MCS-51单片机C51最小系统扩展与外部存储器扩展详解

"本文主要介绍了MCS-51系列单片机，特别是C51的接口扩展技术，包括单片机的引脚定义、最小应用系统以及外部存储器的扩展。" 在MCS-51单片机中，8051、8031和8751是常见的型号，它们拥有不同的引脚配置和功能。引脚定义涵盖了数据总线（DB）、地址总线（AB）和控制总线（CB），以及用户I/O接口。例如，P0-P3口作为双向数据线，同时P0也可以作为地址/数据复用线；P2口用于高8位地址线；P3口则包含输入/输出功能以及一些特殊功能，如RXD/TXD（串行通信）、INT0/INT1（中断输入）、T0/T1（定时器/计数器）、WR/RD（读写控制）等。 MCS-51的最小应用系统通常包括电源（VCC、VSS）、晶振（XTAL1、XTAL2）以及复位（RST）电路。晶振与单片机的时钟产生电路一起工作，为系统提供运行时钟。复位电路确保单片机在上电或复位信号触发时，能回到一个已知的初始状态。 扩展外部存储器是单片机系统设计中的重要部分。对于8031这样的型号，由于没有内部程序存储器，需要扩展EPROM或EEPROM来存储程序代码。外部程序存储器的扩展需要通过EA引脚进行控制，当EA保持高电平时，单片机会从外部存储器取指令；若EA接地，则从内部存储器取指令。P0口作为低8位地址/数据线，P2口提供高8位地址线，共同形成完整的16位地址空间。例如，P2.7到P2.0与P0.7到P0.0结合，可以访问64KB的地址空间。 此外，外部数据存储器的扩展可以通过WR和RD控制信号，以及P0-P3口的数据线实现。这允许单片机与RAM、EEPROM、移位寄存器等外设进行数据交换。 接口扩展是单片机应用中的关键环节，例如添加串行通信接口（UART）、I2C、SPI等，以连接各种传感器、显示设备或其他微控制器。这些接口的扩展通常需要根据具体的应用需求，合理分配和利用单片机的IO端口，并可能需要额外的逻辑电路支持。 C51单片机的最小系统扩展涉及到对硬件资源的充分利用，包括引脚复用、地址总线、数据总线和控制信号的管理，以及与外部设备的通信接口设计。理解和掌握这些知识对于开发基于MCS-51的嵌入式系统至关重要。