单片机_5总线.doc

1.什么是总线？2.总线用途？3.如何使用总线？51单片机的总线第一节 单片机系统的扩展一、单片机系统的扩展扩展系统是以单片机为核心进行的；扩展内容包括ROM、RAM和 I/O接口电路等；扩展是通过系统总线进行的，通过总线把各扩展部件连接起来，并进行数据、地址和信号的传送，要实现扩展首先要构造系统总线。系统总线 总线：连接计算机各部件的一组公共信号线。MCS- 51使用的是并行总线结构，按其功能通常把系统总线分为三组，即地址总线、数据总线和控制总线。1）地址总线AB 在地址总线上传送的是地址信号，用于存储单元和I/O端口的选择。地址总线是单向的，地址信号只能由单片机向外送出。 地址总线的数目决定着可直接访问的存储单元的数目，例如n位地址，可以产生2n 个连续地址编码，因此可访问2n个存储单元，即通常所说的寻址范围为2n地址单元。2）数据总线(Data Bus,简写DB) 数据总线用于在单片机与存储器之间或单片机与I/O端口之间传送数据。单片机系统数据总线的位数与单片机处理数据的字长一致。 例如MCS- 51单片机是8位字长，所以数据总线的位数也是8位。 数据总线是双向的，可以进行两个方向的数据传送。3）控制总线（Control Bus,简写CB) 控制总线实际上就是一组控制信号线，包括单片机发出的，以及从其它部件传送给单片机的。二、总线的扩展方法通常情况下，微机的CPU外部都有单独的并行地址总线、数据总线和控制总线，而89C51单片机由于受引脚的限制，数据线和地址线是复用的，而且由口线兼用。为了将它们分离出来，以便同单片机片外的芯片正确地连接，需要在单片机外部增加地址锁存器，通常使用的锁存器有74LS273或74LS373。，从而构成与一般CPU相类似的片外三总线，如图81所示。采用74HC373作锁存器的地址总线扩展电路如图82所示。由89C51 P0口送出的低8位有效地址信号是在ALE(地址锁存允许)信号变高的同时出现的，并在ALE由高变低时，将出现在P0口的地址信号锁存到外部地址锁存器74HC373中，直到下一次ALE变高时，地址才发生变化。以P2口的口线作高位地址线，如果使用P2口的全部8位口线，再加上P0口提供的低8位地址，则形成了完整的16位地址总线。使单片机系统的扩展寻址范围达到64 K单元。三、控制信号 除了地址线和数据线之外，在扩展系统中还需要单片机提供一些控制信号线，以构成扩展系统的控制总线。其中包括： *使用ALE作地址锁存的选通信号，以实现低8位地址的锁存； *以/PSEN信号作扩展程序存储器的读选通信号； *以EA信号作为内外程序存储器的选择信号； *以/RD和/WR作为扩展数据存储器和1/O端口的读写选通信号。 第二节 扩展存储器编址及映像存储器编址技术 编址：使用系统提供的地址线，通过适当的连接，使得一个编址唯一对应存储器中一个存储单元。 1、线选法 直接以系统的高地址位作为存储芯片的片选信号。适用小规模系统的存储器扩展。2764芯片的地址范围是：最低地址(A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0XXX0_0000_0000_0000) 最高地址(A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0XXX1_1111_1111_1111)6264芯片的地址范围是：最低地址 (A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A00xx0_0000_0000_0000)最高地址 (A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A00xx1_1111_1111_1111)2、译码法 使用译码器对系统的高位地址进行译码，以其译码输出作为存储芯片的片选信号。适用于大容量多芯片存储器扩展。常用的译码器：74LS139译码器 /G为使能端，低电平有效。 A、B为选择端，即译码输入。 Y0、Y1、Y2、Y3为译码输出信号，低电平有效。 74LS138译码器 /E1、/E2、E3为使能端， /E1、/E2低电平有效，E3高电平有效。 A、B、C为选择端，即译码输入。 Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7为译码输出信号，低电平有效。 如何使用总线？绝对地址访问 1. 绝对宏： 在程序中，用“include ”即可使用其中定义的宏来访问绝对地址，包括： CBYTE、XBYTE、PWORD、DBYTE、CWORD、XWORD、PBYTE、DWORD 具体使用可看一看absacc.h便知:#define CBYTE (unsigned char volatile code *) 0)#define DBYTE (unsigned char volatile data *) 0)#define PBYTE (unsigned char volatile pdata *) 0)#define XBYTE (unsigned char volatile xdata *) 0)例如： rval=CBYTE0x0002;指向程序存贮器的0002h地址 rval=XWORD0x0002;指向外RAM的0004h地址 2. _at_关键字 直接在数据定义后加上_at_ const即可，但是注意： (1)绝对变量不能被初使化； (2)bit型函数及变量不能用_at_指定。 例如： idata struct link list _at_ 0x40;指定list结构从40h开始。 xdata char text25b _at_0xE000；指定text数组从0E000H开始 unsigned char xdata add0 _at_ 0xff01;/unsigned char xdata add1 _at_ 0xff02;提示：如果外部绝对变量是I/O端口等可自行变化数据，需要使用volatile关键字进行描述，请参考absacc.h。 第一节 Keil C51扩展关键字 C51 V4.0版本有以下扩展关键字(共19个)： _at_ idata sfr16 alien interrupt small bdata large _task_ Code bit pdata using reentrant xdata compact sbit data sfr 第二节 内存区域(Memory Areas)： 1. Pragram Area： 由Code说明可有多达64kBytes的程序存储器 2. Internal Data Memory: 内部数据存储器可用以下关键字说明： data：直接寻址区，为内部RAM的低128字节 00H7FH idata：间接寻址区，包括整个内部RAM区 00HFFH bdata：可位寻址区， 20H2FH 3. External Data Memory 外部RAM视使用情况可由以下关键字标识： xdata：可指定多达64KB的外部直接寻址区，地址范围0000H0FFFFH pdata：能访问1页(25bBytes)的外部RAM，主要用于紧凑模式(Compact Model)。 4. Speciac Function Register Memory 8051提供128Bytes的SFR寻址区，这区域可位寻址、字节寻址或字寻址，用以控制定时器、计数器、串口、I/O及其它部件，可由以下几种关键字说明： sfr：字节寻址 比如 sfr P0=0x80;为PO口地址为80H，“”后HFFH之间的常数。 sfr16：字寻址，如sfr16 T2=0xcc;指定Timer2口地址T2L=0xcc T2H=0xCD sbit：位寻址，如sbit EA=0xAF;指定第0xAF位为EA，即中断允许 还可以有如下定义方法： sbit 0V=PSW2；(定义0V为PSW的第2位) sbit 0V0XDO2；(同上) 或bit 0V-0xD2(同上)。 第三节 存储模式 存储模式决定了没有明确指定存储类型的变量，函数参数等的缺省存储区域，共三种： 1. Small模式 所有缺省变量参数均装入内部RAM，优点是访问速度快，缺点是空间有限，只适用于小程序。 2. Compact模式 所有缺省变量均位于外部RAM区的一页(256Bytes)，具体哪一页可由P2口指定，在STARTUP.A51文件中说明，也可用pdata指定，优点是空间较Small为宽裕速度较Small慢，较large要快，是一种中间状态。 3. large模式 所有缺省变量可放在多达64KB的外部RAM区，优点是空间大，可存变量多，缺点是速度较慢。 提示：存储模式在C51编译器选项中选择。 第四节 存储类型声明 变量或参数的存储类型可由存储模式指定缺省类型，也可由关键字直接声明指定。各类型分别用：code,data,idata,xdata,pdata说明，例： data uar1 char c