51單片機總線時序

一、總線概述

計算機系統(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)調工作，所以在微處理機中引入了總線的概念，各器件共同享用總線，任何時候只能有一個器件發(fā)送數據(可以有多個器件同時接收數據) 。

計算機的總線分為控制總線、地址總線和數據總線等三種。而數據總線用于傳送數據，控制總線用于傳送控制信號， 地址總線則用于選擇存儲單元或外設。

二、單片機的三總線結構

51系列單片機具有完善的總線接口時序，可以擴展控制對象，其直接尋址能力達到64k( 2的16次方) 。在總線模式下，不同的對象共享總線，獨立編址、分時復用總線，CPU 通過地址選擇訪問的對象，完成與各對象之間的信息傳遞。

單片機三總線擴展示意如圖1 所示。

1、數據總線

51 單片機的數據總線為P0 口，P0 口為雙向數據通道，CPU 從P0 口送出和讀回數據。

2、地址總線

51 系列單片機的地址總線為16 位。

為了節(jié)約芯片引腳，采用P0 口復用方式，除了作為數據總線外，在ALE 信號時序匹配下，通過外置的數據鎖存器，在總線訪問前半周期從P0口送出低8位地址，后半周期從P0 口送出8 位數據。

高8位地址則通過P2 口送出。

3、控制總線

51 系列單片機的控制總線包括讀控制信號P3.7 和寫控制信號P3.6 等，二者分別作為總線模式下數據讀和數據寫的使能信號。

三、單片機總線時序分析

51 單片機總線時序如圖2 所示。

從圖2 中可以看出，完成一次總線( 讀寫) 操作周期為T，P0 口分時復用，在T0 期間，P0 口送出低8 位地址，在ALE 的下降沿完成數據鎖存，送出低8位地址信號。在T1 期間，P0 口作為數據總線使用，送出或讀入數據，數據的讀寫操作在讀、寫控制信號的低電平期間完成。

需要注意的是，在控制信號( 讀、寫信號) 有效期間，P2 口送出高8位地址，配合數據鎖存器輸出的低8 位地址，實現16 位地址總線，即64kB 范圍的內的尋址。

由于CPU不可能同時執(zhí)行讀和寫操作，所以讀、寫信號不可能同時有效。