MCS-51单片机外围电路扩展：AD转换与接口技术

本文主要探讨了单片机外围电路的扩展，特别是针对MCS-51系列单片机的系统扩展及应用。MCS-51单片机由于其功能强大且广泛应用于各种嵌入式系统，因此需要进行系统扩展以满足不同需求。以下是关于各部分的详细解释： 1. **程序存储器的扩展**：对于没有片内ROM或需要超过4KB程序存储空间的8031单片机，必须通过外接ROM来扩展程序存储区。在扩展时，P0和P2口被用作数据和地址总线，这意味着它们无法作为普通的I/O端口使用。正确理解和应用单片机访问外部存储器的时序是设计此类扩展电路的关键。 2. **数据存储器的扩展**：除了程序存储器，数据存储器也可能需要扩展，以增加单片机处理数据的能力。这通常涉及到SRAM或EEPROM等存储器件的使用。 3. **指示小灯**：指示小灯用于系统状态的可视化反馈，例如电源状态、运行模式等，通常通过GPIO端口控制。 4. **按键扩展**：为了实现用户交互，需要扩展按键输入，这可以通过连接到单片机的I/O端口实现，通过轮询或中断方式读取按键状态。 5. **数码管显示**：数码管显示常用于显示数值或简单文本信息，可以是静态或动态驱动，通过I/O端口驱动数码管的段和位选线。 6. **A/D转换器接口**：A/D转换器将模拟信号转化为数字信号，使得单片机能处理来自传感器等设备的模拟信号。例如，可以连接温度传感器，将温度值转换成数字形式供单片机处理。 7. **温度传感器接口**：温度传感器如DS18B20等可以通过I2C总线连接，提供温度数据给单片机。 8. **IIC总线**：IIC（Inter-Integrated Circuit）总线允许多个设备在两根线路上通信，简化了硬件设计，例如连接温度传感器、LCD液晶等。 9. **液晶电路**：LCD液晶显示屏可以显示更丰富的信息，通常通过SPI或I2C总线与单片机通信。 10. **电源模块**：提供稳定、可靠的电源是任何电子系统的基础，电源模块应包括电压转换、滤波和保护电路。 11. **最小系统板**：包含单片机、电源、复位电路和晶振的基本配置，是单片机工作的核心。 12. **外扩**：外扩是指增加单片机功能的硬件组件，如上述的各种接口和存储器。 在进行这些扩展时，需要考虑单片机的引脚资源、功耗、速度以及成本等因素，并且编写相应的程序来驱动这些外设。例如，对于A/D转换，需要设置转换通道、启动转换、读取结果；对于IIC总线，需要掌握其通信协议和时序。单片机外围电路的扩展是一项综合了硬件设计和软件编程的实践任务。