单片机编址电路
1、简单地址扩展
51 单片机的P2 口可以直接作为高8位地址总线使用,在一些简单系统电路中,常使用P2口直接编址驱动。
下面以使用数据缓冲器74LS273 驱动数码显示为例,分析P2 口编址驱动的静态数码显示电路的设计。
一位LED 数码显示单元电路如图3 所示。
WR 与A8( P2.0) 相或提供74LS273的时钟信号,当执行“MOVX @DPTR,A”指令时,地址信息由DPTR 寄存器确定,会出现有效的写信号WR,只有当地址A8 为满足“0”时,写信号才可以作为74LS273 的时钟信号输入,完成数据锁存。
P2 口为A8~A15 的8 位地址线,很容易扩展到8 只LED 数码管,WR 信号分别与A8~A15 按或关系连接,每位地址线均为低电平有效,即可实现8 个有效地址。
该方案电路简单,但有效地址数太少,不适用于复杂系统设计。
2、低8 位地址锁存
通常的设计电路是使用8D 锁存器74LS373 实现地址锁存,74HC573 与之逻辑功能相同,只是引脚布局不一样,使用74HC573 布线更容易。
74LS373 真值表如图4所示。
在输出允许OE 为L、控制使能LE 为H 时,输出为跟随状态;
OE 为L、LE 为L 时,输出为保持状态。
地址锁存电路如图5 所示。OE 接地,LE 接单片机的ALE脚将产生满足时序的低8 位地址信号。
执行以下三条指令会得到如图6所示的时序图。
MOV DPTR,# 0FF55H; 低8 位地址为55H
MOV A,# 0AAH; 待发送数据0AAH→A( 55H 取反)
MOVX,@DPTR,A; A 中的0AAH送地址为0FF55H 的对象中会。
从图6 中可以看出,P0 口先送55H,在ALE 下降沿实现地址锁存,随后送出数据0AAH,在WR 有效( 低电平) 期间锁存器输出低8 位地址55H,P0 口送出数据0AAH。
3、带译码器的复杂地址接口电路
理论上高8 位地址线可以产生256 个有效地址,如何实现地址“扩展”呢? 地址扩展准确描述是地址译码,例如3 根地址线可以译码成8 个地址,4根译码成16 个有效地址。这里选择3-8 译码器实现地址译码,电路图以及对应的编址如表1 所示。
单片机总线编址电路实例
带总线扩展接口的单片机系统,包括外部32k RAM 扩展、LCD1602 接口、输入输出口。
带编址扩展的单片机最小系统电路如图7 所示。
使用74HC573 锁存低8 位地址;74138 实现8 个地址扩展,74138 的A、B、C 接A8 ~A10,E1 接A15, E2、E3 接地常有效,得到0F8FFH 到0FFFFH8 个地址( 无关位用1 表示) 或者8000H 到8700H( 无关位用0 表示) 。
32k RAM 接口如图8 所示。
D0~D7 接数据总线P0 口,地址线A0~A14接单片机地址总线低15 位,单片机地址线A15 接RAM 片选信号,低电平有效,这样RAM 地址分配从0000H 到7FFFH,与74138 译码地址不冲突。
LCD1602 接口电路如图9 所示。
RS、RW 分别接A12、A13,使能信号编址为Y7,这样LCD 的四个驱动地址( 数据读写和命令读写) 为0CFFFH 到0FFFFH ( 无关位为1) 或者8700H 到0B700H( 无关位为0)。
有些时候单片机引脚不够用,还要进行扩展,输入口扩展电路如图10 所示。
利用74HC573( 74LS373) 的高阻态功能,将其输出Q0~Q7 接P0 口,在满足总线地址读操作中,可以把输入InPORT的数据读入单片机的累加器,地址为0F8FFH 或8000H。
输出口扩展电路如图11 所示。
利用74LS273 数据锁存功能,在满足总线地址写操作中,可以把单片机累加器里的数据写入273 锁存输出,地址为0F8FFH 或8000H。由于所用控制总线不同,可以和输入共用地址。