微控制器外部ram擴充套件模組
mcs-51系列微控制器外部ram為64k，在一些特殊場合下，遠不能滿足需要，本文就at89c51討論mcs-51系列微控制器大容量ram的擴充套件方法。
首先介紹128k隨機讀取ram hm628128。hm628128是32腳雙列直插式128k靜態隨機讀取ram，它具有容量大、功耗低、**便宜、整合度高、速度快、設計和使用方便等特點。如若在系統中加入掉電保護電路，保護資料有很高的可靠性，可以和eeprom相媲美。
技術特性：
（1） 最大訪問時間為120ns；
（2） 典型選通功耗75mw；典型未選通功耗10uw；
（3） 使用單一5v電源供電；
（4） 全靜態儲存器，不需要時鐘及時序選通訊號；
（5） 週期時間與訪問時間相等；
（6） 採用三態輸出電路，資料輸入和輸出端公用；
（7） 所有輸入和輸出引腳均與ttl電平直接相容；
（8） 有兩個片選端，適合於低功耗使用，即為了儲存資訊，用電池作為後備電源。儲存資訊的最低電源電壓vcc=2v。
引腳安排及功能表：
圖6是hm628128的外部引腳排列圖，各引腳名稱及功用分別如下：
a0～a16是17條位址線；i/o0～i/o7是8條雙向資料線；cs1是片選1，低電平有效，cs2是片選2，高電平有效；wr是寫控制線，當cs1為低電平，cs2為高電平時，wr的上公升沿將i/o0～i/o7上的資料寫到a0～a16選中的儲存單元中；oe是讀出允許端，低電平有效。
hm628128的功能表如表3所示。
表3 hm628128功能表
其中，h表示高電平，l表示低電平，x表示任意狀態
由於at89c51直接外部ram容量為64k，位址線為16條，其中低8位位址和資料分時復用，因此需要外部位址鎖存器和ale鎖存訊號來鎖存低8位位址。又由於at89c51的外部資料和外設位址通用，若擴充套件外設必然占用資料位址。因此本系統採用p2.
7（a15）口來區分資料和外設：當p2.7（a15）口為高電平時，選擇外部資料；p2.
7（a15）口為低電平時，則為外設。因此，直接外部資料容量和外設數量都為32k，可用位址線為15條。本系統外部擴充套件ram為256k，位址線18條。
要達到18條位址線，則必須擴充套件。理論上可行方法很多，如以p1口的某幾位作為最高位位址輸出、外加鎖存器鎖存高位位址等。本系統採用後者，以保留p1口，況且外設空間充裕。
擴充套件電路如圖7所示：
圖7 ram位址擴充套件電路
當讀寫外部資料時，首先應往高位位址鎖存器中送入高位位址，然後再以dptr為間接位址訪問外部資料，注意最高位位址應為1，即資料區最低位址為8000h。
以下程式段演示了外部資料的讀寫。
mov dptr，#0020h0020h為高位位址鎖存器的位址
mov a，#00h00h 表示第乙個32k空間
movx @dptr，a寫入位址資料
mov dptr，#8000h8000h 為每個32k的第乙個位元組位址
movx a，@dptr從位址單元讀取資料
若最後一句換為:
movx @dptr，a
則為向ram中寫資料。
同時作者還利用hm628128的資料保持特性為其加入了掉電保護電路。當主電源關閉時，備用電源發揮作用，這樣ram內的資料就不會丟失。其特性如表4所示。
表4 低電源電壓資料保持特性
低電源電壓資料保持時序關係如圖8所示。
4.5v
2.2v
vdri
cs10vvcc4.5v
cs2vdr2
0.4v
0v圖8 cs2控制資料保持時序
根據表4和圖8可知，只要在系統上電或斷電期間保證使hm628128的cs2立即變為低電平（cs2≤0.2v）或wr立即變為高電平就可使其中的資料維持不變，圖9可實現這一功能。
圖9掉電保護電路
其原理如下：當系統正常時，電流通過d1向hm628128供電，同時向電池bt充電，當系統電源切斷時，將由電池供電。
上電時，系統電源對c1充電，在此期間cs2是輸入要經過一定的延時後才能變為高電平，同時，由於u1、u2的電源是由系統電源對c2充電來建立的，這就保證了在上電時hm628128處於寫靜止狀態。
在系統掉電瞬間，由於u1、u2由vs供電，仍處於工作狀態，電源掉電致使u1的輸入立即變低，wr端變為低電平，從而禁止對hm628128的寫入。同時c1也通過d2和r2放電，從而使cs2變為低電平。因此在掉電瞬間和掉電後，hm628128也處於寫禁止狀態。
經實踐證明，本電路工作可靠，ram中資料儲存完整。
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