第八章 系统扩展
一、填空题
1、 常用程序存储器芯片有，其中程序存储器芯片的代号， 后2位数字 代表程序存储器的容量。
2、 2864A 被当作程序存储器扩展后。只能用命令读取数据，用OE ; 2864A被当作数据存储器扩展后，只能用 MOVX 命令读取数据，用 RD 选通 OE 。
3、 8051扩展并行 I/ O口时，对扩展 I / O芯片输入/输出端的基本要求是： 构成输出口时，接口芯片应具有功能； 构成输入口时，接口芯片应具有功能。
4、 用74系列芯片，扩展输入口时，用为宜；扩展输出口时，用双向总线时，用 74LS245 为宜；扩展单项总线时，用 74LS244 为宜。
5、 51系列单片机能扩展容量的程序存储器和数据存储器。 6、 从理论上讲，8051扩展并行 I/ O 口最多可扩展 16个。 二、选择
1、EPROM 是 （ B ）的程序存储器。 A 、电擦除 B 、紫外线擦除
C 、不须整片擦写 D 、以上都不对 2、EEPROM 是( A ) 的存储器。
A 、电擦除 B 、紫外线擦除
C 、必须整片擦写 D 、以上都不对 3、51系列单片机可扩展（ C ）字节的程序存储器。 A 、8K B 、16K C 、 64K D 、以上都不对
4 、51系列单片机可扩展（ C ）字节的数据存储器。 A 、8K B 、16K C 、 64K D 、以上都不对
5、51系列单片机的数据总线和地址总线的宽度分别是（ A ）。
A 、8位和16位 B 、16位和8位 C 、16位和16位 D 、8位和8位 6、8051扩展并行 I / O 口输入输出操作时执行的指令和控制信号是（ D ）。 A 、 执行MOVX 指令，用PSEN 信号控制读
B 、 执行MOVC 指令，用RD 、WR 信号控制读写 C 、执行MOVC 指令，用PSEN 信号控制读
D 、 执行MOVX 指令，用RD 、WR 信号控制读写
7、片选连接P2.6，扩展1片4K 8并行存储器芯片，其地址范围是（ B ）。 A 、E000H —EFFFH B 、 B000H —BFFFH C 、7000H —7FFFH D 、 D000H —DFFFH
三、简答题
1、在单片机系统中，什么情况下需要扩展总线驱动器？通常选用什么器件？
答：对于51系列的单片机，P0口所能支持的最大负载能力为8个TTL 门。在系统中，如果P0口总线负载达到或超出P0口最大负载能力时，就必须接入总线驱动器。又因为P 口传送的数据是双向的，所有要求扩展的总线驱动器必须具有双向三态功能，扩展总线驱动器宜选用 74HC245 。
2、在51系列单片机中，并行扩展外部程序存储器时，为什么P0口要接一个8位地址锁存器，而P2口却不用接地址锁存器？
答:P0口分时复用地址和数据总线，传送地址信息和数据信息，因此无法形成稳定的低8位地址信息，故在P0口传送低8位地址信息时，要用地址锁存器锁存 。P2口只输出高8位地址信息，在指令执行过程中不发生变化，所有P2口不用接地址锁存器。
3、51系列单片机同时并行扩展外ROM 和外RAM 时，共同使用16位地址线和8位数据线，为什么存储空间不会发生冲突？
答:虽然51系列单片机外ROM 和外RAM 地址都有64K 空间，都是0000H-FFFFH 。但是，访问外ROM 是执行MOVC 指令，使用PSEN 信号控制。而访问外RAM 是执行MOVX 指令，使用RD 、 WR 信号控制，因此不会发生冲突。
4、在单片机系统中，并行扩展一片外部数据存储器RAM 芯片时，一般需要片选，而扩展一片外部程序存储器EPROM 芯片时，却不需要片选，为什么？
答:因外部程序存储器EPROM 只有一片，无须片选，EPROM 片选端CE 直接接地即可，所以EPROM 始终有效。外部数据存储器RAM 虽然也只有一片，但是系统中可能还扩展I/O口，而I/O口与外部数据存储器RAM 是统一编址的，所以一般需要片选。
5、8051扩展并行 I / O 口，进行输入输出操作时各执行什么指令？使用什么控制信号？为什么？ 答:因为8051扩展并行I/O口是将I/O看作外RAM 的一个存储单元，与外RAM 使用统一编址，所以输入输出操作时执行MOVX 指令时，使用RD 、WR 控制信号。
6、如何进行数据总线驱动？
答:51系列P0口的总线驱动能力为8个TTL 门，当数据总线上连接的芯片总数接近8片时，数据总线传输的可靠性变差，会出现数据错误，这时应加入驱动电路。由于数据总线是双向传送的，所以驱动电路要用三态换向能力，常选用74LS245。
7、用74系列芯片扩展输入口、输出口和增加总线驱动能力时，各用什么型号的芯片较为合适？为什么？
答:扩展输入口时，用74HC373为宜；扩展输出口时，用74火车77为宜；扩展双向总线驱动是，用74HC245为宜；扩展单向总线时，用74HC244为宜。
扩展8051的I/O口尚有其他芯片能起到同样的功能，但是价格较高，使用相对不便。如采用74373扩展输出口，比采用74377扩展输出口要另外多用一只或门，采用74273比采用74377多用一只或非门；采用74244输出无锁存功能等。
需要指出的是与74系列兼容的芯片有74LS 、74HC 、74ALS 等多种，每种芯片电气特性有所不同，与8051最适配的是74HC 系列，74HC 系列是一种高速CMOS 芯片，其输入和电源电压规范同CMOS4000系列，输出驱动能力和速度与74LS 系列相当。
四、判断对错。
1、一个外部设备可以拥有多个地址。 （ T ）
2、一个地址可以对应多个外部设备。 （ F ） 3、扩展存储器时线选法和译码法可以同时使用。 ( T ) 4、线选法和译码法并用时，线选法的外设地址可以与译码法的外设地址重叠。 （ F ） 5、同时扩展相同容量的程序存储器和数据存储器，可以使用同一片选线。 （ T ）
6、扩展数据存储器时，可以选择任意空间。 （ T ） 7、扩展程序存储器时，可以选择任意空间。 （ F ）
五、扩展
1、并行扩展4片 2K ⨯8数据存储器芯片，试用线选法 P2.3 、P2.4 、P2.5 、P2.6 做其片选，并画出连接电路。P2.7为1时，分别指出4片存储器芯片的地址范围。
解：4片存储器连接电路如图示。存储器的地址范围如下：
1#芯片：F000H ～F7FFH = 1111 0000 0000 0000B ～ 1111 0111 1111 1111 B 2#芯片：E800H ～EFFFH = 1110 1000 0000 0000 B ～ 1110 1111 1111 1111 B 3#芯片：D800H ～DFFFH= 1101 1000 0000 0000 B ～ 1101 1111 1111 1111 B 4#芯片：B800H ～BFFFH= 1011 1000 0000 0000 B ～ 1011 1111 1111 1111 B
第八章 系统扩展
一、填空题
1、 常用程序存储器芯片有，其中程序存储器芯片的代号， 后2位数字 代表程序存储器的容量。
2、 2864A 被当作程序存储器扩展后。只能用命令读取数据，用OE ; 2864A被当作数据存储器扩展后，只能用 MOVX 命令读取数据，用 RD 选通 OE 。
3、 8051扩展并行 I/ O口时，对扩展 I / O芯片输入/输出端的基本要求是： 构成输出口时，接口芯片应具有功能； 构成输入口时，接口芯片应具有功能。
4、 用74系列芯片，扩展输入口时，用为宜；扩展输出口时，用双向总线时，用 74LS245 为宜；扩展单项总线时，用 74LS244 为宜。
5、 51系列单片机能扩展容量的程序存储器和数据存储器。 6、 从理论上讲，8051扩展并行 I/ O 口最多可扩展 16个。 二、选择
1、EPROM 是 （ B ）的程序存储器。 A 、电擦除 B 、紫外线擦除
C 、不须整片擦写 D 、以上都不对 2、EEPROM 是( A ) 的存储器。
A 、电擦除 B 、紫外线擦除
C 、必须整片擦写 D 、以上都不对 3、51系列单片机可扩展（ C ）字节的程序存储器。 A 、8K B 、16K C 、 64K D 、以上都不对
4 、51系列单片机可扩展（ C ）字节的数据存储器。 A 、8K B 、16K C 、 64K D 、以上都不对
5、51系列单片机的数据总线和地址总线的宽度分别是（ A ）。
A 、8位和16位 B 、16位和8位 C 、16位和16位 D 、8位和8位 6、8051扩展并行 I / O 口输入输出操作时执行的指令和控制信号是（ D ）。 A 、 执行MOVX 指令，用PSEN 信号控制读
B 、 执行MOVC 指令，用RD 、WR 信号控制读写 C 、执行MOVC 指令，用PSEN 信号控制读
D 、 执行MOVX 指令，用RD 、WR 信号控制读写
7、片选连接P2.6，扩展1片4K 8并行存储器芯片，其地址范围是（ B ）。 A 、E000H —EFFFH B 、 B000H —BFFFH C 、7000H —7FFFH D 、 D000H —DFFFH
三、简答题
1、在单片机系统中，什么情况下需要扩展总线驱动器？通常选用什么器件？
答：对于51系列的单片机，P0口所能支持的最大负载能力为8个TTL 门。在系统中，如果P0口总线负载达到或超出P0口最大负载能力时，就必须接入总线驱动器。又因为P 口传送的数据是双向的，所有要求扩展的总线驱动器必须具有双向三态功能，扩展总线驱动器宜选用 74HC245 。
2、在51系列单片机中，并行扩展外部程序存储器时，为什么P0口要接一个8位地址锁存器，而P2口却不用接地址锁存器？
答:P0口分时复用地址和数据总线，传送地址信息和数据信息，因此无法形成稳定的低8位地址信息，故在P0口传送低8位地址信息时，要用地址锁存器锁存 。P2口只输出高8位地址信息，在指令执行过程中不发生变化，所有P2口不用接地址锁存器。
3、51系列单片机同时并行扩展外ROM 和外RAM 时，共同使用16位地址线和8位数据线，为什么存储空间不会发生冲突？
答:虽然51系列单片机外ROM 和外RAM 地址都有64K 空间，都是0000H-FFFFH 。但是，访问外ROM 是执行MOVC 指令，使用PSEN 信号控制。而访问外RAM 是执行MOVX 指令，使用RD 、 WR 信号控制，因此不会发生冲突。
4、在单片机系统中，并行扩展一片外部数据存储器RAM 芯片时，一般需要片选，而扩展一片外部程序存储器EPROM 芯片时，却不需要片选，为什么？
答:因外部程序存储器EPROM 只有一片，无须片选，EPROM 片选端CE 直接接地即可，所以EPROM 始终有效。外部数据存储器RAM 虽然也只有一片，但是系统中可能还扩展I/O口，而I/O口与外部数据存储器RAM 是统一编址的，所以一般需要片选。
5、8051扩展并行 I / O 口，进行输入输出操作时各执行什么指令？使用什么控制信号？为什么？ 答:因为8051扩展并行I/O口是将I/O看作外RAM 的一个存储单元，与外RAM 使用统一编址，所以输入输出操作时执行MOVX 指令时，使用RD 、WR 控制信号。
6、如何进行数据总线驱动？
答:51系列P0口的总线驱动能力为8个TTL 门，当数据总线上连接的芯片总数接近8片时，数据总线传输的可靠性变差，会出现数据错误，这时应加入驱动电路。由于数据总线是双向传送的，所以驱动电路要用三态换向能力，常选用74LS245。
7、用74系列芯片扩展输入口、输出口和增加总线驱动能力时，各用什么型号的芯片较为合适？为什么？
答:扩展输入口时，用74HC373为宜；扩展输出口时，用74火车77为宜；扩展双向总线驱动是，用74HC245为宜；扩展单向总线时，用74HC244为宜。
扩展8051的I/O口尚有其他芯片能起到同样的功能，但是价格较高，使用相对不便。如采用74373扩展输出口，比采用74377扩展输出口要另外多用一只或门，采用74273比采用74377多用一只或非门；采用74244输出无锁存功能等。
需要指出的是与74系列兼容的芯片有74LS 、74HC 、74ALS 等多种，每种芯片电气特性有所不同，与8051最适配的是74HC 系列，74HC 系列是一种高速CMOS 芯片，其输入和电源电压规范同CMOS4000系列，输出驱动能力和速度与74LS 系列相当。
四、判断对错。
1、一个外部设备可以拥有多个地址。 （ T ）
2、一个地址可以对应多个外部设备。 （ F ） 3、扩展存储器时线选法和译码法可以同时使用。 ( T ) 4、线选法和译码法并用时，线选法的外设地址可以与译码法的外设地址重叠。 （ F ） 5、同时扩展相同容量的程序存储器和数据存储器，可以使用同一片选线。 （ T ）
6、扩展数据存储器时，可以选择任意空间。 （ T ） 7、扩展程序存储器时，可以选择任意空间。 （ F ）
五、扩展
1、并行扩展4片 2K ⨯8数据存储器芯片，试用线选法 P2.3 、P2.4 、P2.5 、P2.6 做其片选，并画出连接电路。P2.7为1时，分别指出4片存储器芯片的地址范围。
解：4片存储器连接电路如图示。存储器的地址范围如下：
1#芯片：F000H ～F7FFH = 1111 0000 0000 0000B ～ 1111 0111 1111 1111 B 2#芯片：E800H ～EFFFH = 1110 1000 0000 0000 B ～ 1110 1111 1111 1111 B 3#芯片：D800H ～DFFFH= 1101 1000 0000 0000 B ～ 1101 1111 1111 1111 B 4#芯片：B800H ～BFFFH= 1011 1000 0000 0000 B ～ 1011 1111 1111 1111 B