单片机详解之单片机系统的扩展

为什么要对单片机系统进行扩展？

答：单片机应用系统开发时，首先遇到的问题就是存储器的扩展。因为单片机内部的存储器容量一般都比较小，因此，从单片机外部配置外部存储器，包括程序存储器和数据存储器，就成了应用系统的重要工作之一。此外，单片机内部虽然配置了若干并行I/O接口。但是，当外部设备较多时，原有的几个内部I/O接口就不够使用。所以，在大多数单片机应用系统中都需要扩展输入输出接口芯片，以满足输入输出的需要。

单片机系统的扩展包括哪些方面的内容？

答：单片机系统的扩展，包括存储器扩展和接口扩展两大部分内容。存储器的扩展是指EPROM、EEPROM和RAM的扩展；接口扩展是指8255、8155、8279以及其他功能器件的扩展。

在什么情况下，需要对单片机的程序存储器进行扩展？用何种器件扩展？

答：MCS-51单片机的程序存储器空间和数据存储器的空间是相互独立的。程序存储器的寻址空间是64KB（0000H~FFFFH），其中，单片机8051、8751芯片内含有4KB的ROM或EPROM，但是8031芯片内不带ROM。当片内ROM不够使用或者采用8031芯片时，就需要扩展程序存储器 。

程序存储器一般采用何种芯片进行扩展？

答：程序存储器一般采用rom芯片，也有使用掩模rom的，经常使用的是EPROM芯片。

什么是EEROM扩展电路？主要特点是什么？

答：EEPROM是电擦除可编程只读存储器。其主要特点是能在计算机系统中进行在线修改，并能在断电的情况下保持修改结果。

动态RAM的特点是什么？适用于什么场合？

答：与静态RAM相比,动态RAM具有成本低、功耗小的优点。但是，为了保证动态RAM的数据信息不丢失，故需要刷新逻辑电路。因为这些原因，动态RAM在单片机系统中的应用，受到一定的限制，它特别适用于需要大容量数据存储空间的场合。

iRAM动态随机存储器内部是怎样配置的？它有什么主要特点？

答：iRAM动态顾及机存储器是近年来出现的一种新型器件，它将一个完整的动态RAM系统，包括动态刷新硬件逻辑功能，全部集成到一个芯生之内。因此，这种芯片不仅具有集成度高、价格便宜、功耗较小、接口简单的优点，而且兼有静态RAM和动态RAM的优点。

什么要对MCS-51单片机作I/O扩展？

答：因为MCS-51单片机本身提供的输入、数出口线只有P1口和部分P3口线 。所以，多数的单片机应用系统中都要作I/O扩展。

单片机怎要访问外部接口芯片？

答：因为MCS-51单片机的外部数据存储器RAM和I/O口是统一编址的 。因此，用户可以把外部64KB的数据存储器RAM空间的一部分作为扩展外围I/O的地址空间。这样，单片机就可以像访问外部RAM存储器那样访问外部接口芯片，对其进行读/写操作了。

怎样用门电路芯片作为扩展I/O接口？

答：应用系统中，采用TTL电路、CMOS电路锁存器或三态门电路也可以构成各种类型的简单的I/O口。这种I/O口多通过P0口扩展。由于P0口只能分时使用，所以用它构成输出口时，接口芯片应具有锁存功能：构成输入口时，根据输入数据是常态还是暂态，要求接口芯片应能三态缓冲或锁存选通。 数据的输入输出由单片机的读/写信号控制。

通过P0口扩展输出口时，怎样处理单片机与锁存器之间的关系？

答：当通过P0口扩展单片机的输出口时，可以将锁存器视为一个外部的RAM单元，输出信号为WR。

为什么要用串行口扩展I/O接口？

答：MCS-51串行口的方式0可以用于I/O扩展，其前题是串行口未被占用。

用串行口扩展I/O接口时，既不占用片外的RAM地址，又能节省硬件开销，经济、实用。

为什么MCS-51单片机要用到中断系统扩展？

答：虽然MCS-51已经提供了两个外部中断申请输入端INT0、INT1，但在外部中断请求源需求仍然较多时，就要用到中断系统扩展。

定时器作为外部中断源时，用什么方法实现？

答：当MCS-51的两个定时/计数器选择为计数方式时，T0或T1引脚上发生的负跳变将使T0或T1计数器加1。利用它，就可以把T0、T1作为外部中断请求输入线，而定时器的溢出中断就可以作为外部中断请求的标志。