在单片机应用系统中,所以外围芯片都通过总线与单片机相连。单片机数据总线分时地与外围芯片进行数据传送,为了使这种传送能可靠地进行,帮要进行片选控制。片内有多个字节单元时,还要进行片内地址选择。
一片外围芯片具有一定的地址空间。例如11根地址线的芯片,其地址空间为2kb(2048)。这2kb地址空间在微处理器的内存空间(如8位微处理器有16根地址线,能寻址64kb)中被分配在什么位置,由高位地址线a11~a15产生的片选信号来分别确定。当外围芯片多于一片时,为了避免误操作,必须利用片选信号来分别确定各芯片的地址分配。产生片选信号的方式不同,存储器的地址分配也就不同。片选方式有线选、全译码和局部译码。
线选方式
线选方式,就是把一根高位地址线直接连外围芯片的片选端,如图1。图中ⅰ、ⅱ、ⅲ都是2kb×8位存储器芯片,地址线 a10~a0 实现片内寻址b。现用3根高位地址线a11、a12、a13实现片选,均为低电平有效。为了不出现寻址错误,当all、a12、a13之中有一根地址线为低电平时,其余两根必须为高电平,即每次操作只能选中其中一个芯片,假设剩下的两根高位地址线 al4、a15都为低电平,这样可得到3个芯片的地址分配,见表1。
图1 用线选方式实现片选
表1 线选方式地址分配表
可以看出 3 个芯片的内部寻址 a10~a0与都是从0~0(共11位),为2kb空间,而依靠不同的片选信号---高位地址线a11、a12、a13之中某一根为0,来区分这3个芯片的地址空间。
也可以用一根高位地址线加一“非门”,对两片存储器实现片选,如图2所示。图中当a11为低电平时选通芯片ⅰ,当a11为高电平时选通芯片ⅱ。类似上例方法,可得到两芯片的地址空间为:
芯片ⅰ 0000h 一 07ffh
芯片ⅱ 0800h 一 0fffh
线选方式的接口电路简单,其缺点是芯片的地址空间相互之间可能不连续,不能充分利用微处理器的内存空间或者存在着地址重叠现象。不能充分利用内存空间的原因是:用作片选信号的高位地址线的信号状态得不到充分利用。在图1中,all、a12、a13这3根地址线的信号状态从000到111应有8种,若采用译码方式能选通8个2kb 芯片,存储空间共计16kb。但在线选方式下,只能使用其中3种状态(即 3 位数码中只允许1位为“0”) ,选通3个2kb芯片,存储空间减为6kb。
图2 用一根高位地址线对两片储器实现片选
所谓“地址重叠”是指一个存储器芯片占用
一个以上的地址空间,或者说不同的地址会选通同一存储单元。这是因为作为片选信号的某根高位地址线有效而选通该芯片时,其它的高位地址线可能闲置未用,它们的电平可以为高也可以为低,这并不影响这个芯片的选通,但这样该芯片就会有不同的地址空间。以图1为例,当 al1为低电平选通芯片i 时,此时 a12 、 a13 必须为高电平,然而表1中的 a14、a15的电平可高可低,这样对于芯片i ,实现上存在 4 个地址空间,它们是 3000h 一 37ffh 、 7000h 一 77ffh 、 b000h 一 b7ffh 和 f000h 一 f7ffh 。同理,芯片ⅱ和ⅲ也有4个地址空间。对于地址重叠现象,使用者要清楚,并认定其中一个地址空间进行编程使用。
由于线选方式不能充分利用内存空间,因此这种方式一般适用于存储容量较小的系统。
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