7.2.2-外扩芯片方法及其地址范围的确定（教案）-《单片机技术与应用》同步教学（化学工业出版社）

教案 编号：PTzZ-169 流水号：168 （首页）共 4页 课程 《单片机技术与应用》 一体化 理论 章节（课题）及内容 外扩芯片方法及其地址范围的确定 班级日期 中职 2024.04 授课方式 讲授与任务驱动相结合 课时 1 作业题数 1 拟用时间 40分钟 教学目标 使学生理解以下理论知识： · 了解外扩芯片的基本概念和原因。 · 掌握外扩芯片的基本方法，包括地址锁存和译码。 · 学会确定外扩芯片的地址范围。 教学资源准备 多媒体设备 课本教材 学生练习素材 教学重点 1. 外扩芯片的原因和基本方法。 2. 地址锁存和译码的原理及应用。 3. 外扩芯片地址范围的计算方法。 教学难点 1. 地址锁存和译码时序的配合。 2. 外扩芯片地址范围的确定。 教学方法 讲授法、任务驱动法、演示法、体验探究法等。 1. 直观展示法：通过多媒体课件、实物展示等方式，让学生直观地了解外扩芯片的相关知识。 2. 案例分析法：结合实际案例，分析外扩芯片的实现方法和注意事项。 3. 实践操作法：通过实验、实训等方式，让学生在实践中掌握外扩芯片的方法和技巧。 授课教师： 审阅签名： 教学过程 教学活动内容 时间分配教学方法 课前导入 1. 回顾单片机内部资源的限制。 2. 介绍外扩芯片的概念及其在单片机系统中的作用。 3. 提出问题，引导学生思考如何在单片机系统中扩展外部芯片。 2分钟 讲授新课 练习指导 外扩芯片，即外部设备扩展芯片，是一种用于扩展计算机或其他电子设备功能的集成电路。它允许用户通过附加的硬件设备来增加系统的输入/输出（I/O）端口、存储容量、通信能力等。外扩芯片的设计目的是提高系统的灵活性和可扩展性，使得用户可以根据实际需求选择合适的硬件模块来增强设备的性能。 外扩芯片的种类繁多，包括I/O扩展芯片、存储器扩展芯片、通信扩展芯片等。例如，74系列芯片是一种常见的I/O扩展芯片，它可以帮助单片机扩展I/O端口，以应对更多功能的需求。 使用外扩芯片的原因主要有以下几点： 1. **成本效益**：在某些情况下，使用外扩芯片比更换更高级的芯片更具成本效益。尤其是在芯片短缺或成本敏感的应用场景中，外扩芯片可以提供一种经济高效的解决方案。 2. **灵活性**：外扩芯片可以根据实际需求进行选择和配置，使得系统能够更好地适应不断变化的技术要求和功能需求。 3. **可扩展性**：通过使用外扩芯片，用户可以轻松地为现有系统添加新功能，而无需进行大规模的硬件改造。 4. **兼容性**：外扩芯片通常与广泛的主流芯片和平台兼容，这意味着它们可以方便地集成到各种不同的设备中。 5. **易于升级**：如果需要升级系统，用户可以更换或添加新的外扩芯片，而无需更改整个硬件平台。 综上所述，外扩芯片在电子设计和工程领域扮演着重要角色，它们为用户提供了强大的功能扩展能力，使得电子设备能够更好地满足不断变化的技术和市场需求。 外扩芯片的基本方法涉及将外部设备连接到微控制器或微处理器上，并确保能够正确地访问这些设备。这通常涉及地址锁存和地址译码两个关键技术。 1. **地址锁存**： 地址锁存是一种技术，用于在数据传输期间保持地址信息的稳定性。在微处理器系统中，地址总线和数据总线通常是复用的，这意味着同一组导线在不同的时间用于传输地址和数据。地址锁存器（通常是一个触发器或锁存器电路）的作用是在地址有效期间捕获并保持地址信息，直到数据传输完成。 地址锁存的步骤通常包括： - 微处理器将地址放在地址总线上。 - 地址锁存信号（ALE）被激活，导致地址锁存器锁存当前地址。 - 数据传输发生，地址锁存器保持地址不变。 - 数据传输完成后，地址锁存器释放地址，准备下一次传输。 2. **地址译码**： 地址译码是确定哪个外扩芯片响应特定地址的过程。在多设备系统中，每个设备都被分配了一个唯一的地址范围。地址译码器接收来自微处理器的地址信号，并根据这些信号选择一个或多个设备进行访问。 地址译码的步骤通常包括： - 微处理器将地址放在地址总线上。 - 地址译码器接收地址信号，并根据内置的地址译码逻辑确定应该选择哪个设备。 - 选中的设备被激活，准备进行数据传输。 - 未选中的设备保持不活跃状态。 在外扩芯片的上下文中，地址锁存和译码通常一起使用，以确保数据被正确地传输到或从选中的外部设备。地址锁存确保在数据传输期间地址不会改变，而地址译码确保数据被发送到正确的设备。 为了实现这些功能，设计者需要考虑以下因素： - **时序要求**：确保