單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)及外部擴(kuò)展總線

單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)，是指能維持單片機(jī)運(yùn)行的最簡單配置的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單，常用來構(gòu)成簡單的控制系統(tǒng)，如開關(guān)狀態(tài)的輸入/輸出控制等。

最小應(yīng)用系統(tǒng)的功能取決于單片機(jī)芯片的技術(shù)水平。對(duì)于片內(nèi)有ROM/EPROM的單片機(jī)，其最小應(yīng)用系統(tǒng)即為配有晶振、復(fù)位電路和電源的單個(gè)單片機(jī);對(duì)于片內(nèi)無ROM/EPROM的單片機(jī)，其最小系統(tǒng)除了外部配置晶振、復(fù)位電路和電源外，還應(yīng)當(dāng)外接EPROM或EEPROM作為程序存儲(chǔ)器用。

8051/8751最小應(yīng)用系統(tǒng)

8051/8751單片機(jī)內(nèi)含有ROM/EPROM，用8051/8751單片機(jī)構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，只需將單片機(jī)接上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路即可，如圖7-1所示，因沒有外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展，這時(shí)接高電平，P0、P1、P2、P3都可作用戶I/O口使用。

用8051/8751芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡單、可靠。但由于集成度的限制，最小應(yīng)用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。同時(shí)，P0、P1、P2口的應(yīng)用與開發(fā)環(huán)境差別較大。8051的應(yīng)用軟件須依靠半導(dǎo)體廠家用半導(dǎo)體掩膜技術(shù)置入，故8051應(yīng)用系統(tǒng)一般用作大批量生產(chǎn)的應(yīng)用系統(tǒng)。

圖7-1　8051和8751最小應(yīng)用系統(tǒng)電路

8031最小應(yīng)用系統(tǒng)

8031單片機(jī)片內(nèi)無程序存儲(chǔ)器，因此，其最小應(yīng)用系統(tǒng)必須在片外擴(kuò)展EPROM。圖7-2所示為8031外接程序存儲(chǔ)器的最小應(yīng)用系統(tǒng)。

單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)及外部擴(kuò)展總線

圖7-2　8031最小應(yīng)用系統(tǒng)

與8051/8751最小應(yīng)用系統(tǒng)一樣，也必須有復(fù)位及時(shí)鐘電路。片選線

單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)及外部擴(kuò)展總線

直接接地，表明選擇外部存儲(chǔ)器;片外4K字節(jié)單元地址要求地址線12根(A 0 ～A 1 1)，由P0和P2.0～P2.3組成;程序存儲(chǔ)器的取指信號(hào)為單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)及外部擴(kuò)展總線;地址鎖存器的鎖存信號(hào)為ALE。

7.1.3 MCS-51系列單片機(jī)的外部擴(kuò)展總線在進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展中，首先需要面對(duì)的問題是如何與外圍芯片連接。為了方便解決這一問題，往往利用地址鎖存器將單片機(jī)形成三總線結(jié)構(gòu)，即地址總線(Address Bus)、數(shù)據(jù)總線(Data Bus)和控制總線(Control Bus)，如圖7-3所示。

地址總線： P2口作為地址總線的高8位，在訪問16位的地址時(shí)，用于輸出16位地址的高8位A 15 ～A 8 ;P0口分時(shí)復(fù)用地址/數(shù)據(jù)總線，地址鎖存器用于鎖存低8位地址A 7 ～A 0 。

單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)及外部擴(kuò)展總線

圖7-3　單片機(jī)三總線結(jié)構(gòu)

提示

地址總線的根數(shù)決定了單片機(jī)可以訪問的存儲(chǔ)單元數(shù)量和I/O端口的數(shù)量。n條地址線可以產(chǎn)生2 n 個(gè)地址編碼。

常用的地址鎖存器為74LS373，構(gòu)成地址總線時(shí)，它的8個(gè)輸入端與P0口相連，其使能端連接單片機(jī)的ALE端。ALE信號(hào)為1時(shí)，P0口輸出的數(shù)據(jù)被地址鎖存器鎖存，用作地址信號(hào)A 7 ～A 0 ;ALE信號(hào)為0時(shí)，P0口用于傳輸指令或數(shù)據(jù)(此時(shí)地址鎖存器中的地址信號(hào)保持不變，能夠保證數(shù)據(jù)傳輸給正確的地址)。

? 數(shù)據(jù)總線： P0口用作數(shù)據(jù)總線，數(shù)據(jù)總線是雙向的，既可以由單片機(jī)傳到外部芯片，也可以由外部芯片傳入單片機(jī)。

? 控制總線： 控制總線主要負(fù)責(zé)對(duì)芯片的選通以及讀/寫等控制。引腳功能已在第二章中進(jìn)行了詳細(xì)介紹，這里不再贅述。