单片机系统扩展与接口技术详解

本章主要探讨单片机系统扩展及接口技术，针对MCS-51系列单片机在实际应用中常遇到的存储器扩展和接口不足的问题进行深入解析。首先，存储器扩展是关键，MCS-51系列单片机虽然初始程序存储器容量有限，但通过外部扩展可达到64KB。当内部程序存储器不够时，可以通过ALE引脚配合地址锁存器，如74LS373、8282或74LS377等，实现地址的分时复用，以扩展程序空间。 在系统扩展中，单片机的三总线设计至关重要，即地址总线（AB）、数据总线（DB）和控制总线（CB）。MCS-51本身不提供专用的这三条总线，所以需要利用P0口的低8位地址和ALE的高电平信号来传输地址信息，同时作为数据总线使用。P2口用于输出高8位地址，P3口的第二功能负责读写控制信号。这样，通过地址锁存器、数据线和控制信号的组合，构建起完整的三总线系统。 举例来说，如74LS373和8282这类地址锁存器芯片，它们都具备三态输出，当输出使能端OE无效时，输出变为高阻态，而当OE有效且锁存端LE为高电平时，输出跟随输入变化。当LE由高电平变为低电平，输出的8位信息会被锁存，保持稳定直到LE再次变化。通过这样的方式，有效地实现了地址信息的稳定传输，支持了外部设备的接入和通信。 此外，章节还涵盖了其他接口技术，如键盘和显示器接口，开关量输入输出控制，以及A/D和D/A转换技术。这些技术在实际项目中对于传感器输入、人机交互以及模拟信号处理等方面起着重要作用。通过学习这些技术，开发者能够更好地设计和实现单片机系统的功能扩展，满足不同应用场景的需求。 本章内容深度剖析了单片机系统扩展的硬件设计与接口策略，不仅提供了理论指导，也实用性强，对于理解和提升单片机系统的设计能力具有很高的价值。