单片机最小应用系统及外部扩展总线

畅学单片机 2019-03-26 10:26

单片机的最小应用系统,是指能维持单片机运行的最简单配置的系统。这种系统成本低廉、结构简单,常用来构成简单的控制系统,如开关状态的输入/输出控制等。

最小应用系统的功能取决于单片机芯片的技术水平。对于片内有ROM/EPROM的单片机,其最小应用系统即为配有晶振、复位电路和电源的单个单片机;对于片内无ROM/EPROM的单片机,其最小系统除了外部配置晶振、复位电路和电源外,还应当外接EPROM或EEPROM作为程序存储器用。

8051/8751最小应用系统

8051/8751单片机内含有ROM/EPROM,用8051/8751单片机构成最小应用系统时,只需将单片机接上时钟电路和复位电路即可,如图7-1所示,因没有外部存储器扩展,这时接高电平,P0、P1、P2、P3都可作用户I/O口使用。

用8051/8751芯片构成的最小系统简单、可靠。但由于集成度的限制,最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。同时,P0、P1、P2口的应用与开发环境差别较大。8051的应用软件须依靠半导体厂家用半导体掩膜技术置入,故8051应用系统一般用作大批量生产的应用系统。

图7-18051和8751最小应用系统电路

8031最小应用系统

8031单片机片内无程序存储器,因此,其最小应用系统必须在片外扩展EPROM。图7-2所示为8031外接程序存储器的最小应用系统。

单片机最小应用系统及外部扩展总线

图7-28031最小应用系统

与8051/8751最小应用系统一样,也必须有复位及时钟电路。片选线

单片机最小应用系统及外部扩展总线

直接接地,表明选择外部存储器;片外4K字节单元地址要求地址线12根(A 0 ~A 1 1),由P0和P2.0~P2.3组成;程序存储器的取指信号为单片机最小应用系统及外部扩展总线;地址锁存器的锁存信号为ALE。

7.1.3 MCS-51系列单片机的外部扩展总线在进行系统扩展中,首先需要面对的问题是如何与外围芯片连接。为了方便解决这一问题,往往利用地址锁存器将单片机形成三总线结构,即地址总线(Address Bus)、数据总线(Data Bus)和控制总线(Control Bus),如图7-3所示。

地址总线: P2口作为地址总线的高8位,在访问16位的地址时,用于输出16位地址的高8位A 15 ~A 8 ;P0口分时复用地址/数据总线,地址锁存器用于锁存低8位地址A 7 ~A 0 。

单片机最小应用系统及外部扩展总线

图7-3单片机三总线结构

提示

地址总线的根数决定了单片机可以访问的存储单元数量和I/O端口的数量。n条地址线可以产生2 n 个地址编码。

常用的地址锁存器为74LS373,构成地址总线时,它的8个输入端与P0口相连,其使能端连接单片机的ALE端。ALE信号为1时,P0口输出的数据被地址锁存器锁存,用作地址信号A 7 ~A 0 ;ALE信号为0时,P0口用于传输指令或数据(此时地址锁存器中的地址信号保持不变,能够保证数据传输给正确的地址)。

数据总线: P0口用作数据总线,数据总线是双向的,既可以由单片机传到外部芯片,也可以由外部芯片传入单片机。

控制总线: 控制总线主要负责对芯片的选通以及读/写等控制。引脚功能已在第二章中进行了详细介绍,这里不再赘述。

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