51單片機總線時序與編址技術

一、總線概述

　　計算機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， 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(shù)據(jù)總線

　　51 單片機的數(shù)據(jù)總線為P0 口，P0 口為雙向數(shù)據(jù)通道，CPU 從P0 口送出和讀回數(shù)據(jù)。

　　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(shù)據(jù)總線外，在ALE 信號時序匹配下，通過外置的數(shù)據(jù)鎖存器，在總線訪問前半周從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(shù)據(jù)讀和數(shù)據(jù)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。

　　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(shù)據(jù)鎖存器輸出的低8 位地址，實現(xiàn)16 位地址總線，即64kB 范圍的內(nèi)的尋址。

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

　　四、常見單片機編址電路

　　1、簡單地址擴展

　　51 單片機的P2 口可以直接作為高8位地址總線使用，在一些簡單系統(tǒng)電路中，常使用P2口直接編址驅(qū)動。

　　下面以使用數(shù)據(jù)緩沖器74LS273 驅(qū)動數(shù)碼顯示為例，分析P2 口編址驅(qū)動的靜態(tài)數(shù)碼顯示電路的設計。

　　一位LED 數(shù)碼顯示單元電路如圖3 所示。

　　P2 口為A8～A15 的8 位地址線，很容易擴展到8 只LED 數(shù)碼管，WR 信號分別與A8～A15 按或關系連接，每位地址線均為低電平有效，即可實現(xiàn)8 個有效地址。

　　該方案電路簡單，但有效地址數(shù)太少，不適用于復雜系統(tǒng)設計。