單片機(jī)的片選和地址分配

在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，所以外圍芯片都通過(guò)總線與單片機(jī)相連。單片機(jī)數(shù)據(jù)總線分時(shí)地與外圍芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，為了使這種傳送能可靠地進(jìn)行，幫要進(jìn)行片選控制。片內(nèi)有多個(gè)字節(jié)單元時(shí)，還要進(jìn)行片內(nèi)地址選擇。

一片外圍芯片具有一定的地址空間。例如11根地址線的芯片，其地址空間為2KB（2048）。這2KB地址空間在微處理器的內(nèi)存空間（如8位微處理器有16根地址線，能尋址64KB）中被分配在什么位置，由高位地址線A11~A15產(chǎn)生的片選信號(hào)來(lái)分別確定。當(dāng)外圍芯片多于一片時(shí)，為了避免誤操作，必須利用片選信號(hào)來(lái)分別確定各芯片的地址分配。產(chǎn)生片選信號(hào)的方式不同，存儲(chǔ)器的地址分配也就不同。片選方式有線選、全譯碼和局部譯碼。

線選方式

線選方式，就是把一根高位地址線直接連外圍芯片的片選端，如圖1。圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都是2KB×8位存儲(chǔ)器芯片，地址線 A10~A0 實(shí)現(xiàn)片內(nèi)尋址B?，F(xiàn)用3根高位地址線A11、A12、A13實(shí)現(xiàn)片選，均為低電平有效。為了不出現(xiàn)尋址錯(cuò)誤，當(dāng)All、A12、A13之中有一根地址線為低電平時(shí)，其余兩根必須為高電平，即每次操作只能選中其中一個(gè)芯片，假設(shè)剩下的兩根高位地址線 Al4、A15都為低電平，這樣可得到3個(gè)芯片的地址分配，見(jiàn)表1。

圖1 用線選方式實(shí)現(xiàn)片選

表1 線選方式地址分配表

可以看出 3 個(gè)芯片的內(nèi)部尋址 A10~A0與都是從0~0（共11位），為2KB空間，而依靠不同的片選信號(hào)---高位地址線A11、A12、A13之中某一根為0，來(lái)區(qū)分這3個(gè)芯片的地址空間。

也可以用一根高位地址線加一“非門”，對(duì)兩片存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)片選，如圖2所示。圖中當(dāng)A11為低電平時(shí)選通芯片Ⅰ，當(dāng)A11為高電平時(shí)選通芯片Ⅱ。類似上例方法，可得到兩芯片的地址空間為：

芯片Ⅰ 0000H 一 07FFH

芯片Ⅱ 0800H 一 0FFFH

線選方式的接口電路簡(jiǎn)單，其缺點(diǎn)是芯片的地址空間相互之間可能不連續(xù)，不能充分利用微處理器的內(nèi)存空間或者存在著地址重疊現(xiàn)象。不能充分利用內(nèi)存空間的原因是：用作片選信號(hào)的高位地址線的信號(hào)狀態(tài)得不到充分利用。在圖1中，All、A12、A13這3根地址線的信號(hào)狀態(tài)從000到111應(yīng)有8種，若采用譯碼方式能選通8個(gè)2KB 芯片，存儲(chǔ)空間共計(jì)16KB。但在線選方式下，只能使用其中3種狀態(tài)（即 3 位數(shù)碼中只允許1位為“0”） ，選通3個(gè)2KB芯片，存儲(chǔ)空間減為6KB。

圖2 用一根高位地址線對(duì)兩片儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)片選

所謂“地址重疊”是指一個(gè)存儲(chǔ)器芯片占用

一個(gè)以上的地址空間，或者說(shuō)不同的地址會(huì)選通同一存儲(chǔ)單元。這是因?yàn)樽鳛槠x信號(hào)的某根高位地址線有效而選通該芯片時(shí)，其它的高位地址線可能閑置未用，它們的電平可以為高也可以為低，這并不影響這個(gè)芯片的選通，但這樣該芯片就會(huì)有不同的地址空間。以圖1為例，當(dāng) Al1為低電平選通芯片I 時(shí)，此時(shí) A12 、 A13 必須為高電平，然而表1中的 A14、A15的電平可高可低，這樣對(duì)于芯片I ，實(shí)現(xiàn)上存在 4 個(gè)地址空間，它們是 3000H 一 37FFH 、 7000H 一 77FFH 、 B000H 一 B7FFH 和 F000H 一 F7FFH 。同理，芯片Ⅱ和Ⅲ也有4個(gè)地址空間。對(duì)于地址重疊現(xiàn)象，使用者要清楚，并認(rèn)定其中一個(gè)地址空間進(jìn)行編程使用。

由于線選方式不能充分利用內(nèi)存空間，因此這種方式一般適用于存儲(chǔ)容量較小的系統(tǒng)。