摘要：在MCS96系列單片機的應(yīng)用開發(fā)中，我們經(jīng)常會遇到需要大容量的外部RAM的情況, 本文針對MCS96系列單片機的內(nèi)存體系結(jié)構(gòu)特點介紹了的一種段式管理的大容量的外部RAM擴展技術(shù),此技術(shù)由于使用方便具有很高的實用性。

    關(guān)鍵詞：單片機 段 物理地址 邏輯地址

1　引言

    MCS96系列單片機是一種16位字長的比MCS51系列單片機功能更全，性能更高的單片機,它在儀器儀表，過程控制等若干領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛。在采用MCS96系列單片機的應(yīng)用開發(fā)中我們碰到一個難題，當需要大容量的數(shù)據(jù)存儲時，外部數(shù)據(jù)存儲器的擴展如采用與MCS51系列單片機同樣的方法則無法工作，因為其內(nèi)存體系結(jié)構(gòu)采用ROM與RAM統(tǒng)一編址的普林斯頓結(jié)構(gòu),ROM的地址與RAM的地址不能相同；而MCS51系列單片機采用ROM與RAM分開編址的哈佛結(jié)構(gòu)，ROM的地址與RAM的地址不沖突,可以相同，因而其外部RAM擴展容易，而且整個RAM地址空間連續(xù)。而MCS96系列單片機的普林斯頓內(nèi)存體系結(jié)構(gòu)決定了不能簡單采用與MCS51系列單片機相同的外部RAM擴展技術(shù)，本文針對MCS96系列單片機的內(nèi)存體系結(jié)構(gòu)特點給出了一種段式管理的大容量的外部RAM擴展技術(shù)。

2 段式管理的大容量的外部RAM擴展技術(shù)

    設(shè)計思想概述：針對MCS96系列單片機的存儲結(jié)構(gòu)特點，可看出外部擴展的RAM的低16位地址不能與ROM的地址相同，因此就必須從MCS96系列單片機的內(nèi)存體系結(jié)構(gòu)中找出一個專門的區(qū)域，本文將此區(qū)域定義為段，對其進行擴展，通過各段的高地址來區(qū)分不同段，由于各段的實際物理地址是不相連的，從用戶的角度看，直接使用物理地址編程很麻煩，因此設(shè)計一個邏輯段表來管理，并且設(shè)計一個簡單的子程序來完成邏輯地址與物理地址的轉(zhuǎn)換，從而便于用戶編程。具體過程如下：

2.1 段的設(shè)置區(qū)域

    根據(jù)MCS96系列單片機的內(nèi)存體系結(jié)構(gòu)分配圖（見圖1）分析可以看出，0100H-1FFDH，4000H-0FFFFH兩個區(qū)域可以給外部存儲器及I/O口使用。0100H-1FFDH的區(qū)域較小，考慮到一般應(yīng)用系統(tǒng)的程序較短，只有幾K，I/O口地址更少，因而可以將此區(qū)域分配給外部ROM與I/O口。4000H-0FFFFH區(qū)域分配給外部RAM。由于一般RAM芯片的存儲地址容量為2NK（N為大于零的整數(shù)），因此這48Ｋ的區(qū)域可以用32K與16K的RAM芯片組成。如要求有大容量存儲地址空間，則可以把以上48K的區(qū)域整個看成一個段，或者將此區(qū)域的一部分看成一個段，多設(shè)置幾個這樣的段就可以解決。

2.2　段的存儲空間的最佳設(shè)置

    由于段的空間的設(shè)置區(qū)域在從4000H-0FFFFH的48K的存儲地址空間，因而有三種段的存儲地址空間大小的設(shè)置方案：

    1．每段設(shè)為起始地址相同的32K，這樣每段只由32K的芯片組成。

    2．每段都設(shè)為48K，這樣每段可以由32K的芯片與16K 的芯片組成。

    3．一些段設(shè)為48K，這些段可以由32K的芯片與16K 的芯片組成；一些段設(shè)為32K，這些段只由32K的芯片組成。

    方案2與3由于采用32K的芯片與16K 的芯片組成段，因而在硬件設(shè)計方面使地址譯碼器與存儲器的連接復(fù)雜，更不便于對各段存取管理;而方案1則只采用32K的芯片組成段，而且起始地址相同，在硬件設(shè)計方面簡單，也便于用邏輯段表進行存取管理。因而采用方案1，即段的存儲空間大小的最佳設(shè)置為32K。

2.3　段的存取控制

    2.3.1