如何构造系统的三总线

1.数据总线
如图4-4所示为单片机的三总线结构形式。51单片机的p0口是一个多功能口,如果扩展外围芯片,p0口就可以作为数据总线和低8位的地址总线来使用。cpu先从p0口送出低8位地址,然后从p0口送出数据或接收数据。
图4-4 单片机的三总线结构形式
2.地址总线
在51单片机访问外部存储器或i/o口时,可能需要超过8位的地址线,这时就用p2作为高8位的地址线。在p0口出现低8位地址信号时,p2口也出现高8位的地址线,这样共有16根地址线。
3.控制总线
除地址线和数据线外,还要有系统的控制总线。这些信号有的是单片机引脚的第一功能信号,有的则是p3口第二功能信号。包括:
(1)作为外扩程序存储器的读选通控制信号。
(2)作为外扩数据存储器和i/o的读、写选通控制信号。
(3)ale作为p0口发出的低8位地址锁存控制信号。
(4)为片内、片外程序存储器的选择控制信号。
可见,at89s51的4个并行i/o口,由于系统扩展的需要,真正作为数字i/o使用,就剩下p1和p3的部分口线了。
4.地址、数据分离电路
单片机的p0口作为数据总线和低8位的地址总线使用,如果直接将p0口接到扩展芯片的数据总线和低8位地址线是行不通的,例如,单片机选定了外部存储器的0000h单元,p0、p2口就应当输出00h,这样才能选中0000h单元,在选中0000h单元后,就从这个单元读取数据,这个数据的值是随机的,假设这个数据是10h,p0口就变成了10,但这样就不再是选中0000h单元,而是选中了0010h单元,显然,这从逻辑上是讲不通的,所以p0口送出地址和接收或更新出数据是分时进行的,一定要把地址和数据区分开。
如图4-5所示是p0口的地址/数据复用关系,从图中可以看出,在每一个周期里,p2口始终是输出高8位的地址信号,而p0口却被分成两个时段,第一个时段输出低8位的地址,而第二个时段则是传输数据,为了要把低8位的地址信号提取出来,要用到一个锁存器芯片。从图4-5中还可以看出,在ale的上升沿到来时,p0口是处于“浮空”状态,也说“高阻”状态,即构成p0口输出的两个晶体管均处于“截止”的状态,这样不会影响到锁存器。ale信号就是mcs-51单片机提供的专用于数据/地址分离的一个引脚。
图4-5 p0口地址、数据复用示意图
对于片外数据存储器,单片机使用了与访问片内数据存储器不同的指令进行访问。此外,如果扩展了其他连接如i/o等芯片,也要占用ram空间。

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