个系统的分析，掌握存储器扩展电路的连接与单片机外部程序存储器操作时序的关系，即单片机的数据总线D0～D7、地址总线A0～A15和控制信号 
 、 
 、ALE与外扩EPROM、74LS373的信号连接关系以及74LS373在电路中的作用。

    图中74LS373是带三态输出的8D锁存器，三态控制接地。G端与8031的ALE连接，每当ALE下跳变时，74LS373锁存低8位地址信号，并输出供系统使用。

    27C64是8KB×8位EPROM器件，有13根地址线A0～A12输入，它能区分13位二进制地址信息。这13根地址线分别与8031的P2口和 P2.0～P2.4连接，当8031系统发出 13位地址信息时，分别选中27C64片内8KB存储器中的各单元。

    数据线的连接：存储器的8位数据线D0～D7接P0口（P0.0～P0.7）。单片机规定指令码和数据都由P0口读入，数位对应相连即可。

    27C64的引脚为片选信号输入端，低电平有效，表示选中该27C64芯片。该片选信号决定了27C64这块芯片的8KB存储器在整个8031扩展程序存储器64KB空间中的位置。该系统中只有一片27C64，现将 
 接地，表示常有效。根据上述电路接法，27C64占有的扩展程序存储器空间为0000H～1FFFH地址空间。

    控制线的连接：

    
 （外部程序存储器取指信号）接  （存储器读信号）。

    ALE地址锁存允许信号，通常接至地址锁存器锁存信号。

     （单片机内/外程序存储器选择信号）当采用8031、8032时，而应接地。

    此外，27C64的  和Vpp端及  端可组合成27C64的各种工作方式（读、待机、写即编程、校对等），图中的方式处于读和待机两种状态。当  选通信号为低电平，选通27C64，即读27C64中的程序或常数，当 选通信号为高电平，即无效，则27C64处于低功耗待机状态。

<>扩展实例

电改写EEPROM芯片既可像RAM一样修改其存储单元中的内容，又可像ROM一样在断电后保持存储单元中程序与数据内容不变，因而电改写EEPROM在各种场合得到广泛应用。下面以Intel公司生产的EEPROM2864A芯片为例介绍电改写EEPROM。

2864A是电擦除可编程的只读存储器芯片。单一+5V供电，最大工作电流为160mA，维 持电流为60mA。读出时间最大为250ns，写入时间约为16ms，由此可见2864A的读写速度是较慢的。由于片内设有编程所需高压脉冲电路，因而无 需外加编程电压与写入脉冲即可工作。2864A的容量为8K×8位，因此该芯片有8根数据线与13根地址线。

2864A的读操作与普通EPROM的读出相同，所不同的是可以在线进行字节的写入。2864A在写一个字节的指令或数据之前，自动将要写入单元进行擦除，因而无需专门的擦除操作。可见使用2864A就如同使用RAM一样方便。

当向2864A发出字节写命令后，2864A便锁存地址、数据及控制信号，从而启动一次写操作。2864A的写入时间约为16m左右，在此期间，2864A的  信号处于低电平0状态，表示目前正在进行写入数据的操作。其数据线处于高阻状态与总线断开，禁止CPU在此期间写入新的数据，但允许CPU执行其它操作。一旦一次字节写入操作完毕，2864A便将  信号升为高电平1，用此信号通知CPU可以写入新的数据。此时，CPU可对2864A进行新字节的读写操作。

（1）数据线的连接

8031的P0.0~P0.7与2864A的IO0~IO7直接连接。

（2）地址线的连接

8031的P0.0~P0.7经过74LS373锁存器与2864A地址线的低8位A0~A7连接。8031的P2.0~P2.4与2864A地址线的高5位A8~A12直接连接。

（3）控制线的连接

2864A的片选信号  与8031的P2.7连接，读信号  由8031的  、  相与后产生，如图8-2所示。这种连接可使2864A既作为程序存储器使用，又作为数据存储器使用。8264A的忙闲信号  与8031的P1.0连接，用于判断是否开始新字节的写入操作。若将  信号线与8031的中断线INT1连接，则可通过中断方式查询2864A的忙闲状态，有关中断的知识在第7章中介绍。