在单片机应用系统设计中，经常是既要扩展程序存储器（EPROM）也要扩展数据存储器（RAM），即存储器的综合扩展。下面介绍如何进行综合扩展。

1.综合扩展的硬件接口电路设计

【例6-5】　采用线选法扩展2片8KB的RAM和2片8KB的EPROM。RAM芯片选用2片6264，EPROM芯片选用2片2764，共扩展4片存储器芯片。扩展接口电路见图6-29。

图6-29　采用线选法的综合扩展电路

（1）控制信号及片选信号

地址线P2.5直接接到IC1（2764）和IC3（6264）的片选端，P2.6直接接到IC2（2764）和IC4（6264）的片选端。当P2.6＝0，P2.5＝1，IC2和IC4的片选端为低电平，ICl和IC3的端全为高电平。当P2.6＝1，P2.5＝0时IC1和IC3的端都是低电平，每次同时选中两个芯片，具体哪个芯片工作还要通过控制线控制。当片外程序存储区读选通信号为低电平，肯定到EPROM中读程序；当读、写信号或为低电平则到RAM中读数据或向RAM写入数据。 3个信号是在执行指令时产生的，但任一时刻，只能执行一条指令，所以只能一个信号有效，其他信号不可能同时有效。

（2）各芯片地址空间分配

硬件电路一旦确定，各芯片的地址范围实际就已确定，编程时只要给出要选择芯片的地址，就能准确地选中该芯片。结合图6-29，介绍ICl、IC2、IC3、IC4地址范围的确定方法。

程序和数据存储器地址均用16位，P0口确定低8位，P2口确定高8位地址。

如P2.6＝0、P2.5＝1选中IC2、IC4。地址线A0～A15与P0、P2对应关系见表6-13。

表6-13　例6-5中各芯片地址空间分配

除P2.6、P2.5固定外，其他“×”位均可变。设无用位P2.7＝0，“×”各位全为“0”则为最小地址2000H；若“×”位均变为“1”则为最大地址3FFFH，所以IC2和IC4占用地址空间为：2000H～3FFFH共8KB。同理IC1、IC3地址范围4000H～5FFFH（P2.6＝1、P2.5＝0、P2.7＝0），IC2与IC4占用相同的地址空间，由于二者一个为程序存储器，一个为数据存储器，在控制线或控制下，不同时工作。因此，地址空间重叠也无关系。IC1与IC3也同样。

从此例看出，线选法地址不连续，地址空间利用也不充分，而且地址有重叠。

【例6-6】　采用译码器法扩展2片8 KB EPROM，2片8 KB RAM。EPROM选用2764，RAM选用6264。共扩展4片芯片的扩展接口电路见图6-30，图中74 LSl39的4个输出端，Y0～Y3分别连接4个芯片IC1、IC2、IC3、IC4的片选端。Y0～Y3每次只能有一位是“0”，其他三位全为“1”，输出为“0”的一端所连接的芯片被选中。

译码法地址分配，首先要根据译码芯片真值表确定译码芯片的输入状态，由此再判断其输出端选中芯片的地址。

如图6-30所示，74LS139的输入端A、B、分别接P2接口的P2.5、P2.6、P2.7三端，为使能端，低电平有效。根据表6-2中74LS139的真值表可见当＝0、A＝0、B＝0时，输出端只有Y0为“0”，Y1～Y3全为“1”，选中IC1。这样、P2.7、P2.6、P2.5全为“0”其他地址线任意状态都能选中IC1。当其他全为“0”最小地址0000H，其他位全为“l”最大地址为1FFFH。所以IC1地址范围0000 H～1FFFH。同理可确定其他芯片地址范围如下：

图6-30　采用译码器法的综合扩展电路

IC2：2000 H～3FFFH；

IC3：4000H～5FFFH；

IC4：6000 H～7FFFH。(www.daowen.com)

显然地址空间是连续的。

2.外扩存储器电路的工作原理及软件设计

为了使读者弄清单片机与扩展的存储器软、硬件芯片之间的关系，结合图6-30所示译码电路，说明片外读指令和从片外读、写数据的过程。

（1）单片机从片外程序区读指令过程

当接通电源，单片机上电复位。复位后程序计数器PC＝0000H，CPU就从0000H地址开始取指令，执行程序。在取指令期间，PC地址低8位送往P0口，经锁存器锁存到A0～A7地址线上。PC高8位地址送往P2口，直接由P2.0～P2.4锁存到A8～A12地址线上，P2.5～P2.7输入给74LS139选片。这样，根据P2、P0接口状态则选中了第一个程序存储器芯片IC1（2764）的第一个地址0000 H。然后当PSEN变为低电平，把0000 H中的指令代码经P0接口读入内部RAM中，进行译码从而决定进行何种操作。取出一个指令字节后PC自动加1，然后取第2个字节，依次类推。当PC＝1FFFH时，从IC1最后一个单元取指令.然后PC＝2000 H，CPU向P0、P2送出2000 H地址时则选中第2个程序存储器IC2，IC2的地址范围2000 H～3FFFH，读指令过程同IC1。

（2）单片机片外数据区读写数据过程

当执行程序中，遇到“MOV”类指令时，表示与片内RAM交换数据；当遇到“MOVX”类指令时，表示从片外数据区寻址。片外数据区只能间接寻址。

例如，把片外4000H单元的数据送到片内RAM 40H单元中，程序如下：

MOV　DPTR，#4000H

MOVX A，＠DPTR

MOV　40H，A

先把寻址地址4000 H送到数据指针寄存器DPTR中.当执行MOVX A，＠DPTR时，DPTR的低8位（00 H）经P0接口输出并锁存，高8位（40 H）经P2直接输出，根据P0、P2状态选中IC3（6264）的4000H单元。当读选通信号为低电平时，片外4000H单元的数据经P0接口送往A累加器。当执行指令MOV 40H，A时则把该数据存入片内40H单元。向片外数据区写数据的过程与读数据的过程类似。

例如，把片内50H单元的数据送到片外5000H单元中，程序如下：

MOV　A，50H

MOV　DPTR，#5000H

MOVX＠DPTR，A

先把片内RAM 50H单元的数据送到A中，再把寻址地址5000H送到数据指针寄存器DPTR中，当执行MOVX＠DPTR，A时，DPTR的低8位（00H）由P0口输出并锁存，高8位（50 H）由P2口直接输出，根据P0、P2状态选中IC3（6264）的5000 H单元。当写选通信号为低电平时，A中的内容送往片外5000 H单元中。

MCS-51单片机读写片外数据存储器中的内容，除了使用MOVX A，＠DPTR和MOVX＠DPTR，A外，还可以使用MOVX A，＠Ri和MOVX＠Ri，A。这时通过P0口传送给Ri中的内容（低8位地址），而把P2口原有的内容作为高8位地址输出。