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通過軟件操作來實現(xiàn)單片機的地址重疊

作者: 時間:2010-12-09 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

在80C31為控制核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,往往需要較大的外部RAM來存放數(shù)據(jù)。大家知道80C31是8位CPU,總線寬度為16位,其外部RAM,ROM可直接尋址范圍各為64k字節(jié)(0000H——FFFFH)。在80C31的工作過程中,ROM和外部RAM的使用的,但使用不同的控制信號和指令,而擴展I/O口和外部RAM是統(tǒng)一編址的,它占用外部RAM的單元,并且使用外部RAM相同的讀寫控制信號和讀/寫指令。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/173085.htm


  在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,往往需要大容量的外部RAM,顯示器、A/D轉(zhuǎn)換、打印機等外部設(shè)備也必須進(jìn)行I/O擴展。筆者在設(shè)計智能型聲級計的過程中,要求80C31擴展外部RAM為64kB字節(jié),擴展I/O口采用82C55芯片,連接字符型LCD、鍵盤、A/D轉(zhuǎn)換輸入和打印機。并采用了邏輯開關(guān),了64k字節(jié)的外部RAM和擴展I/O口的地址使用,充分利用80C31直接尋址的數(shù)據(jù)存儲空間。電路如下圖所示。

  

80C31擴展一片程序存儲器(EPROM)27C64。80C31的P0口經(jīng)地址鎖存器74HC373提供低8位地址線,80C31的P2.0—P2.4為高5位地址線,共13根地址線(213=8k)。數(shù)據(jù)讀取由80C31的PSEN控制,使用MOVC指令,由于只擴展一片EPROM,所以27C64的片選端CE接地。

  80C31擴展2片數(shù)據(jù)存儲器62256。62256是32kx8位靜態(tài)隨機存儲器顯片,采用CMOS工藝制作,由單一電源+5V供電,它有15根地址線(215=32k),其中低8位地址由80C31的P0口經(jīng)地址鎖存器74HC373提供。80C31的P2口的P2.0—P2.6地址線供應(yīng)高7位地址,P2.7線不經(jīng)反相器和經(jīng)反相器分別連接到62256(1)和62256(2)的片選端CE1上。當(dāng)P2.7=0時,62256(1)被選通,地址為0000H—7FFFH,這時P2.7為0,經(jīng)反相器使62256(2)的片選端CE1為高電平,62256(2)被禁止。當(dāng)P2.7=1,62256(1)的片選端CE1為高電平,62256(1)被禁止,經(jīng)74HC04反相,62256(2)的片選CE1為低電平,62256(2)被選通,地址為8000H—FFFFH,80C31擴展外部RAM為64k字節(jié)(32KX2)。

  為了滿足智能聲級計的工作要求,還需擴展I/O口來連接A/D轉(zhuǎn)換輸入、鍵盤、顯示器和打印機。筆者采用了82C55芯片在可編程并行I/O口,其A口接MC14433雙積分A/D轉(zhuǎn)換芯片的并行輸出,編程為輸入方式,B口接打印機編程為輸出方式,C口接鍵盤P6.0—P6.3編程為輸入方式,作鍵盤輸入線。P6.4—P6.7編程為輸出方式,作掃描輸出線。顯示器采用DMC16230字符型LCD,其總線接80C31P0口數(shù)據(jù)總線,82C55的口地址選通端A0,A1(A0、A1的編程可分別選擇A口、B口、C口和控制口的寄存器)和LCD的RS端(低電平選擇指令寄存,高電平選擇數(shù)據(jù)寄存器)及R/W端(讀寫選擇)分別接到地址總線的低位地址線A0、A1,80C31的P1.0線,地址總線的A2線和62256的OE端(讀控制端)、WE端(寫控制端),8255的片選端CS及LCD的片選端E接邏輯開關(guān)。

  邏輯開關(guān)由邏輯元件組成,由軟件來控制,其工作原理是這樣的,當(dāng)程序設(shè)置80C31的P1.0=1時,接一個或門到82C55的片選端CS。CS=1,82C55被禁止(低電平選通)。P1.0口的信號經(jīng)兩個反相器和一個與非門接LCD的片選端E。使片選端E=0,LCD也被禁止(高電平選通)。P1.0=1的信號經(jīng)反相器為低電平,再經(jīng)兩個或門接62256的OE、WE端。這樣80C31的RD和WR的信號經(jīng)兩個或門就能分別控制62256的OE、WE端,正常地進(jìn)行讀寫,所以P1.0=1時禁止。82C55,LCD僅對62256進(jìn)行,而P1.0=0時,信號經(jīng)反相器為高電平,兩個或門分別使62256的OE、WE電平為高電平,從而禁止了80C31的RD和WE端對62256的讀寫(低位有效),P1.0=0的信號對82C55或LCD的選擇還要看地址總線中A2的電平狀態(tài)。當(dāng)A2=1時,信號經(jīng)過反相器為低電平和P1.0時的信號,再經(jīng)過或門輸?shù)?2C55的CS 端為低電平,82C55被選通。這時A2=1和P1.0=0的信號經(jīng)反相器和與非門輸?shù)絃CD的E端為低電平,LCD被禁止。82C55的口地址為FFFCH—FFFFH。當(dāng)A2=0時,A2=0和P1.0=0的信號反相器和或門輸?shù)?2C55的CS端為高電平,82C55被禁止,這時,A2=0和P1.0=0的信號經(jīng)過反相和與非門輸?shù)絃CD的E端為高電平,LCD被選通,其地址為FFF8H—FFFFBH。通過以上的電路分析(邏輯關(guān)系如表1所示)可以清楚地看到,通過軟件邏輯開關(guān)用軟件操作對80C31的P1.0和地址線A2的選擇,有效地分別選通62256、82C55、或LCD,了它們之間的地址使用,達(dá)到了80C31擴展全部外部RAM直接尋址范圍的目的。

 

邏輯關(guān)系
器件型號P1.0=1P1.0=0地址
A2=0A2=1
62256選通禁止禁止0000H—FFFFFH
LCD禁止選通禁止FFF8H—FFFFBH
LCD禁止禁止選通FFFCH—FFFFFH



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