基于51單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲器擴展方案

MCS~51單片機對數(shù)據(jù)存儲器的擴展通常采用數(shù)據(jù)總線和地址總線，即P0 13和P2 13來完成，最大尋址空間可達64KB.隨著單片機應(yīng)用領(lǐng)域的推廣和不斷擴大，特別是在GPS數(shù)據(jù)采集和傳輸。電力系統(tǒng)故障錄波。瞬態(tài)過程研究以及智能家居測控系統(tǒng)等應(yīng)用領(lǐng)域，需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和圖像信息遠大于51單片機的尋址空間，甚至達到幾MB.傳統(tǒng)的單片機擴展板一般采用小容量的數(shù)據(jù)存儲器，如32KB的62256芯片來完成數(shù)據(jù)存儲空間的擴展。以51單片機為應(yīng)用平臺，擴展了3片62256，達到了96KB的存儲空間，屬于經(jīng)典的擴展方案，但即使3-8譯碼器全譯碼，其存儲空間也只能達到256KB，不能滿足大型應(yīng)用系統(tǒng)的指標要求。Flash存儲器是20世紀80年代末逐漸發(fā)展起來的一種新型的半導(dǎo)體不揮發(fā)存儲器，它兼有RAM和ROM的特點，既可在線擦除。改寫，又能在掉電后保持數(shù)據(jù)不丟失。

F29C51004是5V CMOS Flash存儲器，由SyncMOS公司生產(chǎn)，與其他種類的Flash存儲器相比具有隨機讀取速度快?？蓡巫?a target="_blank">編程。可靠性高等特點，在嵌入式開發(fā)系統(tǒng)中舉足輕重。以往的數(shù)據(jù)存儲器擴展板常借助單片機的P1做片選，使得I/O El被大量占用，不利于系統(tǒng)的升級和可持續(xù)利用。文獻［2J提出了一種新穎的的大容量數(shù)據(jù)存儲器的擴展方法，拿出地址為OFFFFH的存儲單元作為片選地址寄存器，然后通過該寄存器的數(shù)據(jù)來譯碼，對Flash芯片進行片選。本文的基礎(chǔ)之上做出了改進，既保留了其不占用任何I/O的優(yōu)點，又達到了擴展更大容量數(shù)據(jù)存儲空間的目的。以MCS-51單片機和大容量Flash芯片F(xiàn)29C51004為例，設(shè)計了8MB的數(shù)據(jù)存儲器擴展板。

1 擴展板硬件 電路設(shè)計

硬件電路設(shè)計的難點是如何進行存儲芯片的片選，而又不占用；/O以及F29C51004與單片機地址線連接的問題。單片機的地址總線總共有16根，而F29C51004的存儲容量已經(jīng)超出了單片機的尋址范圍，其19根地址線無法全部連接至單片機的地址總線上。數(shù)據(jù)存儲器的擴展常利用單片機閑置的P1日I/0線來作為頁面地址輸出引腳，但在實際的應(yīng)用中，P1 El常被大量占用。為了解決這個問題，可將頁面地址提前從數(shù)據(jù)總線中輸出并存放在鎖存器中備用。將鎖存器直接掛在數(shù)據(jù)總線上，并為其安排一個I/O地址，構(gòu)成頁面寄存器。在訪問儲器時，提前將頁面地址作為數(shù)據(jù)寫入頁面寄存器中。

F29C51004的儲存容量A4為512KB，其外部引腳分布圖=如圖1所示。其中A0-A18為19根地址線，I/00一I/07為數(shù)據(jù)線，CE為讀信號，WE為寫信號。

設(shè)計8MB的數(shù)據(jù)存儲器擴展板需要16片F(xiàn)29C51004.為了方便單片機尋址，可將512KB的存儲空間分為16頁，每頁大小為32KB.由16=24，32KB=215B可知，頁面地址需要4位，頁內(nèi)偏移量需要15位。通過軟件編程將頁面地址提前輸出到鎖存器74LS373-3中，由鎖存器將頁面地址保持在F29C51004的地址引腳A15~A18上。頁內(nèi)偏移量可由存儲器芯片的讀寫命令給出。P0輸出的低八位地址在鎖存器74LS373-2中保持，P2的引腳P2.0~P2.6輸出地址A8一A14，P2.7和單片機的寫信號WR作鎖存器74LS373-3的片選信號，剩余的地址線A15顯然無法對16片F(xiàn)29c51004進行片選。參照文獻［2］提出的方法，即用0FFFFH對應(yīng)的存儲單元來存放片選地址，再用2片8輸入與非門74LS30和1片2輸入或非f1 74LS02來產(chǎn)生地址為0FFFFH時對鎖存器74LS373-1的片選信號，如圖2（a）所示。對圖2a做出了改進?？紤]到對鎖存器74LS373-1的片選還要來自單片機引腳WR或ALE的控制，在兩片74LS30和一片74LS02之間添加了一片2輸人或f1 74F32，組成新的片選電路，如圖2（b）所示：

基于51單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲器擴展方案

圖2（b）中，兩片74LS30的輸入端接51單片機的16根地址線A0~A15，鎖存器74LS373-1的數(shù)據(jù)輸入端D0-D7接單片機的P0.當單片機輸出的地址為0FFFFH時，74F32輸出低電平0，單片機寫信號四耳在低電平時有效，74LS02輸出高電平1，使能鎖存器74LS373-1，然后將P0 El輸出的片選地址鎖存到74LS373-1中。

圖2b中的鎖存器74LS373-1的輸出端連接著4-16譯碼器74LSl54的輸入端，組成了擴展板內(nèi)的譯碼電路，如圖3所示。

基于51單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲器擴展方案

4-16譯碼器74LSl54的工作原理與3-8譯碼器類似，有4個輸入端和16個輸出端。鎖存器74LS373-1輸出端QO~Q3的值決定著74LSl54對存儲器芯片的選擇。圖3中，74LS373-1的Q0-Q3依次與74LSl54的輸人端ABCD相連接，74LSl54的輸出端YO~丫15則依次與16片F(xiàn)29C51004的片選端eE相連。

通過對地址為0FFFFH的存儲單元寫人數(shù)據(jù)（0-15）來選擇16片F(xiàn)29C51004中其中的某一片，然后進行數(shù)據(jù)的讀寫及存儲。

8MB數(shù)據(jù)存儲器擴展板的整體電路圖如圖4所示。

基于51單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲器擴展方案

2軟件設(shè)計

軟件編程中，對RAM的讀寫指令比較簡單，通過MOV指令對RAM讀取或送入數(shù)據(jù)即可。軟件設(shè)計的任務(wù)主要包括單片機對存儲器芯片的選擇。訪問鎖存器74LS373-1.訪問存儲器F29C51004的存儲單元和分頁存儲空間的程序設(shè)計。以上的程序設(shè)計測試代碼分別如下：

基于51單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲器擴展方案

3設(shè)計分析

本文設(shè)計的單片機數(shù)據(jù)存儲器擴展板主要使用的擴展方法是向鎖存器里存放數(shù)據(jù)存儲器片選地址和存儲單元塊選地址。

為了擴展數(shù)據(jù)容量達8MB的數(shù)據(jù)存儲器，采用了16片容量為512KB的Flash芯片F(xiàn)29C51004.鎖存器的片選地址范圍是00H-FFH，在圖4所示的擴展板整體電路里鎖存器74LS373-1和74LS373-3均只使用了四個輸出端Q0~Q3.只要選取了適當?shù)淖g碼器和Flash芯片，本文設(shè)計的擴展系統(tǒng)最大可達到256x8MB，即2GB的存儲容量，能夠滿足大多數(shù)嵌入式。數(shù)據(jù)采集等應(yīng)用系統(tǒng)的性能要求。

4結(jié)束語

本文的大容量數(shù)據(jù)存儲器擴展板，其存儲容量達到了8MB，而且未占用任何一個I/O.在擴展了大容量存儲空間的同時節(jié)省了單片機的資源，使得該擴展系統(tǒng)易于升級和再研發(fā)。該擴展板不僅適用于小型公司的門禁系統(tǒng)，如指紋考勤系統(tǒng)等，還適用于衛(wèi)星遠程圖像采集等信息量需求較大的場合。

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的這一部分，內(nèi)部ROM浪費不用。從CODE段讀取數(shù)據(jù)要使用匯編的MOVC指令，單片機會根據(jù)MOVC指令、EA狀態(tài)、要讀取的地址值，來自動地判斷從什么存儲器里取數(shù)據(jù)。對于數(shù)據(jù)存儲器，則分為內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器

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2016-08-14 16:41:53

什么是存儲器的位擴展和字擴展？

什么是存儲器的位擴展和字擴展？

2021-10-27 06:05:42

使用proteus,at89c51擴展存儲器

本帖最后由 piaoxuexiaoyao 于 2014-10-27 20:45 編輯我利用at89c51單片機擴展SRAM6264芯片,電路圖如下:我加載的匯編程序如下:mov a

2014-10-27 20:37:59

關(guān)于51單片機外擴數(shù)據(jù)存儲器的地址問題

最近很糾結(jié)，用了一個STC89C51單片機，外擴32K數(shù)據(jù)存儲器（STC62WV256），P0口與P2口分別接在對應(yīng)地址和數(shù)據(jù)線上，高數(shù)據(jù)為P2.7接在數(shù)據(jù)存儲器的片選信號上（CE），該引腳是低有效，如此硬件，外擴數(shù)據(jù)存儲器的地址范圍是多少呢？又是什么樣的原理？

2012-03-26 11:14:56

關(guān)于存儲器選擇的求助^……

有哪位大神知道什么型號芯片是存儲數(shù)據(jù)不易丟失，而且容量大于400MB的Flash存儲器芯片啊？很著急哈，想找一個這個芯片，可以與51單片機的某一個型號有相應(yīng)的接口連接……求大神們知道哈……

2013-01-29 10:19:59

外部數(shù)據(jù)存儲器的擴展實驗

外部數(shù)據(jù)存儲器的擴展一、實驗?zāi)康亩?、實驗?nèi)容三、實驗步驟四、C代碼如下五、實驗結(jié)果六、實驗體會一、實驗?zāi)康恼莆?b class="flag-6" style="color: red">單片機系統(tǒng)外部存儲器電路的擴展方法掌握單片機外部存儲器中變量定義和讀/寫編程熟悉在仿真

2021-12-07 11:24:17

如何擴展單片機存儲器？

就是單片機存儲器擴展時：rom和ram有什么區(qū)別？如何確定代碼的大?。?b class="flag-6" style="color: red">擴展存儲芯片有哪些呢？小弟在此感謝各位高手！

2019-06-27 04:05:42

求助數(shù)據(jù)存儲器 FLASH程序存儲器 FLASH數(shù)據(jù)存儲器的區(qū)別

數(shù)據(jù)存儲器 FLASH程序存儲器 FLASH數(shù)據(jù)存儲器 片內(nèi)RAM數(shù)據(jù)存儲器16M字節(jié)外部數(shù)據(jù)存儲器各有什么區(qū)別？特點？小弟看到這段很暈。ADuC812的用戶數(shù)據(jù)存儲器包含三部分，片內(nèi)640字節(jié)的FLASH數(shù)據(jù)存儲器、256字節(jié)的RAM以及片外可擴展到16M字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器。求助高手。解釋一下不同。

2011-11-29 09:50:46

淺析51單片機存儲器結(jié)構(gòu)

四、51單片機存儲器結(jié)構(gòu)1.存儲器總體結(jié)構(gòu)概述一般微機通常是程序和數(shù)據(jù)共用一個存儲空間，即ROM和RAM統(tǒng)一編址，屬于“馮諾依曼”結(jié)構(gòu)。而單片機的存儲器結(jié)構(gòu)則把存儲空間和數(shù)據(jù)存儲空間嚴格區(qū)分開來，即

2021-12-01 08:24:14

請問單片機為什么能存儲數(shù)據(jù)？

接觸單片機塊三年時間了，編程我也編過，調(diào)試我也調(diào)試過，心里一直有一個疑問：為什么單片機可以存儲數(shù)據(jù)？請各位幫忙解惑百度到的東西就不用了，這里我想從硬件結(jié)構(gòu)上了解單片機為什么可以存儲數(shù)據(jù) 至于說單片機有存儲器，單片機有存儲單元啊這些的我也知道真心求助。

2020-03-23 05:56:39

采用51單片機擴展一片RAM和EPROM

存儲器擴展實驗采用51單片機擴展一片RAM 6116和一片EPROM 2716，6116既能作為數(shù)據(jù)存儲器，又能作為程序存儲器使用。向6116片內(nèi)的30H到40H寫入1，2，3…要求使用MOVC方式

2022-01-17 07:20:46

MCS-51單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)

1 MCS-51單片機系統(tǒng)擴展的基本概念2 程序存儲器擴展技術(shù)3 數(shù)據(jù)存儲器擴展4 輸入/輸出口擴展技術(shù)MCS-51單片機系統(tǒng)擴展的基本概念1.1 MCS-51單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)1.2 MCS

2008-12-01 14:39:19

九齊NY8AE51D單片機方案開發(fā)應(yīng)用

　一、九齊NY8AE51D單片機概述NY8AE51D是以MTP作為程序存儲器,并以EEPROM作為資料存儲器的8位單片機，特別適合斷電后還需保持資料內(nèi)容的IO產(chǎn)品的應(yīng)用，例如遙控器、風(fēng)扇/燈光控制

2022-06-28 15:37:28

8051及P89V51RD2的程序存儲器

3-1. 51架構(gòu)與51單片機的內(nèi)部存儲器3-2. 51單片機的程序存儲器管理3-3. 51單片機的ROM擴展3-4. 增強型51單片機P89V51RD2的內(nèi)部ROM51架構(gòu)單片機內(nèi)部存儲器內(nèi)部ROM &nbs

2009-03-23 12:08:38

8051及P89V51RD2單片機數(shù)據(jù)存儲器

4-1. 51單片機內(nèi)部RAM結(jié)構(gòu)4-2. 51單片機的數(shù)據(jù)存儲器管理4-3. 增強型51單片機P89V51RD2的內(nèi)部RAM 4-4. 51單片機的RAM擴展在上圖中，單片機內(nèi)部低128字節(jié)RAM和特

2009-03-23 12:09:20

利用C8051F020的SPI接口擴展大容量數(shù)據(jù)存儲器

本文介紹了一種利用串行外設(shè)接口（SPI）為SOC 單片機C8051F020 擴展大容量數(shù)據(jù)存儲器的設(shè)計方案，并給出來軟件流程圖和示例。該方案充分利用了SPI 的功能，在極少地占用單片機

2009-08-05 09:04:12

CPLD擴展51單片機尋址范圍

本文介紹了使用CPLD 芯片來擴展51 單片機的尋址范圍。在犧牲一定速度的前提下，大大擴展了單片機的尋址空間，使之能夠適用于對速度要求不高，但需要大容量存儲空間的情形。

2009-09-14 15:56:05

MCS-51單片機的系統(tǒng)擴展技術(shù)

MCS-51單片機的系統(tǒng)擴展技術(shù):在MCS-51單片機的的內(nèi)部雖已集成了很多資源，但這類單片機屬于一種“通用”的單片機，單片機內(nèi)部的各種資源都是折衷配置的，如片內(nèi)程序存儲器、數(shù)

2009-09-20 18:22:11

MCS-51單片機數(shù)據(jù)存儲器的擴展

MCS-51單片機數(shù)據(jù)存儲器的擴展:3 數(shù)據(jù)存儲器的擴展MCS-51單片機內(nèi)部有128或256個字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器，這些存儲器通常被用作工作寄存器、堆棧、臨時變量等等，一般已經(jīng)夠用，但是

2009-09-26 08:22:40

124

單片機存儲器擴展技術(shù)

難點：1、存儲器擴展的編址技術(shù)。2、系統(tǒng)總線的構(gòu)成。3、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器的擴展。

2010-08-09 14:33:19

MCS-51單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)

1 MCS-51單片機系統(tǒng)擴展的基本概念2 程序存儲器擴展技術(shù)3 數(shù)據(jù)存儲器擴展4 輸入/輸出口擴展技術(shù)

2010-09-28 20:55:46

MCS-51單片機系統(tǒng)擴展

數(shù)據(jù)存儲器的擴展 MCS-51單片機內(nèi)部有128或256個字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器，這些存儲器通常被用作工作寄存器、堆棧、臨時變量等等，一般已經(jīng)夠用，但是如果系統(tǒng)要存儲大量的數(shù)

2010-12-20 22:43:02

單片機存儲器,單片機存儲器結(jié)構(gòu)原理是什么?

單片機存儲器,單片機存儲器結(jié)構(gòu)原理是什么? 存儲器是單片機的又一個重要組成部分，圖6給出了一種存儲容量為256個單元的存儲器結(jié)

2010-03-11 09:15:44

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單片機系統(tǒng)的擴展

單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)時，首先遇到的問題就是存儲器的擴展。因為單片機內(nèi)部的存儲器容量一般都比較小，因此，從單片機外部配置外部存儲器，包括程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，就

2010-06-29 17:29:35

642

存儲器綜合擴展(1)#單片機

單片機存儲器

未來加油dz發(fā)布于 2023-07-31 23:03:55

單片機C51存儲器類型及存儲模式

單片機（Microcontrollers）是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器

2017-11-16 09:41:45

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51單片機存儲程序和數(shù)據(jù)

初學(xué)51總是會有這樣的疑問，從電腦下載程序到開發(fā)板后，程序去哪了？ C51中，用戶或應(yīng)用程序，系統(tǒng)程序和數(shù)據(jù)都是存放在哪的？51單片機從物理結(jié)構(gòu)上，可分為片內(nèi)，片外程序存儲器，片內(nèi)片外數(shù)據(jù)存儲器

2017-11-23 17:54:09

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單片機片外數(shù)據(jù)存儲器擴展設(shè)計技巧簡介pdf文檔

單片機片外數(shù)據(jù)存儲器擴展設(shè)計技巧簡介

2017-12-20 16:37:46

段式管理的數(shù)據(jù)存儲器技術(shù)分析

。在采用MCS96系列單片機的應(yīng)用開發(fā)中，我們碰到一個難題：當需要大容量的數(shù)據(jù)存儲時， 數(shù)據(jù)存儲器 的擴展如采用與MCS51系列單片機同樣的方法則無法工作。

2018-04-03 10:23:00

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單片機教程之單片機總線與存儲器的擴展資料說明

本文檔的詳細介紹的是單片機教程之單片機總線與存儲器的擴展資料說明主要內(nèi)容包括了：1.單片機系統(tǒng)總線和系統(tǒng)擴展方法，2.程序存儲器的擴展，3.數(shù)據(jù)存儲器的擴展，4.新型存儲器擴展

2019-02-14 17:34:02

進行51單片機存儲器擴展的詳細資料說明

本文檔的主要內(nèi)容詳細介紹的是進行51單片機存儲器擴展的詳細資料說明。以AT89C51為例，內(nèi)部只有128B的RAM和4KB的ROM。當存儲空間不夠用時，需要擴展51單片機的存儲器。

2019-08-29 17:29:00

單片機的片內(nèi)存儲器和片外存儲器到底有什么區(qū)別

單片機的分為數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器。單片機內(nèi)部的存儲器稱為片內(nèi)存儲器，片外擴展的存儲器成為片外存儲器。比如8031 內(nèi)部有數(shù)據(jù)存儲器而沒有程序存儲器，所以它一般要外接一塊程序存儲芯片，內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲器叫做9031的片內(nèi)存儲器，外部擴展的存儲芯片叫做片外存儲器。

2019-08-15 17:32:00

51單片機存儲器結(jié)構(gòu)的詳細資料說明

MCS-51單片機在物理結(jié)構(gòu)上有四個存儲空間：1、片內(nèi)程序存儲器,2、片外程序存儲器,3、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器,4、片外數(shù)據(jù)存儲器

2019-08-14 17:32:00

51單片機存儲器擴展的編址技術(shù)詳細介紹

所謂編址，就是使用單片機地址總線，通過適當?shù)倪B接，最終達到一個地址唯一對應(yīng)一個選中單元的目的。進行存儲器擴展時，可供使用的編址方法有兩種：線選法和譯碼法。

2019-07-05 17:41:00

51單片機存儲器的結(jié)構(gòu)和原理解析

51單片機存儲器采用的是哈佛結(jié)構(gòu)，即是程序存儲器空間和數(shù)據(jù)存儲器空間分開，程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器各自有自己的尋址方式、尋址空間和控制系統(tǒng)。

2019-10-21 16:33:26

20841

如何對單片機進行片外程序存儲器設(shè)計

EA=0，單片機只訪問外部程序存儲器，對于8031單片機此引腳必須接地.EA=1，單片機訪問內(nèi)部程序存儲器，對于內(nèi)部有程序存儲器的8XX51單片機，此引腳應(yīng)接高電平，但若地址值超過4KB范圍，單片機將自動訪問外部程序存儲器。

2020-03-20 15:05:55

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基于51單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲器擴展方案

1 擴展板硬件電路設(shè)計

2軟件設(shè)計

3設(shè)計分析

4結(jié)束語

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