隨著生產(chǎn)工藝的提高，大部分單片機片內(nèi)都集成了大容量的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。因此，存儲器擴展的需求正在降低。但是，學習存儲器的擴展方法，將對更好地掌握單片機的時序和單片機系統(tǒng)設計技巧有很大的幫助。接下來，本節(jié)將首先介紹程序存儲器的擴展方法。

程序存儲器用于存放程序和一些程序執(zhí)行過程中的常數(shù)。當單片機沒有片內(nèi)程序存儲器(如8031單片機)或片內(nèi)程序存儲器容量不夠時，則需要利用單片機的片外總線進行片外程序存儲器的擴展。

一個微處理器能夠聰明地執(zhí)行某種任務，除了它們強大的硬件外，還需要它們運行的軟件，其實微處理器并不聰明，它們只是完全按照人們預先編寫的程序而執(zhí)行之。那么設計人員編寫的程序就存放在微處理器的程序存儲器中，俗稱只讀程序存儲器(ROM)。程序相當于給微處理器處理問題的一系列命令。其實程序和數(shù)據(jù)一樣，都是由機器碼組成的代碼串。只是程序代碼則存放于程序存儲器中。

MCS-51具有64kB程序存儲器尋址空間，它是用于存放用戶程序、數(shù)據(jù)和表格等信息。對于內(nèi)部無ROM的8031單片機，它的程序存儲器必須外接，空間地址為64kB，此時單片機的端必須接地。強制CPU從外部程序存儲器讀取程序。對于內(nèi)部有ROM的8051等單片機，正常運行時，則需接高電平，使CPU先從內(nèi)部的程序存儲中讀取程序，當PC值超過內(nèi)部ROM的容量時，才會轉(zhuǎn)向外部的程序存儲器讀取程序。

在圖5-2a所示的單片機系統(tǒng)中，擴展了一片程序存儲器芯片2764EPROM(引腳如圖5-3所示，引腳功能見表5-1)。該圖主要用于說明單片機與存儲器間的連接方法，因此圖中沒有給出單片機的復位電路和時鐘電路等輔助電路，在本書的其他電路圖中也會進行類似的簡化處理。

由圖5-2a可知：

1)8051單片機P2.4~P2.0引腳是地址總線的高5位，未經(jīng)過鎖存器直接到2764的地址引腳A12~A8上。

2)單片機P2.5~P2.7引腳未被使用，引腳上的電平狀態(tài)與2764的訪問無關(guān)。

3)單片機P0.7~P0.0引腳未經(jīng)過鎖存器74LS373，是數(shù)據(jù)總線，直接與2764的數(shù)據(jù)引腳D7~D0相連。

4)單片機P0.7~P0.0引腳經(jīng)過鎖存器74LS373后的Q7~Q0是低8位的地址總線，與2764的地址總線A7~A0相連。

5)單片機EA引腳接地，該單片機僅使用片外擴展的程序存儲器。

6)ALE連接至74LS373的鎖存器觸發(fā)引腳G，當ALE出現(xiàn)下降沿信號的時候?qū)⒂|發(fā)74LS373鎖存P0口上的地址信息。

圖5-2單片程序存儲器芯片2764的擴展電路圖

a)實際連線圖b)總線式簡化連線圖

圖5-3常用程序存儲器芯片引腳圖

7)8051的PSEN與2764的選通信號引腳OE相連，當PSEN出現(xiàn)低電平時，允許2764輸出。

圖5-2b給出的是圖5-2a的幾種常用簡化繪制方法。簡化繪制方法以總線方式顯示單片機與片外擴展存儲器(或I/O接口)的連接關(guān)系，常用于復雜電路的繪制。

通常，存儲器芯片的地址線根數(shù)M確定了存儲器芯片的存儲單元個數(shù)為2M，因為一個地址對應于一個存儲單元;而數(shù)據(jù)線的個數(shù)N決定了每個存儲單元能存放N位二進制數(shù)。顯然，存儲器芯片的容量，即所能存放的二進制數(shù)的位數(shù)為2M×N。根據(jù)這一思路，可以確定2764的存儲容量。2764 EPROM有13根地址線和8根數(shù)據(jù)線，可知：2764有213=8K=8192個存儲單元，每個存儲單元能存放8位二進制數(shù)，即2764的存儲容量為213×8位，即8K×8bit=64Kbit=8KB。

單片機訪問片外存儲器芯片時，由單片機的地址總線A15~A0送出存儲單元的地址，通過地址選中存儲器芯片上被訪問的存儲單元。在圖5-2中，單片機地址總線中的低13位A12~A0與2764的片內(nèi)地址線A12~A0對應相連，而單片機地址總線中的高3位A15~A13并未用到，由此可得2764的地址范圍(見表5-2)。這里需要特別注意的是，訪問2764時僅片內(nèi)地址線(A12~A0)起作用，未用到的地址總線高3位A15~A13與2764的訪問無關(guān)，因此A15~A13的取值可以是000~111中的任意一個。這使得圖5-2中2764芯片的每個存儲單元都有23=8個不同的地址。

若要從圖5-2中2764芯片的地址為2000H的存儲單元讀取數(shù)據(jù)，并送入單片機的累加器A，可以采用如下的程序段：

由表5-2可知，在上面的程序段中，地址2000H還可以替換為0000H、4000H、6000H、8000H、0A000H、0C000H和0E000H。