单片机原理与接口技术+11233 第7章.pptVIP

通过第一篇的学习我们知道，在MCS-51 单片机的内部已集成了很多资源，只用单片机的最小系统就可以构成一个简单实用的应用系统。但实际应用中的要求是各种各样的，如果用到了MCS-51 单片机内部所没有资源，或者单片机内部虽有，但却不够使用的资源，就必然要进行系统扩展以满足应用的要求。 本篇为接口篇。接口就是连接单片机与外围电路、芯片、设备的中间环节，它涉及到很多内容，如外围电路、设备、芯片的结构、使用方法、时序要求、单片机本身的硬件、软件资源等。 本篇共6章，主要通过对外扩程序存储器、数据存储器、I/O 接口、键盘、显示器、A/D 和 D/A转换器、串行接口等功能部件的介绍，使大家了解单片机外部功能扩展的基本原理，熟悉单片机接口的连接方式，掌握软硬件正确合理的设计方法，同时为顺利地过渡到应用篇的学习打下基础。 第二篇 接口篇 第7章 MCS-51单片机接口技术概述 ? 知识点 MCS-51单片机的最小应用系统 MCS-51单片机片外总线结构、三总线扩 展的方法及系统扩展能力 地址空间的分配 外部串行扩展性能 ? 技能点 单片机扩展电路中会正确选择接口芯片 ? 重点与难点 MCS-51单片机的最小应用系统 选择芯片的方法：线选法和译码法 各芯片地址空间的分配 第7章 MCS-51单片机接口技术概述 7.1 MCS-51单片机的最小应用系统 7.2 MCS-51 单片机的扩展基本知识 最小应用系统，是指能维持单片机运行的最简单配置的系统。这种系统成本低廉、结构简单，常用来构成简单的控制系统，如开关状态的输入/输出控制等。 实际上，内部带有程序存储器的8051或8751单片机本身就是一个最简单的最小应用系统，许多实际应用系统就是用这种成本低和体积小的单片结构实现了高性能的控制。 对于片内无ROM/EPROM的单片机8031来说, 则要用外接程序存储器的方法才能构成一个最小应用系统。最小应用系统的功能取决于单片机芯片的技术水平。 7.1 MCS-51单片机的最小应用系统 第7章 MCS-51单片机接口技术概述 第7章 MCS-51单片机接口技术概述 7.1.1 8051/8751最小应用系统 图7-1 8051/8751最小应用系统 第7章 MCS-51单片机接口技术概述 7.1.2 8031最小应用系统 图7-2 8031最小应用系统 单片机系统的扩展方法有并行扩展法和串行扩展法。 并行扩展法是指单片机与外围扩展单元采用并行接口的连接方法，数据传输为并行传送方式。它的传送速度快，但扩展的电路较复杂。 串行扩展法所占用的I/O口线很少，串行接口器件体积很小，因而简化了连接，降低了成本，提高了可靠性。但它的传输速度较慢，在需要高速应用的场合，还是并行扩展法占主导地位。 本篇主要介绍并行扩展法。 第7章 MCS-51单片机接口技术概述 7.2 MCS-51 单片机的扩展基本知识 1. MCS-51系列单片机的片外总线结构 并行扩展主要体现在扩展接口数据传输的并行性，因而它有两种方式：一种是并行总线的扩展，另一种是并行I/O口线的扩展。 总线的并行扩展采用三总线方式，即数据传送由数据总线DB完成；外围功能单元寻址由地址总线AB完成；控制总线则完成数据传输过程中的传输控制，如读、写操作等。 I/O口的并行扩展则由I/O口完成与外围功能单元的并行数据传送任务，而且传送过程中的握手交互信息也由I/O口来完成。 第7章 MCS-51单片机接口技术概述 7.2.1 外部并行扩展性能 图7-3 MCS-51总线接口信号 MCS-51单片机的总线接口信号示意图如图7-3所示。 第7章 MCS-51单片机接口技术概述 7.2.1 外部并行扩展性能 2. 三总线扩展的方法 P0口作为数据总线和低8位地址线 以P2口作为高8位地址线 地址、数据分时复用电路 图7-4所示为利用 74LS373 锁存器构成的地址/数据分离电路 第7章 MCS-51单片机接口技术概述 7.2.1 外部并行扩展性能 图7-4 P0 口地址/数据分离示意图 第7章 MCS-51单片机接口技术概述 7.2.1 外部并行扩展性能 3. MCS-51 单片机的系统扩展能力 MCS-51 单片机共可扩展 16 位的地址线，所以可构成216（64K）的寻址空间，寻址范围0000H~0FFFFH。 第7章 MCS-51单片机接口技术概述 7.2.1 外部并行扩展性能 4. 地址空间的分配 在外部扩展多片存储和功能部件接口芯片时，主机通过地址总线发出的地址是用来选择某一个存储单