? ? 引言? ??
?????????在嵌入式系統和微控制器等應用中,存儲器是至關重要的組成部分。單片機通常具有有限的內核存儲器和外部接口,因此擴展存儲器成為許多應用的必要步驟。本文將探討單片機并行存儲器擴展的各個方面。
1、單片機并行擴展總線
????????并行存儲器擴展是一種將存儲器連接到單片機的方法,以增加其存儲容量。這種方法通過將數據從一個設備傳輸到另一個設備,可以顯著提高數據傳輸速率。并行接口提供了一個簡單且高效的方式來擴展單片機的存儲能力。
組成
????????(1)地址總線:傳送地址信號
????????(2) 數據總線:傳送數據、狀態、指令和命令
????????(3) 控制總線:控制信號
2、80C51 單片機并行擴展總線
(1)以 PO 口的 8位口線充當低位地址線/數據線
(2)以 P2的口線作高位地址線
(3)控制信號:
????????使用 ALE 作地址鎖存的選通信號,以實現低 8 位地下鎖存以PSEN信號作為擴展程序存儲器的讀選通信號。
????????以 EA 信號作為內外程序存儲器的選擇信號。以RD和WR作為擴展數據存儲器和 O端口的讀/寫選通信號
優點
- 高速數據傳輸:并行接口可以提供比串行接口更快的數據傳輸速率。通過將數據同時發送到多個設備,可以顯著提高數據傳輸速度。
- 簡單連接:并行接口的連接相對簡單。只需要將數據線和控制線連接到相應的設備即可。
- 可擴展性:通過將多個存儲器設備連接到一個單片機,可以增加存儲容量。這種可擴展性使得并行接口在需要大量存儲空間的應用中非常有用。
3、單片機并行存儲器擴展的方法
實現
????????(1)地址線的連接將外圍芯片的低8 位地址線(A7~A0)經鎖存器與 PO 口相連高8 位地址線(A15~A8)與P2口相連。如果不足 16 位則按從低至高的順序與 POP2的各位相連。
????????(2)數據線的連接外圍芯片的數據線(D7~D0)可直接與 PO口相連
????????(3)控制線的連接
????????????????????????????????????????ROM: OE-PSEN????????
????????????????????????????????????????RAM: E-RD、WE-WR
片選信號CE的連接方法:
????????(1) 接地,適用于擴展一塊存儲器芯片
????????(2)線選法
挑戰
- 硬件復雜性:并行接口的硬件連接相對復雜。需要正確連接數據線、控制線和地址線,以確保數據正確傳輸。此外,還需要考慮時序問題,以確保數據在正確的時間點傳輸。
- 成本:并行存儲器設備的價格通常高于串行設備。因此,在需要大量存儲空間的應用中,使用并行接口可能會增加總體成本。
- 能耗:并行接口的能耗通常高于串行接口。由于同時進行更多的數據傳輸,因此需要更多的能源來驅動設備。
四、并行存儲器擴展的實現
- 選擇合適的存儲器芯片:根據應用需求選擇合適的存儲器芯片。例如,如果需要大量的快速存儲空間,可以選擇SRAM或DDR SDRAM等高速存儲器芯片。如果需要大容量但不需要高速數據傳輸,可以選擇EEPROM或Flash等存儲器芯片。
- 硬件連接:根據所選的存儲器芯片和單片機的接口類型,進行正確的硬件連接。需要將數據線、控制線和地址線正確連接到相應的設備上。此外,還需要考慮電源和地線的連接。
- 軟件編程:為了正確地操作并行存儲器設備,需要進行相應的軟件編程。這包括初始化設備、讀/寫操作、中斷處理等。
- 調試與測試:完成硬件連接和軟件編程后,需要進行調試和測試以確保系統正常工作。這包括檢查數據傳輸的正確性、測試設備的穩定性和性能等。
五、結論
????????單片機并行存儲器擴展是一種在嵌入式系統和微控制器等應用中常用的技術。通過將存儲器設備連接到單片機,可以增加其存儲容量并提高數據傳輸速率。雖然并行接口具有一些挑戰,如硬件復雜性、成本和能耗等,但正確地設計和實施可以克服這些問題。在實現單片機并行存儲器擴展時,選擇合適的存儲器芯片、進行正確的硬件連接和軟件編程以及進行調試和測試是關鍵步驟。