单片机外部RAM扩展模块.doc

单片机外部 RAM扩展模块MCS-51系列单片机外部 RAM为 64K，在一些特殊场合下，远不能满足需要，本文就 AT89C51讨论 MCS-51系列单片机大容量 RAM的扩展方法首先介绍 128K 随机读取 RAM HM628128 HM628128是 32 脚双列直插式 128K 静态随机读取 RAM，它具有容量大、功耗低、价格便宜、集成度高、速度快、设计和使用方便等特点如若在系统中加入掉电保护电路，保护数据有很高的可靠性，可以和 EEPROM相媲美技术特性：（1） 最大存取时间为 120ns；（2） 典型选通功耗 75mW；典型未选通功耗 10uW；（3） 使用单一 5V 电源供电；（4） 全静态存储器，不需要时钟及时序选通信号；（5） 周期时间与存取时间相等；（6） 采用三态输出电路，数据输入和输出端公用；（7） 所有输入和输出引脚均与 TTL 电平直接兼图 6 HM628128外部引脚容；（8） 有两个片选端， 适合于低功耗使用， 即为了保存信息， 用电池作为后备电源保存信息的最低电源电压 Vcc=2V引脚安排及功能表：图 6 是 HM628128的外部引脚排列图，各引脚名称及功用分别如下：A0～ A16是 17 条地址线； I/O0 ～I/O7 是 8 条双向数据线； CS1是片选 1，低电平有效， CS2是片选 2，高电平有效； WR是写控制线，当 CS1为低电平， CS2 为高电平时， WR的上升沿将 I/O0 ～I/O7 上的数据写到 A0～A16 选中的存储单元中； OE是读出允许端，低电平有效。

HM628128的功能表如表 3 所示表 3 HM628128 功能表WRCS1CS2OE工作方式XHXX未选中XXLX未选中HLHH输出禁止HLHL读LLHH写其中， H 表示高电平， L 表示低电平， X 表示任意状态由于 AT89C51直接外部 RAM容量为 64K，地址线为 16 条，其中低 8 位地址和数据分时复用，因此需要外部地址锁存器和 ALE锁存信号来锁存低 8 位地址又由于 AT89C51的外部数据和外设地址通用， 若扩展外设必然占用数据地址 因此本系统采用 P2.7（A15）口来区分数据和外设：当 P2.7（A15）口为高电平时，选择外部数据； P2.7（A15）口为低电平时，则为外设因此，直接外部数据容量和外设数量都为 32K，可用地址线为 15 条本系统外部扩展 RAM为 256K，地址线 18 条要达到 18 条地址线，则必须扩展理论上可行方法很多，如以 P1 口的某几位作为最高位地址输出、 外加锁存器锁存高位地址等 本系统采用后者，以保留 P1 口，况且外设空间充裕扩展电路如图 7 所示：地址总线译码器图 7 RAM 地址扩展电路当读写外部数据时，首先应往高位地址锁存器中送入高位地址，然后再以DPTR为间接地址访问外部数据，注意最高位地址应为 1，即数据区最低地址为8000H。

以下程序段演示了外部数据的读写MOV DPTR，#0020H； 0020H 为高位地址锁存器的地址MOV A，#00H； 00H 表示第一个 32K 空间MOVX @DPTR，A；写入地址数据MOV DPTR，#8000H； 8000H 为每个 32K 的第一个字节地址MOVX ，A@DPTR；从地址单元读取数据若最后一句换为 :MOVX @DPTR，A则为向 RAM中写数据同时作者还利用 HM628128的数据保持特性为其加入了掉电保护电路当主电源关闭时，备用电源发挥作用，这样 RAM内的数据就不会丢失其特性如表 4 所示表 4 低电源电压数据保持特性名称符号最小典型最大单实验条件表示值值值位数据保持的电CS1≥Vcc-0.2V,OR2.0--VCS2≥Vcc-0.2V,源电压 VccV或 0V≤ CS2≤0.2V,Vin ≥ 0V-150uAVcc=3.0V,Vin ≥ 0V,CS1≥Vcc-0.2V,数据保持电流CS2≥Vcc-0.2V,-150uA或 0V≤CS2≤ 0.2V片选禁止到数t CDR0--ns据状态时间见波形图 8t R5--ms运行恢复时间低电源电压数据保持时序关系如图 8 所示。

T数据保持方式tCDRR4.5V2.2VVdriCS1CS1≥ Vcc-0.2V0VVcc数据保持方式4.5VTt RCS2CDRVdr20.4VCS2≤ 0.2V0V图 8 CS2 控制数据保持时序根据表 4 和图 8 可知，只要在系统上电或断电期间保证使HM628128的 CS2立即变为低电平（CS2≤0.2V ）或 WR立即变为高电平就可使其中的数据维持不变，图 9 可实现这一功能图 9 掉电保护电路其原理如下： 当系统正常时， 电流通过 D1向 HM628128供电，同时向电池 BT 充电，当系统电源切断时，将由电池供电上电时，系统电源对 C1 充电，在此期间 CS2 是输入要经过一定的延时后才能变为高电平，同时，由于 U1、U2的电源是由系统电源对 C2充电来建立的，这就保证了在上电时 HM628128处于写静止状态在系统掉电瞬间，由于 U1、U2由 Vs 供电，仍处于工作状态，电源掉电致使 U1 的输入立即变低， WR端变为低电平，从而禁止对 HM628128的写入同时 C1 也通过 D2 和 R2 放电，从而使 CS2 变为低电平因此在掉电瞬间和掉电后，HM628128也处于写禁止状态。

经实践证明，本电路工作可靠， RAM中数据保存完整 是风的细语、是雨的柔顺、斑驳了一道道古老的忧伤，刻在了灯火阑珊处 ?是桥的沧桑、是石的痕迹、流年了一首首陈旧的诗韵，铭在了秋月三更天 ?海棠红袖添香，墨迹染血苍凉安静中，晨曦相伴花香，展一笺前世的千秋歌遥 ;清雨深巷幽笛，挥洒寒月银装情浓处，夕阳西落桃源，留一篇今生的婉艳霓裳挽轻风拂墨，泼洒一秋雨红，拨开海棠的花事，聆听花瓣细语呢喃，深情里，香醉十里桃花，溪留百亩婉蓝摇曳的风铃，恍惚的倩影沉月入水禅心未改，凝霜了一夜烟波的伤梦灵润如玉的杏花黄似菊染的丝雨，阵阵飘莹、落琴弦瑟拂墨轻风， 笔尖莹绕了一圈年轮， 轻轻的描出了圆圆的印迹， 淡色中，雅致的轻雨，穿巷飘过，留下了一串串流香的诗花模糊的撇捺、不清的横竖，送走着残血的时光摘一支轻雨，铺一笺墨迹，在灯火阑珊处窥探一叶棂窗，熟悉的倩影淡淡一笑，倾城了岁月的柔情，暖雨中蜜意了情侣的梦香一杯轻风，半壶墨迹捧着安静的角落，独饮墨香，留韵素白轻风拂过，开满了一园禅意，一片樱花轻风缓缓，墨香袭袭长长的倩影里，柔软了风韵的味律，洒脱的静悟中遥远变成了传说，把爱定格在一瞬间这第一段似乎是着重描摹春的美丽，可起首有“多事的东风”一句，暗示着有人恼春，于是有个人物忽悠地闪了一下，桃红“醉依在封姨的臂弯里” ，一下子就不见了。

但“多事”里隐蕴着的愠意，因封姨的出现有了着落春天写足了，那位对春天怀着恨意的人物便在作者的笔下十分不情愿地亮相了 “只有一个孤独的影子，她，倚在栏杆上， ”这就是封姨了，她“才从青春之梦醒过来”，茫然不解这眼前发生的一切作者笔下的她原来是一个芳华已失的女人！眼前的春天只是她过去的影子。