1.2 Подключение внешней памяти

1.2.1 Работа с внешней памятью микроконтроллера x51

Обращения к внешней памяти подразделяются на обращения к внешней памяти программ и обращения к внешней памяти данных. В первом случае для формирования сигнала, активирующего ПЗУ с программой, используется сигнал PSEN, во втором – сигналы RD и WR, активизирующие ОЗУ с данными.

Если используется 16-битовый адрес, старшие восемь бит выводятся через порт Р2, где они сохраняются в течение всего цикла обращения к внешней памяти.

Если при обращении к внешней памяти данных используется восьми битный адрес, то на выводах порта остается та же информация, которая там была до начала обращения к внешней памяти. Это позволяет организовать постраничную адресацию внешней памяти данных.

Как уже отмечалось, на выводах порта P0 младший байт адреса мультиплексируется с данными. Сигналы адреса/данных задействуют оба полевых транзистора выходного каскада порта P0. Таким образом, в этом случае выводы P0 уже не являются выводами с открытым стоком и не требуют внешних нагрузочных элементов.

Сигнал ALE используется для фиксации младшего байта адреса во внешнем регистре-защелке. Адресная информация достоверна в момент окончания сигнала ALE.

Выводимый в цикле записи байт заносится в P0 непосредственно перед активацией сигнала WR и остается неизменным до окончания этого сигнала. В цикле чтения данные на выводах P0 для достоверного считывания должны быть установившимися к моменту окончания сигнала RD.

Во время обращения к внешней памяти CPU записывает 0FFH в SFR P0, уничтожая, таким образом, хранимую там информацию. Таким образом, использовать для записи порт P0 при работе с внешней памятью надо с известной долей осторожности.

Обращение к внешней памяти программ возможно в двух случаях:

• когда сигнал ЕА активен, т.е. имеет нулевой уровень,

• когда программный счетчик РС содержит число больше 0FFH.

Когда CPU работает с внешней памятью программ, все линии порта Р2 используются для вывода старшего байта адреса и не могут быть использованы для обычного ввода/вывода информации.

1.2.2 Схемная реализация

По техническому заданию нам надо подключить 8 Mбайт внешней памяти данных (RAM), а микроконтроллер поддерживает только 64 кбайта (16 адресных линий). Поэтому мы используем две микросхемы памяти, переключение между которыми идет по команде CS (chip select), то есть в каждый момент времени мы можем обращаться только к одной микросхеме памяти (64 кбайта).

Также надо подключить 64 кбайта внешней памяти программ. Микроконтроллер поддерживает такой объем памяти. Так как память является перезаписываемой, то необходимо реализовать поступление сигнала записи на ее вход в нужный момент. Этого можно добиться, подключив сигнал записи (WR) по схеме «И» с сигналом Chip Select. Функциональная схема подключения представлена на общей схеме системы.

1.2.3 Подключение lcd дисплея

Система, в которой используется мик­роконтроллер, должна не только что-то измерять или чем-то управ­лять, но и, как правило, отображать. В подавляющем боль­шинстве случаев в качестве узла отображения используются знакосинтезирующие индикаторы. Последние могут быть жидкокри­сталлическими или светодиодными. По способу формирования символов индикаторы могут быть семисегментными или матричными. Многие из них, в особен­ности жидкокристаллические, снабжены самостоятельными микро­контроллерами, существенно упрощающими работу с ними. В этом случае в обязанности разработчика входит лишь организация пере­дачи информации от основного МК в контроллер индикатора, а все, что связано с отображением переданных символов, осуществляется последним.

Используем ЖКИ с контроллером Hitachi 44780. Интерфейс данного контроллера имеет параллельный интерфейс. Данные, которые поступают на вход контроллера ЖКИ имеют длину 8 бит и могут посылаться по четыре или по восемь за один цикл обмена. Если используется 4-битный режим обмена, то полный 8-битный код символа передается в виде двух 4-битных «нибблов» (полубайтов): сначала 4 старших бита, затем 4 младших. Также ЖКИ содержит вход «чтение/запись», но так как в нашем случае чтение данных из контроллера индикатора не требуется, то этот вход зануляется и контроллер ЖКИ работает только в режиме записи и отображения данных. Инициализация взаимодействия микроконтроллера и индикатора также идет по управляющему сигналу Chip Select.