单片机三总线结构研究分析
51系列单片机具有完善的总线接口时序，可以扩展控制对象，其直接寻址能力达到64k（2的16次方）。在总线模式下，不同的对象共享总线，独立编址、分时复用总线，cpu通过地址选择访问的对象，完成与各对象之间的信息传递。单片机三总线扩展示意如下图所示。
数据总线 51单片机的数据总线为po口，po口为双向数据通道，cpu从po口送出和读回数据。
地址总线 51系列单片机的地址总线为16位。为了节约芯片引脚，采用po口复用方式除了作为数据总线外，在ale信号时序匹配下，通过外置的数据锁存器，在总线访问前半周从po口送出低8位地址，后半周期从p0口送出8位数据。高8位地址则通过p2口送出。
控制总线 51系列单片机的控制总线包括读控制信号p3.7和写控制信号p3.6等，二者分别作为总线模式下数据读和数据写的使能信号。
三总线使用的端口和引脚 数据总线： p0，8 位，以并行方式一次传递1个字节的数据。
地址总线：低8 位： po，高8 位： p2，16 位，可访问65536 个独立单元。
控制总线： 读程序psen（-），读端口rd（-） （p3.6），写端口wr（-） （p3.7），地址有效ale。
当mcs-51没有外部扩展时，p0、p2 与p3 由端口的锁存器扩展; 当mcs-51有外部扩展时，p0、p2、p3.6 和p3.7 不再受到端口锁存器的控制，转而由总线逻辑控制。
当ale 为高，特别当ale 从高降为低时，p0 输出的是地址总线的低8 位。
当psen（-）或rd（-）或wr（-）之一有效时，po 作为数据总线使用。
ea不是三总线的信号线，只是控制mcs-51单片机是否使用内部程序存储器。当ea接地时，单片机放弃内部的程序存储器，全部使用外部扩展的程序存储器; 当ea 接+5v时，程序存储器从内部开始，超出内部的才产生外部总线信号，访问外部程序存储器。对兼容的mcs-51单片机，如果内部程序存储器加密了，则不论ea 是否接地，程序的访问方式与ea 接高电平相同，复位后先运行存在内部程序存储器中的程序。
与三总线有关的指令 访问程序存储器的指令仅有读指令：movc a，@a+dptr或pc。这个指令使用了psen（-）信号。在ale 有效时，地址a+dptr 或a+pc 的低8 位从po 输出，在整个读阶段，地址a+dptr或a+pc 的高8 位从p2 输出。由于缺乏“写”控制信号，因此movc 指令不是完整的三总线指令。
访问数据存储器与i/0 空间的指令为movx，有读和写两类：
读外部数据存储器与i/0 空间的指令： movxa，@dptr 或ri （i=0，1） ;
写外部数据存储器与i/0 空间的指令： movx@dptr 或ri（i=0，1），a。
在ale 有效时，地址的低8 位dpl 或ro、r1从po 输出。使用dptr 时地址的高8 位为dph，从p2 输出，使用ro 或r1时，按照通常扩展电路的接法，地址的高8 位为p2 锁存器的值。指令中代表数据总线的是acc，读（rd）或写（wr） 由movx 指令的方向决定。movx包含了数据总线，控制总线和地址总线，是完整的三总线指令，在单片机访问扩展接口的ic 时非常有用。
三总线扩展基本结构 利用单片机输出的ale 和地址锁存器就可以将po 中短暂出现的低8 位地址分离出来并且在控制总线有效期间保持稳定不变，构成便于扩展的基本结构。以下是用protel99se 绘制的扩展基本结构的原理图，见下图：
在扩展的基本结构中，除了单片机自身工作所需的电源（隐含为隐藏）、晶振和复位外，p0、p2 和p3.6 与p3.7 的功能已经转为三三总线服务，i/0 端口仅剩p1和部分的p3 端口。地址锁存器74ls373 的le（g） 应当接cpu 的ale，oe（-） 应当接地，以便截获po 输出的地址总线的低8 位，并保持在373 的输出端输出。有了这个便于扩展的基本结构，就可以像搭盖积木一样将所需功能的ic 添加到单片机上构成应用系统。
扩展基本结构原理图
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控制总线 51系列单片机的控制总线包括读控制信号p3.7和写控制信号p3.6等，二者分别作为总线模式下数据读和数据写的使能信号。
三总线使用的端口和引脚 数据总线： p0，8 位，以并行方式一次传递1个字节的数据。
地址总线：低8 位： po，高8 位： p2，16 位，可访问65536 个独立单元。
控制总线： 读程序psen（-），读端口rd（-） （p3.6），写端口wr（-） （p3.7），地址有效ale。
当mcs-51没有外部扩展时，p0、p2 与p3 由端口的锁存器扩展; 当mcs-51有外部扩展时，p0、p2、p3.6 和p3.7 不再受到端口锁存器的控制，转而由总线逻辑控制。
当ale 为高，特别当ale 从高降为低时，p0 输出的是地址总线的低8 位。
当psen（-）或rd（-）或wr（-）之一有效时，po 作为数据总线使用。
ea不是三总线的信号线，只是控制mcs-51单片机是否使用内部程序存储器。当ea接地时，单片机放弃内部的程序存储器，全部使用外部扩展的程序存储器; 当ea 接+5v时，程序存储器从内部开始，超出内部的才产生外部总线信号，访问外部程序存储器。对兼容的mcs-51单片机，如果内部程序存储器加密了，则不论ea 是否接地，程序的访问方式与ea 接高电平相同，复位后先运行存在内部程序存储器中的程序。
与三总线有关的指令 访问程序存储器的指令仅有读指令：movc a，@a+dptr或pc。这个指令使用了psen（-）信号。在ale 有效时，地址a+dptr 或a+pc 的低8 位从po 输出，在整个读阶段，地址a+dptr或a+pc 的高8 位从p2 输出。由于缺乏“写”控制信号，因此movc 指令不是完整的三总线指令。
访问数据存储器与i/0 空间的指令为movx，有读和写两类：
读外部数据存储器与i/0 空间的指令： movxa，@dptr 或ri （i=0，1） ;
写外部数据存储器与i/0 空间的指令： movx@dptr 或ri（i=0，1），a。
在ale 有效时，地址的低8 位dpl 或ro、r1从po 输出。使用dptr 时地址的高8 位为dph，从p2 输出，使用ro 或r1时，按照通常扩展电路的接法，地址的高8 位为p2 锁存器的值。指令中代表数据总线的是acc，读（rd）或写（wr） 由movx 指令的方向决定。movx包含了数据总线，控制总线和地址总线，是完整的三总线指令，在单片机访问扩展接口的ic 时非常有用。
三总线扩展基本结构 利用单片机输出的ale 和地址锁存器就可以将po 中短暂出现的低8 位地址分离出来并且在控制总线有效期间保持稳定不变，构成便于扩展的基本结构。以下是用protel99se 绘制的扩展基本结构的原理图，见下图：
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