采用段式管理的大容量外部RAM扩展技术

采用段式管理的大容量外部RAM扩展技术 应用天地 采用段式蕾疆的大謇?外部RAM扩—攮术 ?阜阳师范学院陈卫兵 在cs96系列单片机的应用开发中,经常会遇到需要太客量的数据存储嚣的情况. 本文针对 摘要McS96系列单片机的内存体系结构特点,介绍一种段式管理的太容量数据存 储器扩展技术. 此技术由于使用方便具有很高的实用性 关键词单机段物理地址逻辑地址 MCS96系列单片机是一种16位字长,比MCS51 性能更高的单片机,在仪器 系列单片机功能更全, 仪 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf ,过程控制等领域应用极为广泛.在采用 MCS96系列单片机的应用开发中.我们碰到一个难 题:当需要大容量的数据存储时数据存储器的扩 展如采用与MCS51系列单片机同样的方法则无法 工作.因为其内存体系结构采用程序存储器与数据 存储器统一编址的普林斯顿结构.程序存储器的地 址与数据存储器的地址不能相同;而MCS51系列单 片机采用程序存储器与数据存储器分开编址的哈佛 结构,程序存储器的地址与数据存储器的地址不冲 突,可以相同.因而其数据存储器扩展容易,而且 整个数据存储器地址空间连续MCS96系列单片机 的普林斯顿内存体系结构浃定了不能简单采用与 MCS51系列单片机相同的数据存储器扩展技术本 文针对MCS96系列单片机的内存体系结构特点给 出一种段式管理的大容量的数据存储器扩展技术. 1段式管理的大容量数据存储器扩展技术 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 思想概述针对MC$96系列单片机的存储 结构特点.可看出扩展的数据存储器的低16位地址 不能与程序存储器的地址相同,因此,必须从 MCS96系列单片机的内存体系结构中找出一个专门 的区域.本文将此区域定义为段.对其进行扩展, 通过各段的高地址来区分不同段.由于各段的实际 物理地址是不相连的.从用户角度看,直接使用物 理地址编程很麻烦,因此设计一个逻辑段表来管 理,并且设计一个简单的子程序来完成逻辑地址与 物理地址的转换.从而便于用户编程.具体过程如 下, 11段的设置区域 根据图1所示MCS96系列单片机的内存体系结 .")外部存储器与? 4.?H)内部R.M DH)系统保留区 ...H )外部存储嚣与.口 … , 图1MCS96系列单片机的内存体系结构分配圈 构分配图可以看出.叭00H~IFFDH,4000H,0FFFFH 两个区域可以给外部存储器及I/O口使用. 0100H,1FFDH的区域较小,考虑到一般应用系统的 程序较短.只有几KB,I/O口地址更少,因而可以 将此区域分配给外部程序存储器与I/O口.4000H, 0FFFFH区域分配给外部数据存储器.由于一般数 据存储器芯片的存储地址容量为2uKB(?为大于零 的整数),因此,这48KB的区域可以划分为32KB 与16KB的两个区间.如要求有大容量存储地址空 间.则可以把以上48KB的区域整个看成一个段,或 者将此区域的一部分看成一个段,多设置几个这样 的段就可以解决. 1.2段的存储空间的最佳设置 由于段的空间的设置区域在4000H-0FFFFH的 48KB的存储地址空间.因而有三种段的存储地址 空间大小的设置 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 : ?每段设为起始地址相同的32KB; ?每段都设为48KB: ?一些段设为48KB;一些段设为32KB. 由于方案2与3采用32KB的存储区间与16KB 的存储区间组成段,因而在硬件设计方面使地址译 更不便于对各段存取管 码器与存储器的连接复杂, 理,尤其对于数据存储器采用单个大容量的 EEPROM或FLASHRAM时,硬件设计更是困难; 而方案1则只采用32KB的芯片组成段一而且起始 地址相同.对于数据存储器采用多个32KB的RAM 芯片,或者数据存储器采用单个大容量的EEPROM 或FLASHRAM芯片时(可在其内部划分为多个 32KB段)一在硬件设计方面非常简单,也便于用逻 辑段表进行存取管理.因而采用方案1.即段的存 储空间大小的最佳设置为32KB 13段的存取控制 131存储器逻辑段与物理段的关系 由于段的存储地址空间大小的最佳设置为 32KB,各段的实际物理地址为物理段号加上物理段 内地址,因此.可设物理段号的存储单元为8bit.这 样一整个扩展数据存储器容量为256×32KB,即 8MB,对于一般的单片机应用系统已经远远满足 了.由于各物理段之间地址不连续一用户直接使用 物理地址编程不方便因而要采用连续的逻辑地址 供用户使用,来对各物理段访问逻辑地址分为逻 辑段号与逻辑偏移地址两部分,逻辑段号的存储单 元也为8bit.但由于逻辑偏移地址为16bit,因而一 个逻辑段的大小为64KB.地址从O000H~0FFFFH, 物理段0 物理段22 图2逻辑段与物理段的对应关系 即1个逻辑段与2个物理段相对应,所以逻辑段的 个数为实际物理段的个数的一半.对物理段与逻辑 段进行编号设逻辑段的个数为?个,编号为0, 1.2,?,N1一可用图2来表示二者的对应关 系 132逻辑段表设计与段的存取管理 为了便于对段的存取管理控制,设计一个逻辑 段表,表的内容为逻辑段号.因为1个逻辑段为 64KB一它与2个物理段(每段32KB)相对应,因 而逻辑段表的长度为实际物理段总数的一半.设有 ?个段一逻辑段表如图3所示.例 如:有8个32KB的物理段,逻辑 段表的长度为4B,逻辑段表的内容 为0,1,23.实际的物理段号 为:0,l2—3,4,5.6—7每 个逻辑段号与2个物理段号相对应 目图3逻辑段表 另外.为了便于存取控制,设计一个将逻辑地 址自动转换成物理地址的子程序,子程序必须简 单.经过分析.把每个32KB的物理段的起始地址 都设为8000H一即每个32KB的物理段的段内地址部 是从8000H~0FFFFHc根据逻辑地址与物理地址的 对应关系.笔者设计了一个子程序,由于结构简 单只给出具体 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 图,如图4所示.子程序的人 口参数为逻辑段号与逻辑偏移地址,返回结果为物 理段号与物理段内地址.这样,对段的存取访问可 先查逻辑段表查出逻辑段号一再调用该子程序实 现. 图4逻辑地址转换成物理地址的于程序流程图 2设计举例:8096扩展128KB的RAM 分析:由于地址空间为128KB.因此可设置 4个大小同为32KB的段,每段选用1个62256芯片. 电路原理分析:8096的P3口输出直接作为数据总线 使用,同时外接74Ls373的输出作为低地址总线 A.,A:P4口的P4. o—P"作为高地址总线AB,A使用, P,经过一反相器连接74LS139(双2~4译码器)的lG 66丰?--.?^?''^一____ 应用天地 (使能端);P,P..分别与74LS139译码器的两个输 入端IA,1A.相接.P..,P,P分别作为高地址 总线AAA.使用.译码器的输出IY31Y2 1Yt,1Yo分别与4个存储器62256的片选信号CS相 接.这样可以得出段0存储器的物理地址为 08000H~0FFFFH段1存储器的物理地址为18000H~ 1FFFFH,段2存储器的物理地址为28000H-2FFFFH. 段3存储器的物理地址为38000H-3FFFFH;而逻辑 地址为00000H~1FFFFH.逻辑段表的内容为0,1, 具体电路如图5所示 FLASHRAM等;最大的扩展容量为8MB,远远超 出了一般应用系统的数据存储器扩展需求.从用户 角度看,用户在编程时不必考虑实际物理数据存储 器的地址空间是否连续,通过段式管理,使用连续 的逻辑地址来编程.克服了不连续物理地址空间的 缺陷而且,对各段存储的数据提供了保护;在一 般的大数据量的单路信号捡测与处理系统中,此技 术使得用户对连续采集数据的存取是透明的,不受 硬件的局限,便于用各种高级语言开发设计.从硬 件角度看.对于数据存储器采用多个32KB的RAM 芯片.各存储段相互独立,互不影响,各段的存储 AA一 圈58096扩展128KB的RAM电路圈 3 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 这种段式管理的数据存储器扩展技术简单方 便,具有很大的优越性具体体现在以下几方面 从应用角度看,此技术能够实瑚大容量的数据存储 器的扩展,数据存储器可采用RAM,EEPR0M, 器芯片的故障也不会对整个系统造成 很大影响:在一般的多路大数据量的 信号检测与处理系统以及由单片机组 成的集散式控制系统中,可以为每路 采集的数据分配不同的段来存储,这 样对各段存储的数据提供了保护,提 高了整个系统的可靠性,应用效果是 非常理想的对于数据存储器采用单 个大容量的EEPROM或FLASHRAM芯 片时,硬件电路更为简单,不需要译 码器等电路? 参考文献 1李大友,等编.单片微型机硬 件,软件及应用——8098与8051.北京: 高等教育出版社,l995 2张友德,等编.单片微型机原 理,应用与实验第2版.上海:复旦大学出版社, l999 3王爱英计算机组成与结构第2版.北京: 清华大学出版社,1998 4汤子瀛,等编计算机操怍系统,第2版西 安:西安电子科技大学出版社.1996 {上接第61页】 参考文献 1张江露基于双音频信号传输的空调远程遥 控器.武汉城市建设学院.2000,17(2) 2鲁俊生萧四友,等.智能化电话报警器的 研制单片机与嵌^式系统应用.2001l6) 3张大彪采用DTMF方式通信的安全报警系 统电讯技术,2000(4j 4曾刚,贺蓉徐成,等.DTMF远程通信的 软硬件实现技术.电子技术应用,2000(5) 5李传南,王剑刚,李宝华.单片机与DTMF 信号收发芯片MT8880的直接接口设计.电子与自动 化.1999{2) 6MT8870datash~t.hap://wwwmitelseIni.coral 7史红梅,余祖俊刘盾,赵爱菊.ISD语音 芯片的开发与应用北方交通大学,2000(9) 8谭宝成.红外遥控信号的软,硬件解码方法. 西安工业学院,2001(4j