9.1单片机系统总线与资源扩展详解

在第九章“系统总线与资源扩展”中，我们深入探讨了单片机中系统总线的作用和如何利用它来扩展硬件资源。系统总线是连接单片机内部各个组件以及外部设备的一组公共信号线，如地址总线(DB，如P0和P2)，数据总线(CB)，以及控制总线(CB)。其中，控制总线包括ALE、PSEN、EA、RD和WR等信号，它们在扩展程序存储器和数据存储器时起着至关重要的作用： 1. **地址线选通**: - ALE（地址锁存允许）信号用于低8位地址的锁存，确保数据稳定传输。 - PSEN（程序存储器选通）信号用于选择是否从内部或外部程序存储器读取指令。 - EA（内外存选通）信号用来区分内存类型，决定数据从内部ROM还是外部ROM读取。 2. **数据读写选通**: - RD（读选通）和WR（写选通）信号在扩展数据存储器和I/O端口时，分别控制读取和写入操作。 - MOVX指令利用RD和WR信号进行操作，使得I/O口的有效使用集中在P1和P3。 3. **存储器扩展**: - 程序存储器扩展通常使用74LS373这样的锁存器，如透明锁存器，以允许地址总线的扩展，而地址“code”部分在扩展时保持低电平。 - 数据存储器（包括ROM和RAM）被视作单一资源，它们可以重叠但互不影响。例如，MOVCPSEN用于访问ROM，而MOVXRD和WR用于RAM。 4. **硬件配置和编程**: - C51编译器通过#define语句，如`#define PORTXBYTE [0XFFC0]`，将片外I/O口映射到数据存储器的特定地址。 - 对于非总线型单片机，扩展方法更为复杂，图9-28展示了C51单片机三总线扩展的方法。 5. **硬件连接示例**: - 图9-189展示了C51最小应用系统的电路结构，包括ALE、P0、P2等接口。 - 图9-4说明了P0口如何在地址和数据传输中进行复用。 系统总线与资源扩展是单片机设计中不可或缺的部分，通过合理的总线管理和扩展技术，可以充分利用单片机的I/O资源，并支持大规模程序和数据存储器的接入。理解并掌握这些概念和技术，对于单片机的高效应用至关重要。