單片機(jī)總線概述,單片機(jī)的三總線結(jié)構(gòu)
一、總線概述
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201807/389497.htm計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是以微處理器為核心的,各器件要與微處理器相連,且必須協(xié)調(diào)工作,所以在微處理機(jī)中引入了總線的概念,各器件共同享用總線,任何時(shí)候只能有一個(gè)器件發(fā)送數(shù)據(jù)(可以有多個(gè)器件同時(shí)接收數(shù)據(jù)) 。
計(jì)算機(jī)的總線分為控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線等三種。而數(shù)據(jù)總線用于傳送數(shù)據(jù),控制總線用于傳送控制信號(hào), 地址總線則用于選擇存儲(chǔ)單元或外設(shè)。
二、單片機(jī)的三總線結(jié)構(gòu)
51系列單片機(jī)具有完善的總線接口時(shí)序,可以擴(kuò)展控制對(duì)象,其直接尋址能力達(dá)到64k( 2的16次方) 。在總線模式下,不同的對(duì)象共享總線,獨(dú)立編址、分時(shí)復(fù)用總線,CPU 通過(guò)地址選擇訪問(wèn)的對(duì)象,完成與各對(duì)象之間的信息傳遞。
單片機(jī)三總線擴(kuò)展示意如圖1 所示。
1、數(shù)據(jù)總線
51 單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線為P0 口,P0 口為雙向數(shù)據(jù)通道,CPU 從P0 口送出和讀回?cái)?shù)據(jù)。
2、地址總線
51 系列單片機(jī)的地址總線為16 位。
為了節(jié)約芯片引腳,采用P0 口復(fù)用方式,除了作為數(shù)據(jù)總線外,在ALE 信號(hào)時(shí)序匹配下,通過(guò)外置的數(shù)據(jù)鎖存器,在總線訪問(wèn)前半周期從P0口送出低8位地址,后半周期從P0 口送出8 位數(shù)據(jù)。
高8位地址則通過(guò)P2 口送出。
3、控制總線
51 系列單片機(jī)的控制總線包括讀控制信號(hào)P3.7 和寫(xiě)控制信號(hào)P3.6 等,二者分別作為總線模式下數(shù)據(jù)讀和數(shù)據(jù)寫(xiě)的使能信號(hào)。
三、單片機(jī)總線時(shí)序分析
51 單片機(jī)總線時(shí)序如圖2 所示。
從圖2 中可以看出,完成一次總線( 讀寫(xiě)) 操作周期為T(mén),P0 口分時(shí)復(fù)用,在T0 期間,P0 口送出低8 位地址,在ALE 的下降沿完成數(shù)據(jù)鎖存,送出低8位地址信號(hào)。在T1 期間,P0 口作為數(shù)據(jù)總線使用,送出或讀入數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)操作在讀、寫(xiě)控制信號(hào)的低電平期間完成。
需要注意的是,在控制信號(hào)( 讀、寫(xiě)信號(hào)) 有效期間,P2 口送出高8位地址,配合數(shù)據(jù)鎖存器輸出的低8 位地址,實(shí)現(xiàn)16 位地址總線,即64kB 范圍的內(nèi)的尋址。
由于CPU不可能同時(shí)執(zhí)行讀和寫(xiě)操作,所以讀、寫(xiě)信號(hào)不可能同時(shí)有效。
四、常見(jiàn)單片機(jī)編址電路
1、簡(jiǎn)單地址擴(kuò)展
51 單片機(jī)的P2 口可以直接作為高8位地址總線使用,在一些簡(jiǎn)單系統(tǒng)電路中,常使用P2口直接編址驅(qū)動(dòng)。
下面以使用數(shù)據(jù)緩沖器74LS273 驅(qū)動(dòng)數(shù)碼顯示為例,分析P2 口編址驅(qū)動(dòng)的靜態(tài)數(shù)碼顯示電路的設(shè)計(jì)。
一位LED 數(shù)碼顯示單元電路如圖3 所示。
WR 與A8( P2.0) 相或提供74LS273的時(shí)鐘信號(hào),當(dāng)執(zhí)行“MOVX @DPTR,A”指令時(shí),地址信息由DPTR 寄存器確定,會(huì)出現(xiàn)有效的寫(xiě)信號(hào)WR,只有當(dāng)?shù)刂稟8 為滿足“0”時(shí),寫(xiě)信號(hào)才可以作為74LS273 的時(shí)鐘信號(hào)輸入,完成數(shù)據(jù)鎖存。
P2 口為A8~A15 的8 位地址線,很容易擴(kuò)展到8 只LED 數(shù)碼管,WR 信號(hào)分別與A8~A15 按或關(guān)系連接,每位地址線均為低電平有效,即可實(shí)現(xiàn)8 個(gè)有效地址。
該方案電路簡(jiǎn)單,但有效地址數(shù)太少,不適用于復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
評(píng)論