1、第8章 AT89S51单片机外部存储器扩展,8.1 系统扩展结构 AT89S51单片机采用总线结构，使扩展易于实现，AT89S51单片机系统扩展结构如图8-1所示。图8-1 AT89S51单片机的系统扩展结构,单片机系统寻址范围达到64KB。,图8-2 AT89C51单片机扩展片外三总线,控制信号线 （1） 作为外扩程序存储器读选通控制信号。 （2） 和 为外扩数据存储器和I/O读、写选通控制信号。 （3）ALE作为P0口发出低8位地址锁存控制信号。 （4） 为片内、片外程序存储器选择控制信号。,8.2 地址空间分配和外部地址锁存器8.2.1 存储器地址空间分配AT89S51单片机发出地址码用
2、于选择某个存储器单元，单片机必须进行两种选择：一是选中该存储器芯片，这称为“片选”。二是在“片选”基础上再根据单片机发出地址码来对“选中” 芯片某一单元进行访问，即“单元选择”。为实现片选，存储器芯片都有片选引脚。同时也都有多条地址线引脚，以便进行单元选择。注意，“片选”和“单元选择”都是单片机通过地址线一次发出地址信号来完成选择。通常把单片机系统地址线笼统地分为低位地址线和高位地址线，“片选”都是使用高位地址线。 常用存储器地址空间分配方法有两种：线性选择法（简称线选法）和地址译码法（简称译码法）。,6,1线选法直接利用系统某一高位地址线作为存储器芯片（或I/O接口芯片）“片选”控制信号。只
3、需要把用到高位地址线与存储器芯片的片选”端直接连接即可。线选法优点是电路简单，不需要另外增加地址译码器硬件电路，体积小，成本低。缺点是可寻址芯片数目受到限制。另外，地址空间不连续，每个存储单元地址不唯一，这会给程序设计带来不便，只适用于外扩芯片数目不多单片机系统存储器扩展。 2译码法使用译码器对AT89S51单片机高位地址进行译码，译码输出为存储器芯片片选信号。有效利用存储器空间，适用于多芯片存储器扩展。常用有74LS138（3线-8线译码器）、74LS139（双2线-4线译码器）和74LS154（4线-16线译码器）。若全部高位地址线都参加译码，称为全译码；若仅部分高位地址线参加译码，称为部
4、分译码。部分译码存在着部分存储器地址空间相重叠情况。,（1）74LS138 3线-8线译码器，3个数据输入端，译码产生8种状态。当译码器输入为某一固定编码时，其输出仅有一个固定引脚输出为低电平，其余为高电平。输出低电平引脚就作为某一存储器芯片片选信号。,（2）74LS139 双2线-4线译码器。这两个译码器完全独立，分别有各自的、数据输入端、译码状态输出端以及数据输入允许端，其引脚如图8-4所示，真值表见表8-2（只给出其中一组）。图8-3 74LS138引脚图 图8-4 74LS139引脚图,9,例如，要扩8片8KB的RAM 6264，如何通过74LS138把64KB空间分配给各个芯片？由7
5、4LS138真值表可知，把G1接到+5V， 、 接地，P2.7、P2.6、P2.5（高3位地址线）分别接74LS138的C、B、A端，由于对高3位地址译码，这样译码器有8个输出 ，分别接到8片6264的各 “片选”端，实现8选1的片选。 低13位地址（P2.4P2.0，P0.7P0.0）完成对选中的6264芯片中的各个存储单元的“单元选择”。这样就把64KB存储器空间分成8个8KB空间了。,64KB地址空间分配如图8-5所示。图8-5 64KB地址空间划分成8个8KB空间 这里采用全地址译码方式。因此，AT89S51发出16位地址时，每次只能选中某一芯片及该芯片一个存储单元,如何用74LS13
6、8把64KB空间全部划分为4KB块呢？4KB空间需12条地址线，而译码器输入只有3条地址线（P2.6P2.4），P2.7没有参加译码，P2.7发出的0或1决定选择64KB存储器空间的前32KB还是后32KB，由于P2.7没有参加译码，就不是全译码方式，前后两个32KB空间就重叠了。那么，这32KB空间利用74LS138译码器可划分为8个4KB空间。 如果把P2.7通过一个非门与74LS138译码器G1端连接起来，如图8-6所示，就不会发生两个32KB空间重叠问题了。这时，选中是64KB空间的前32KB空间，地址范围为0000H7FFFH。如果去掉图8-6中的非门，地址范围为8000HFFFFH
7、。把译码器输出连到各个4KB存储器片选端，这样就把32KB空间划分为8个4KB空间。P2.3P2.0，P0.7P0.0实现“单元选择”，P2.6P2.4通过74LS138译码实现对各存储器芯片片选。,13,采用译码器划分的地址空间块都是相等的，如果将地址空间块划分为不等的块，可采用可编程逻辑器件FPGA对其编程来代替译码器进行非线性译码。图8-6 存储器空间被划分成每块4KB,8.2.2 外部地址锁存器 常用地址锁存器芯片有74LS373、74LS573等。 1锁存器74LS373 带三态门8D锁存器图8-7 锁存器74LS373引脚 图8-8 74LS373内部结构,图8-9 AT89S51
8、单片机P0口与74LS373连接,D7D0：8位数据输入线， Q7Q0：8位数据输出线。 G：数据输入锁存选通信号。当加到该引脚的信号为高电平时，外部数据选通到内部锁存器，负跳变时，数据锁存到锁存器中。：数据输出允许信号，低电平有效。当该信号为低电平时，三态门打开，锁存器中数据输出到数据输出线。当该信号为高电平时，输出线为高阻态。,图8-10 锁存器74LS573引脚,2锁存器74LS573 是一种带有三态门8D锁存器，功能及内部结构与74LS373完全一样，只是其引脚排列与74LS373不同，图8-10为74LS573引脚图。 由图8-10，与74LS373相比，74LS573的输入D端和输
9、出Q端依次排列在芯片两侧，为绘制印制电路板提供方便。 D7D0：8位数据输入线。 Q7Q0：8位数据输出线。 G ：数据输入锁存选通信号，该引脚与74LS373的G端功能相同。：数据输出允许信号，低电平有效。当该信号为低电平时，三态门打开，锁存器中数据输出到数据输出线。当该信号为高电平时，输出线为高阻态。,18,8.3 程序存储器EPROM扩展 根据编程方式不同，分为以下几种。 （1）掩模ROM。在制造过程中编程，是以掩模工艺实现的，因此称为掩模ROM。这种芯片存储结构简单，集成度高，但由于掩模工艺成本较高，因此只适合于大批量生产。 （2）可编程ROM（PROM）。芯片出厂时没有任何程序信息，
10、独立编程写入。PROM只能写一次，写入内容后，就不能再修改。 （3）EPROM。紫外线擦除，用电信号编程。在芯片外壳的中间位置有一个圆形窗口，对该窗口照射紫外线就可擦除原有信息。使用编程器可将调试完毕程序写入。 （4）E2PROM（EEPROM）。一种用电信号编程，也用电信号擦除的ROM芯片。对E2PROM的读写操作与RAM存储器几乎没有什么差别，只是写入速度慢一些，但断电后仍能保存信息。,（5）Flash ROM。 又称闪速存储器（简称闪存），是在EPROM、E2PROM基础上发展起来的一种电擦除型只读存储器。特点是可快速在线修改其存储单元中的数据，改写次数可达1万次，其读写速度很快，存取时
11、间可达70ns，而成本比E2PROM低得多，大有取代E2PROM趋势。,8.3.1 常用EPROM芯片 EPROM典型芯片是27系列产品，例如，2764（8KB）、27128（16KB）、27256（32KB）、27512（64KB）。 例如，“27128”中的“27”后的数字 “128”，128/8 =16KB 1常用EPROM芯片引脚 A0A15：地址线引脚。 D7D0：数据线引脚。：片选控制端。：输出允许控制端。：编程时，编程脉冲输入端。 VPP：编程时，编程电压（+12V或+25V）输入端。 VCC：+5V，芯片的工作电压。 GND ：数字地。 NC：无用端。,21,图8-11 常用E
12、PROM芯片引脚,表8-4为27系列EPROM芯片的技术参数，其中VCC是芯片供电电压，VPP是编程电压，Im为最大静态电流，Is为维持电流，TRM为最大读出时间。,2EPROM芯片工作方式 5种工作方式，由 、 、 信号组合确定。 （1）读出方式。工作在该方式的条件是使片选控制线为低电平，同时让输出允许控制线 为低电平，VPP为+5V，就可把指定地址单元的内容从D7D0上读出。 （2）未选中方式。当片选控制线 为高电平时，芯片未选中方式，数据输出为高阻抗悬浮状态，不占用数据总线。EPROM处于低功耗的维持状态。,（3）编程方式。在VPP端加上规定好的高压， 和 端加上合适的电平（不同芯片要求
13、不同），能将数据写入到指定地址单元。编程地址和编程数据分别由系统的A15A0和D7D0提供。 （4）编程校验方式。VPP端保持相应的编程电压（高压），再按读出方式操作，读出固化好的内容，校验写入内容是否正确。 （5）编程禁止方式。,25,8.3.2 程序存储器操作时序 1访问程序存储器控制信号 （1）ALE：用于低8位地址锁存控制。 （2） ：片外程序存储器“读选通”控制信号。它接外扩EPROM的 引脚。 （3） ：片内、片外程序存储器访问控制信号。当 =1时，在单片机发出的地址小于片内程序存储器最大地址时，访问片内程序存储器；当 =0时，只访问片外程序存储器。 如果指令是从片外EPROM中读
14、取的，除了ALE用于低8位地址锁存信号之外，控制信号还有 ， 接外扩EPROM的 脚。此外，P0口分时用作低8位地址总线和数据总线，P2口用作高8位地址线。,2操作时序 AT89S51对片外ROM操作时序分两种，即执行非MOVX指令时序和执行MOVX指令的时序，如图8-12所示。,（1）应用系统中无片外RAM 系统无片外RAM（或I/O）时，不用执行MOVX指令。 在执行非MOVX指令时，时序如图8-12（a）所示。 P0口作为地址/数据复用的双向总线，用于输入指令或输出程序存储器的低8位地址PCL。 P2口专门用于输出程序存储器的高8位地址PCH。P0口分时复用，故首先要将P0口输出的低8位
15、地址PCL锁存在锁存器中，然后P0口再作为数据口。在每个机器周期中，允许地址锁存两次有效，ALE在下降沿时，将P0口的低8位地址PCL锁存在锁存器中。 同时， 也是每个机器周期中两次有效，用于选通片外程序存储器，将指令读入片内。 系统无片外RAM（或I/O）时，此ALE信号以振荡器频率的1/6出现在引脚上，它可用作外部时钟或定时脉冲信号。,（2）应用系统中接有片外RAM 执行访问片外RAM（或I/O）MOVX指令，16位地址应转而指向数据存储器，时序如图8-12（b）。 在指令输入以前，P2口输出的地址PCH、PCL指向程序存储器；在指令输入并判定是MOVX指令后， ALE在该机器周期S5状态
16、锁存P0口发出片外RAM（或I/O）低8位地址。,若执行是“MOVX A，DPTR”或 “MOVX DPTR，A”指令，则此地址就是DPL（数据指针低8位）；同时，在P2口上出现的是DPH（数据指针的高8位）。,30,8.3.3 AT89S51单片机与EPROM接口电路设计由于AT89S5x单片机片内集成不同容量的Flash ROM，可根据实际需要来决定是否外部扩展EPROM。当应用程序不大于单片机片内的Flash ROM容量时，扩展外部程序存储器的工作可省略。 1AT89S51与单片EPROM硬件接口电路在设计接口电路时，由于外扩EPROM在正常使用中只读不写，故EPROM芯片只有读出控制引
17、脚，记为 ，该引脚与AT89S51单片机 相连，地址线、数据线分别与AT89S51单片机地址线、数据线相连，片选端控制可采用线选法或译码法。,31,图8-13 AT89S51单片机与27128接口电路,2使用多片EPROM扩展电路 图8-14所示为利用4片27128 EPROM扩展成64KB程序存储器方法。片选信号由译码器产生。4片27128各自所占地址空间，读者自己分析。,图8-14 AT89S51与4片27128 EPROM接口电路,8.4 静态数据存储器RAM扩展在单片机应用系统中，外部扩展数据存储器都采用静态数据存储器（SRAM）。对外部扩展数据存储器空间访问，P2口提供高8位地址，P
18、0口分时提供低8位地址和8位双向数据总线。片外数据存储器RAM的读和写由AT89S51的 （P3.7）和 （P3.6）信号控制。而片外程序存储器EPROM输出端允许（ ）由单片机读选通 信号控制。尽管与EPROM地址空间范围相同，但由于控制信号不同，不会发生总线冲突。,单片机系统中常用RAM芯片典型型号有6116（2KB ），6264（8KB），62128（16KB），62256（32KB）。6116为24脚封装，6264、62128、62256为28脚封装。这些RAM芯片引脚如图8-15所示。,图8-15 常用RAM引脚图,8.4.1 常用静态RAM（SRAM）芯片,A0A14：地址输入线。
19、 D0D7：双向三态数据线。：片选信号输入线。对6264芯片，当24脚（CS）为高电平且 为低电平时才选中该片。：读选通信号输入线，低电平有效。：写允许信号输入线，低电平有效。 VCC 工作电源+5V。 GND 地。RAM存储器有读出、写入、维持3种工作方式。,36,8.4.2 外扩数据存储器读写操作时序 1读片外RAM操作时序若外扩一片RAM，将 脚与RAM的 脚连接， 脚与芯片 脚连接。在S1状态，ALE信号由低变高（处），读RAM周期开始。在S2状态，CPU把低8位地址送到P0口总线上，把高8位地址送上P2口（在执行“MOVX A，DPTR”指令阶段才送高8位；若执行“MOVX A，Ri
20、”则不送高8位）。ALE下降沿（处）用来把低8位地址锁存到外部锁存器74LS373内。而高8位地址信息一直锁存在P2口锁存器中（处）。 在S3状态，P0口总线变成高阻悬浮状态。在S4状态，执行指令“MOVX A，DPTR”后使 信号变有效（处）， 信号使被寻址片外RAM过片刻后把数据送上P0口总线（处），当 回到高电平后（处），P0总线变悬浮状态（处）。,图8-16 AT89S51单片机读片外RAM操作时序图,38,2写片外RAM操作时序向片外RAM写数据，单片机执行“MOVX DPTR，A”指令。指令执行后，AT89S51的 信号为低有效，此信号使RAM的 端被选通。开始过程与读过程类似，但
21、写过程是CPU主动把数据送上P0口总线，故在时序上，CPU先向P0口总线上送完8位地址后，在S3状态就将数据送到P0口总线（处）。此间，P0总线上不会出现高阻悬浮现象。在S4状态，写信号 有效（处），选通片外RAM，稍过片刻，P0口上数据就写到RAM内了，然后写信号 变为无效（处）。,图8-17 AT89S51单片机写片外RAM操作时序图,8.4.3 AT89S51单片机与RAM接口电路设计 AT89S51对片外RAM读和写由AT89S51单片机 （P3.7）和 （P3.6）控制，片选端由译码器译码输出控制。图中数据存储器选用6264，该芯片地址线A0A12，故AT89S51剩余地址线为3条。
22、 用线选可扩展3片6264，对应存储器空间见表8-7。用译码法扩展外部数据存储器的接口电路如图8-19所示。数据存储器62128，芯片地址线为A0A13，剩余地址线为两条，若采用2线-4线译码器可扩展4片62128。各片62128芯片地址分配如表8-8所示。,图8-18 线选法扩展外部数据存储器电路,图8-19 译码法扩展外部数据存储器电路图,【例8-1】编程将片外数据存储器5000H50FFH单元全部清“0”。 方法1 : 用DPTR作为数据区地址指针，同时使用字节计数器。 MOV DPTR，#5000H ；设置数据块指针初值MOV R7，#00H ；设置块长度计数器初值（00H是 ；循环2
23、56次）CLR A LOOP：MOVX DPTR，A ；给一单元送“00H”INC DPTR ；地址指针加1DJNZ R7，LOOP ；数据块长度减1， 若不为0则跳；LOOP继续清“0” HERE：SJMP HERE ；执行完毕， 原地踏步,方法2 : 用DPTR作为数据区地址指针，但不使用字节计数器，而是比较特征地址。参考程序如下：MOV DPTR，#5000H ；设置数据块指针初值CLR A ；A清0 LOOP： MOVX DPTR，A ；给一单元送“00H”INC DPTR ；数据块地址指针加1MOV R7，DPL ；数据块末地址加1送R7CJNE R7，#0，LOOP ；与末地址+1
24、比较 HERE： SJMP HERE,8.5 EPROM和RAM综合扩展 8.5.1 综合扩展硬件接口电路 【例8-2】采用线选法扩展2片8KB的RAM和2片8KB的EPROM。RAM芯片选用2片6264。扩展2片EPROM芯片，选用2764。 （1）控制信号及片选信号 P2.5接到IC1（2764）和IC3（6264）片选 端，P2.6接到IC2（2764）和IC4（6264）片选 端。 当P2.6=0，P2.5=1时，IC2和IC4片选有效，IC1和IC3无效。 当P2.6=1，P2.5=0时，IC1和IC3片选有效，IC2和IC4无效。 当 为低电平时，到片外程序存储区EPROM中读程序
25、；当读/写信号 或 为低电平时，对片外RAM读数据或写数据 、 、 3个信号是在执行指令时产生的，任意时刻只能执行一条指令，只能有一个信号有效，不可能同时有效，所以不会发生数据冲突。,图8-20 采用线选法综合扩展电路图,47,（2）各芯片地址空间分配 如果P2.6=0、P2.5=1，选中IC2、IC4。地址线A15A0与P2、P0对应关系如下：除P2.6、P2.5固定外，其他“”位均可变。设无用位P2.7 = 1，当“”各位全为“0”时，则为最小地址A000H；当“”均为“1”时，则为最大地址BFFFH。IC2、IC4地址空间A000HBFFFH共8KB。同理IC1、IC3地址范围C000H
26、DFFFH。4片存储器各自所占地址 空间如表8-9所示。 即使地址 空间重叠，也不会发生数据 冲突。IC1与IC3也同样如此。,【例8-3】采用译码法扩展2片8KB EPROM和2片8KB RAM。EPROM选用2764，RAM选用6264。 由表8-2 74LS139的真值表可见，当 =0、A=0、B=0时，输出端只有 为“0”， 全为“1”，选中IC1。这样，P2.7、P2.6、P2.5全为0，P2.4P2.0与P0.7P0.0这13条地址线的任意状态都能选中IC1的某一单元。当13条地址线全为“0”时，为最小地址0000H；当13条地址线全为“1”时，为最大地址1FFFH。 所以IC1的
27、地址范围为 0000H1FFFH。同理 可确定电路中各个 存储器地址范围见表8-10。,图8-21 采用译码法综合扩展电路图,8.5.2 外扩存储器电路工作原理及软件设计 1单片机片外程序区读指令过程单片机复位后，CPU从0000H地址开始取指令，执行程序。 取指令期间，低8位地址送P0口，经锁存器A0A7输出。高8位地址送往P2口，直接由P2.0P2.4锁存到A8A12地址线上，P2.5P2.7输入给74LS139进行译码输出片选。根据P2口、P0口状态则选中第一个程序存储器芯片IC1（2764）第一个单元地址0000H。然后当PSEN*变为低时，把0000H中指令代码经P0口读入内部RAM
28、中进行译码，从而决定进行何种操作。取出一个指令字节后PC自动加1，然后取第二个字节，依次类推。当PC=1FFFH时，从IC1最后一个单元取指令，然后PC = 2000H，CPU向P2口、P0口送出2000H地址时，则选中第二个程序存储器IC2，IC2地址范围2000H3FFFH，读指令过程同IC1，不再赘述。,2单片机片外数据区读/写数据过程 例如，把片外6000H单元数据送到片内RAM 50H单元中。MOV DPTR，#6000HMOVX A，DPTRMOV 50H，A例如，把片内50H单元数据送到片外4000H单元中。MOV A，50HMOV DPTR，#4000HMOVX DPTR，A
29、指令“MOVX A，Ri”和“MOVX Ri，A”。这时P0口装入Ri中内容（低8位地址），而把P2口原有的内容作为高8位地址输出。例8-4是采用“MOVX Ri，A”指令例子。,【例8-4】将程序存储器中以TAB为首址32个单元内容依次传送到外部RAM以4000H为首址区域。DPTR指向标号TAB首地址。R0既指示外部RAM地址，又表示数据标号TAB位移量。MOV P2，#40H ；MOV DPTR，#TAB ；要传送数据首地址#TAB送入DPTRMOV R0，#0 ；R0的初始值为0 AGIN：MOV A，R0MOVC A，A+DPTR ；把以TAB为首址32个单元内容送入A MOVX R
30、0，A ；程序存储器中表内容送入外部RAMINC R0 ；循环次数加1，外部RAM地址指针加1CJNE R0，#32，AGIN ；判32个单元的数据是否已经传送HERE：SJMP HERE ；原地跳转，TAB： DB ， ；外部程序存储器中要传送的；32个单元的内容,8.6 E2PROM扩展在应用中，某些状态参数，不仅要求能够在线修改，而且断电后能保持，以备上电后恢复系统的状态。可选用具有断电保护功能RAM和E2PROM。 断电保护功能RAM容量大、速度快，但占用口线多，成本高。 E2PROM突出优点是能够在线擦除和改写，无须像用紫外线照射才能擦除，不存在在日光下信息缓慢丢失问题。 E2PRO
31、M在写入时能自动完成擦除，且不再需要专用编程电源，可直接使用单片机系统+5V电源。此外， E2PROM使单片机系统设计，特别是调试实验更为方便、灵活。在调试程序时，用E2PROM代替仿真EPROM，既可方便地修改程序，又能保存调试好程序。,54,与RAM芯片相比， E2PROM写入速度比较慢，写入一个字节需要ms量级时间。E2PROM适合于数据交换量较少，对传送速度要求不高场合。另外，它的擦除/写入是有寿命限制的，虽有1万次之多，但也不宜用在数据频繁更新场合。因此，应注意平均使用各单元，不然有些单元可能会提前结束寿命。与单片机连接，有并行和串行之分。并行的速度比串行快，容量大。并行E2PROM
32、 2864的容量为8k8位，有时需要与单片机接口连线少，这时可选用串行I2C接口E2PROM 。目前比较流行是24系列E2PROM ，主要由ATMEL、MICROCHIP等几家公司提供。典型芯片有AT24C02，AT24C08，AT24C16。串行I2C接口扩展将在第12章中介绍。,图8-22 常见并行E2PROM引脚图,8.6.1 并行E2PROM芯片常见并行芯片2816/2816A，2817/2817A，2864A等其主要性能见表8-11 。在引脚设计上，2KB的E2PROM 2816与相同容量EPROM 2716和静态RAM 6116兼容，8KB的E2PROM 2864A与同容量EPRO
33、M 2764和静态RAM 6264兼容。2816、2817和2864A的读出数据时间均为250ns，写入时间10ms。,8.6.2 E2PROM工作方式下面对E2PROM 2864A的4种工作方式作以说明。 1维持方式当 为高电平时，2864A进入低耗维持方式。此时，输出线呈高阻态，芯片的电流从140mA降至维持电流60mA。 2读方式当 和 均为低而 为高时，内部数据缓冲器被打开，数据送上总线，此时可进行读操作。 3写方式 2864A提供两种数据写入方式：页写入和字节写入。 （1）页写入 为提高写速度，2864A片内设置16字节“页缓冲器”，将整个存储器阵列划分成512页，每页16字节。高9
34、位(A12A4) 确定页，低4位(A3A0) 选择页缓冲器中的16个地址单元之一。 写操作分两步来实现：,第一步，在软件控制下把数据写入页缓冲器，这步称为页装载，与一般静态RAM写操作是一样的。 第二步，在最后一个字节(即第16个字节)写入到页缓冲器后20ns自动开始，把页缓冲器内容写到E2PROM阵列中对应地址单元中，这一步称为页存储。写方式时， 为低，在 下降沿，地址码A12A0被片内锁存器锁存，在 上升沿数据被锁存。片内有一个字节装载限时定时器，只要时间未到，数据可随机地写入页缓冲器。在连续向页缓冲器写数据过程中，不用担心限时定时器会溢出，因为每当 下降沿时，限时定时器自动被复位并重新启
35、动计时。限时定时器要求写 一个字节数据时间TBLW须满足：3sTBLW20s，这是正确对2864A页面写操作的关键。当一页装载完毕，不再有 信号时，限时定时器将溢出，页存储操作随即自动开始。首先把选中页内容擦除，然后写入数据由页缓冲器传递到E2PROM阵列中。,(2)字节写入与页写入类似，写入一个字节，限时定时器就溢出。 4. 数据查询方式 用软件来检测写操作中页存储周期是否完成。在页存储期间，如对2864A执行读操作，那么读出的是最后写入的字节，若芯片的转储工作未完成，则读出数据的最高位是原来写入字节最高位的反码。据此，单片机可判断芯片的编程是否结束。如果读出的数据与写入的数据相同，表示芯片
36、已完成编程，可继续向2864A装载下一页数据。上面介绍E2PROM都是针对Intel公司的产品，其它公司的产品不一定相同。,8.6.3 AT89S51扩展E2PROM AT2864设计 2864A片选端 与P2.7连接，8K字节存储器可作为数据存储器用，但掉电后数据不丢失。 AT89S51对2864A进行写操作时所用指令包括：MOVX DPTR，AMOVX Ri，A AT89S51对2864A进行读操作时所用指令包括：MOVX A，DPTRMOVX A，Ri 对2864A装载一个页面数据(16个字节)子程序WR2编写。被写入数据取自源数据区，子程序入口参数为：R1=写入2864A字节数(16B
37、)R0=2864A低位地址P2=2864A高位地址DPTR=源数据区首地址,图8-23 2864A与AT89S51单片机接口电路,WR2： MOVX A，DPTR ；取写入数据MOV R2，A ；数据暂存R2，备查询MOVX R0，A ；写入2864AINC DPTR ；源地址指针加1INC R0 ；目的地址指针加1CJNE R0，#00H，NEXT ；低位地址指针未满跳NEXT处INC P2 ；否则高位指针加1 NEXT：DJNZ R1，WR2 ；页面未装载完转移DEC R0 ；页装载完，恢复最后写入数据地址 LOOP： MOVX A，R0 ；读2864AXRL A， R2 ；与写入的最后一
38、个数据相异或JB ACC.7，LOOP ；最高位不等，再查RET ；最高位相同，一页写完上述写入程序中，完成页面装载循环部分共8条指令，当采用12MHz晶振时，进行时间约为13s，完全符合2864A的TBLW宽度要求。,8.7 片内Flash存储器编程 AT89S51片内4K字节Flash存储器的基本性能如下： （1）可循环写入/擦除1 000次。 （2）存储器数据保存时间为10年。 （3）程序存储器具有3级加密保护。 AT89S51出厂时，Flash存储器处于全部空白状态（各单元均为FFH），可直接进行编程。若不全为空白状态（即单元中有不是FFH的），应首先将芯片擦除后，方可写入程序。AT8
39、9S51片内Flash存储器有3个可编程的加密位，定义了3个加密级别，只要对3个加密位：LB1、LB2、LB3进行编程即可实现3个不同级别的加密。3个加密位的状态可以是编程（P）或不编程（U），3个加密位的状态所提供的3个级别的加密功能见表8-12。对3个加密位的编程可参照表8-13所列控制信号来进行，也可按照所购买的编程器菜单，选择加密功能选项（如果有的话）即可。,64,经过上述加密处理，使解密难度加大，但还可解密。现在有一种非恢复性加密（OTP加密）方法，就是将AT89S51第31脚（ 脚）烧断或某些数据线烧断，经过上述处理的芯片仍正常工作，但不再具有读取、擦除、重复烧写等功能。是一种较强
40、的加密手段。国内某些厂家编程器直接具有此功能。如何将调试好程序写入到片内的Flash存储器中？片内Flash存储器有低电压编程（VPP=5V）和高电压编程（VPP=12V）两类芯片。低电压编程可用于在线编程，高电压编程与一般常用EPROM编程器兼容。在AT89S51芯片的封装面上标有低电压编程还是高电压编程的编程电压标志。应用程序在PC机中与在线仿真器以及用户目标板一起调试通过后，PC机中调试完毕的程序代码文件（.Hex目标文件），必须写入到AT89S51片内的闪速存储器中。目前常用的编程方法主要有两种：一种是使用通用编程器编程，另一种是使用下载型编程器进行编程。,8.7.1 通用编程器编程下
41、载程序时，编程器只是将AT89S51看作一个待写入程序的外部程序存储器芯片。PC机中程序代码一般通过串行口或USB口与PC机连接，并有相应的服务程序。在编程器与PC机连接好以后，运行服务程序，在服务程序中先选择所要编程的单片机型号，再调入.Hex目标文件，编程器就将目标文件烧录到单片机片内的Flash存储器中。开发者只需在市场购买现成的编程器。RF-810编程器的性能特点如下： （1）可对100余厂家的1000多种常用器件进行编程与测试。 （2）采用40脚锁紧插座，与PC机并行口（打印机口）连机工作。 （3）可自行调整烧录电压的参数，具有芯片损坏、插反检测 功能，可有效地保护芯片。,（4）对各
42、种单片机内Flash存储器、EPROM、E2PROM、PLD进行编程。 RF-810编程器配备全中文的Windows环境下运行的驱动软件。对芯片的编程不需要人工干预，软件用户界面易学，使用方便。 RF-810编程器套件包括：RF-810编程器主机，并口电缆及匹配器插座以及AC/DC电源适配器。使用编程器前应先进行硬件安装和软件安装。硬件安装时，首先把编程器的电缆与PC机并行口连接好后，再接通PC机电源，打开编程器的电源开关，编程器主机上的电源灯亮。此时，再进行编程器软件安装。PC机电源接通后，进入Windows环境。编程器的软件安装与普通软件的安装方法相同。软件安装完毕后，自动在桌面上形成RF
43、-810编程器图标。 点击RF-810编程器的图标，进入主菜单。主菜单下有如下功能的快捷方式图标的命令可供选择。,（1）选择要编程芯片的厂家、类型、型号、容量等。 （2）编程的内容调入缓冲区，进行浏览、修改操作。 （3）检查器件是否处于空白状态。 （4）可按照擦除、编程、校验等操作顺序自动完成对器件的全部操作过程。 （5）把缓冲区的内容写入到芯片内并进行校验。 （6）把器件的内容读入到缓冲区。 （7）校对器件内容和缓冲区内容是否一致，并列出有差异的第一个单元的地址。 （8）逐单元比较器件内容和缓冲区内容有无差异，并将有差异的单元列表显示。 （9）将器件的内容在屏幕上显示。 具体使用，可详细阅读
44、所购买的编程器的使用说明书。,8.7.2 ISP编程 AT89S5x系列单片机支持ISP。是指在电路板上的被编程的空白器件可以直接写入程序代码，而不需要从电路板上取下器件，已编程的器件也可用ISP方式擦除或再编程。 ISP下载编程器可以自行制作，也可电子市场购买。 ISP下载编程器与单片机一端连接的端口通常采用ATMEL公司提供的接口标准，即10引脚的IDC端口。图8-24为IDC端口的实物图以及端口的定义。,图8-24 IDC端口的实物图以及端口的定义,采用ISP下载程序时，用户板上必须装有上述IDC端口，端口信号线必须与目标板上AT89S51的对应引脚连接。注意，图中的8脚P1.4（ ）端只对AT89LP系列单片机有效，对AT89S5x系列单片机无效，不用连接。常见市售的ISP下载型编程器为ISPro下载型编程器。用户将安装光盘插入光驱，运行安装程序SETUP.exe即可。安装后，在桌面上建立一个“ISPro.exe下载型编程器”图标，双击该图标，即可启动编程软件。 ISPro下载型编程器软件的使用与RF-810软件的使用方法基本相同，可参照编程器使用说明书进行操作。,
