基于MCS-8051單片機的片外數據存儲器擴展設計研究

　　隨著(zhù)單片機運算速度和處理能力的不斷提高，其在各個(gè)領(lǐng)域得到更廣泛的應用。然而。隨著(zhù)其應用領(lǐng)域的不斷擴大及集成化的不斷提高，其內部資源已不能滿(mǎn)足實(shí)際需求，往往需要對其內部資源進(jìn)行擴展。經(jīng)典的擴展方法主要是通過(guò)地址總線(xiàn)、數據總線(xiàn)即P0、P2口，以及控制線(xiàn)ALE、*****等來(lái)進(jìn)行數據或程序存儲器的擴展，最大尋址空間可達64KB,但這種方法占用端口較多，在有些情況下不能滿(mǎn)足需求。這里以MCS-8051系列單片機為例，介紹一種新的片外數據存儲器擴展方法，僅用單片機的P0口、P1.6及P1.7共10個(gè)端口便可實(shí)現256 KB數據存儲器的擴展。

　　3.2數據存儲器擴展的軟件實(shí)例分析

　　分析對數據存儲器擴展軟件設計可知，單片機通過(guò)P1口讀、寫(xiě)片外數據存儲單元時(shí)，軟件設計具有重要作用。下面通過(guò)一實(shí)例介紹單片機訪(fǎng)問(wèn)片外數據存儲單元的過(guò)程。

　　以下程序段首先是將片外存儲器000000H單元中的內容讀到片內存儲器30H單元中，然后再將片內存儲器30H單元中的內容寫(xiě)到片外存儲器 077FFFH單元中。在程序中，首先將片內存儲單元20H、21H和22H定義為地址信息存儲單元，20H是高8位地址信息存儲單元，僅低3位有效；21H是中8位地址信息存儲單元，低7位有效；22H是低8位地址信息存儲單元，8位全有效。所以，其尋址空間為000000H~007FFFH、 010000H~017FFFH、020000H~027FFFH、030000H~037FFFH、040000H~047FFFH、 050000H~057FFFH、060OOOH~067FFFH和070000H~077FFFH,共256 KB.MOVR和MOVW分別讀、寫(xiě)子程序。

　　從程序中分析可知，能夠僅用P0口及其他幾個(gè)很少的控制端口便可實(shí)現片外大容量數據存儲器的擴展，主要是因為PO口具備地址線(xiàn)、數據線(xiàn)及片選擇控制線(xiàn)的功能，而這一功能是通過(guò)軟件方式實(shí)現的，即分時(shí)傳送地址信息，數據信息和控制信息。從MOVR和MOVW 2個(gè)子程序可以看出數據的具體傳送過(guò)程。此外，在編程過(guò)程中，每次讀、寫(xiě)外部存儲器內容時(shí)，只要將地址信息寫(xiě)到DPHH、DPTRH和DPTRL3個(gè)單元中，然后調用子程序MOVR和MOVW便可實(shí)現對片外數據存儲器的讀、寫(xiě)操作。

　　4 結論

　　本文所介紹的的MCS-8051單片機片外256 KB數據存儲器的擴展方法，其特點(diǎn)主要是擴展的存儲空間大，占用的端口少，數據傳送采用并行傳送方式。在外圍設備較多的情況下，有限的端口無(wú)法滿(mǎn)足要求，或是存儲空間難以滿(mǎn)足要求時(shí)，完全可采用該擴展方法。此外，如果將單片機與數據存儲器件的硬件連接部分稍作改動(dòng)，便可直接訪(fǎng)問(wèn)片外256 KB,2種訪(fǎng)問(wèn)方式可完全獨立。

　　如果256 KB的存儲空間還不能滿(mǎn)足實(shí)際需求，不妨將高位地址存儲單元的8位全部進(jìn)行譯碼?？傻玫?56個(gè)片選擇控制端口，那么原來(lái)的8片數據存儲器便可增加到 256片。這樣，片外存儲空間就可以達到8 MB.完全滿(mǎn)足需求。而且，按此原理，還可以將原來(lái)的3個(gè)地址存儲單元改為4個(gè)地址存儲單元或更多，以增加其存儲空間。但這樣其讀、寫(xiě)周期也將更長(cháng)。因此需根據實(shí)際情況，綜合考慮，最終使單片機的硬件與軟件達到最優(yōu)化。