C51的总线时序与总线扩展课件

1、C51的总线时序与总线扩展第6章80C51的总线、时序与总线扩展 C51的总线时序与总线扩展 总总 线线6.1 80C51 80C51的时序的时序6.2 扩展并行的扩展并行的I/OI/O端口端口6.3 80C51 80C51与与D/AD/A转换器的接口转换器的接口6.4C51的总线时序与总线扩展 省电省电 方式方式 6.7 80C51 80C51的复位的复位6.6 A/D A/D转换电路与转换电路与80C5180C51的接口的接口6.5A/D转换电转换电 路与路与80C51的接口的接口 C51的总线时序与总线扩展6.1 总总 线线 6.1.1 6.1.1 引言引言 1 1总线分类总线分类 片内

2、总线。片内总线。 片总线（又称元件级总线或局部总片总线（又称元件级总线或局部总线）。线）。 内总线（又称微型机总线或板级总内总线（又称微型机总线或板级总线，一般称为系统总线）。线，一般称为系统总线）。 外总线（又称通信总线）。外总线（又称通信总线）。 C51的总线时序与总线扩展 图图6-1 微型机各级总线示意图微型机各级总线示意图C51的总线时序与总线扩展 2 2总线的类型总线的类型 地址总线。是微机用来传送地址的地址总线。是微机用来传送地址的信号线。地址线的数目决定了直接寻址的信号线。地址线的数目决定了直接寻址的范围。范围。 数据总线。是传送数据和代码的总数据总线。是传送数据和代码的总线，一

3、般为双向信号线，既可输入也可输线，一般为双向信号线，既可输入也可输出。数据总线也采用三态逻辑。出。数据总线也采用三态逻辑。 C51的总线时序与总线扩展 控制总线。传送控制信号的总线，控制总线。传送控制信号的总线，用来实现命令、状态传送、中断、直接存用来实现命令、状态传送、中断、直接存储器传送的请求与控制信号传送，以及提储器传送的请求与控制信号传送，以及提供系统使用的时钟和复位信号等。供系统使用的时钟和复位信号等。C51的总线时序与总线扩展 电源和地线。它们决定了总线使用电源和地线。它们决定了总线使用的电源种类及地线分布和用法。的电源种类及地线分布和用法。 备用线。留作功能扩充和用户的特备用线。

4、留作功能扩充和用户的特殊要求使用。殊要求使用。C51的总线时序与总线扩展 6.1.2 80C51 6.1.2 80C51的总线概念的总线概念 1 1数据总线（数据总线（DBDB） DB占用了占用了P0端口的端口的8条引脚，即其宽条引脚，即其宽度为度为8位。位。 C51的总线时序与总线扩展 图图6-2 三总线结构三总线结构C51的总线时序与总线扩展 2 2地址总线（地址总线（ABAB） AB由由P0端口提供低端口提供低8位地址位地址A0A7，由由P2端口提供高端口提供高8位地址位地址A8A15。 C51的总线时序与总线扩展 3 3控制总线（控制总线（CBCB）C51的总线时序与总线扩展 C51的

5、总线时序与总线扩展 图图6-3 并行总线接口与通用并口的关系并行总线接口与通用并口的关系C51的总线时序与总线扩展6.2 80C51的时序 6.2.1 机器周期 一个机器周期由一个机器周期由6个状态的序列组成，个状态的序列组成，编号为编号为S1S6。每个状态时间持续两个振。每个状态时间持续两个振荡器周期。因此，一个机器周期取荡器周期。因此，一个机器周期取12个振个振荡器周期或若振荡器频率为荡器周期或若振荡器频率为12MHz，则为，则为1 s。C51的总线时序与总线扩展 图图6-4 80C51的机器周期与状态序列的机器周期与状态序列C51的总线时序与总线扩展 图图6-5 在在MCS-51设备中从

6、外部程序存储器执行的总线周期设备中从外部程序存储器执行的总线周期C51的总线时序与总线扩展 6.2.2 6.2.2 外扩外扩ROMROM的时序图的时序图 1 1外扩外扩ROMROM的接线图的接线图C51的总线时序与总线扩展 图图6-6 外扩程序存储器示意图外扩程序存储器示意图C51的总线时序与总线扩展 2 2外扩外扩ROMROM的信号时序的信号时序C51的总线时序与总线扩展 图图6-7 从外部从外部ROM提取指令的时序提取指令的时序C51的总线时序与总线扩展 6.2.3 6.2.3 外扩外扩RAMRAM的时序图的时序图 1 1外扩外扩RAMRAM的接线图的接线图C51的总线时序与总线扩展 图图

7、6-8 方案一：外扩方案一：外扩RAM示意图示意图 C51的总线时序与总线扩展 图图6-9 方案二：外扩方案二：外扩RAM示意图示意图C51的总线时序与总线扩展 2 2外扩外扩RAMRAM的信号时序的信号时序（1）读取数据时序）读取数据时序C51的总线时序与总线扩展 图图6-10 外扩外扩RAM的信号时序的信号时序C51的总线时序与总线扩展 （2 2）写入数据时序）写入数据时序C51的总线时序与总线扩展 图图6-11 向外部向外部RAM写入数据的时序写入数据的时序C51的总线时序与总线扩展6.3 扩展并行的I/O端口 C51的总线时序与总线扩展 图图6-12 “译码法译码法”并行扩展多个并行扩

8、展多个8位输入端口位输入端口C51的总线时序与总线扩展 图图6-13 “译码法译码法”并行扩展多个并行扩展多个8位输出端口位输出端口C51的总线时序与总线扩展 图图6-14 “线选法线选法”并行扩展多个并行扩展多个8位输入位输入/输出端口输出端口C51的总线时序与总线扩展 6.3.2 8255A6.3.2 8255A可编程并行可编程并行I/OI/O接口接口 1 18255A8255A的内部编程结构的内部编程结构 C51的总线时序与总线扩展 图图6-15 8255A内部编程结构内部编程结构C51的总线时序与总线扩展 2 28255A8255A芯片引脚功能芯片引脚功能3 38255A8255A的的

9、3 3种工作方式种工作方式C51的总线时序与总线扩展 图图6-16 8255A的的3种工作方式示意图种工作方式示意图C51的总线时序与总线扩展 （1）方式）方式0：基本输入：基本输入/输出方式输出方式（2）方式）方式1：选通输入：选通输入/输出方式输出方式（3）方式）方式2：双向传送：双向传送C51的总线时序与总线扩展 OBFBSTBBACKBSTBASTBAACKAACKAOBFAOBFAC口的位口的位方式方式1（A口、口、B口）口）方式方式2（仅用于（仅用于A口）口）输输 入入输输 出出输输 入入输输 出出PC0INTRBINTRBI/OI/OPC1IBFBI/OI/OPC2I/OI/OP

10、C3INTRAINTRAINTRAINTRAPC4I/OPC5IBFAI/OIBFAPC6I/OPC7I/O表表6-1 8255A的的C口联络控制信号线口联络控制信号线C51的总线时序与总线扩展 4 48255A8255A的控制字的控制字 8255A有有2个控制字：选择工作方式或个控制字：选择工作方式或对对C口控制。口控制。C51的总线时序与总线扩展 （1 1）工作方式选择控制字）工作方式选择控制字 8255A的的3个端口工作在什么方式，是个端口工作在什么方式，是输入还是输出，都是由工作方式控制字设输入还是输出，都是由工作方式控制字设定的。控制字格式如图定的。控制字格式如图6-17所示。所示。

11、C51的总线时序与总线扩展 （2 2）端口）端口C C置置1/1/置置0 0控制字控制字 由于由于C口常作为联络控制位使用，应使口常作为联络控制位使用，应使C口各位可以用置口各位可以用置1/置置0控制字来单独设置，控制字来单独设置，以实现用户要求的控制功能，其格式如图以实现用户要求的控制功能，其格式如图6-18所示。所示。C51的总线时序与总线扩展 5 58255A8255A和和80518051单片机的硬件接口单片机的硬件接口 8051与与8255A的硬件接口电路如图的硬件接口电路如图6-19所示。所示。C51的总线时序与总线扩展 图图6-17 8255A的工作方式选择控制字的工作方式选择控制

12、字 C51的总线时序与总线扩展 图图6-18 C口置口置1/置置0控制字控制字 C51的总线时序与总线扩展 图图6-19 8255A与与8051单片机接口单片机接口C51的总线时序与总线扩展 C51的总线时序与总线扩展 6.3.3 81556.3.3 8155可编程并行可编程并行I/OI/O接口接口 1 181558155芯片的编程结构芯片的编程结构C51的总线时序与总线扩展 图图6-20 8155芯片的编程结构芯片的编程结构C51的总线时序与总线扩展 2 281558155的引脚功能及地址编码的引脚功能及地址编码C51的总线时序与总线扩展 P2.7P2.0P0.7P0.3P0.2 P0.1

13、P0.0I/O地址地址选择的选择的I/O口口01000 0 00100H控制寄存器控制寄存器01000 0 10101HA口口01000 1 00102HB口口01000 1 10103HC口口01001 0 00104H定时器低定时器低8位位01001 0 10105H定时器高定时器高8位位表表6-28155 I/O口地址编码口地址编码C51的总线时序与总线扩展 3 381558155工作方式工作方式（1）作为）作为256B外部外部RAM（2）8155扩展为扩展为I/O口使用口使用C51的总线时序与总线扩展 4 481558155的命令的命令/ /状态控制字状态控制字C51的总线时序与总线扩

14、展 图图6-21 8155工作方式控制字格式工作方式控制字格式C51的总线时序与总线扩展 图图6-22 8155与与8051硬件接口硬件接口C51的总线时序与总线扩展 试设定工作方式控制字及编写程序。试设定工作方式控制字及编写程序。 解：根据要求，由图解：根据要求，由图6-21得控制字为得控制字为0000 0010B=02H。 完成要求功能的程序为：完成要求功能的程序为：C51的总线时序与总线扩展 C51的总线时序与总线扩展6.4 80C51与与D/A转换器的接口转换器的接口 1 1DAC0832 D/ADAC0832 D/A转换器的性能和结转换器的性能和结构构C51的总线时序与总线扩展 图图

15、6-23 D/A转换器转换器DAC0832内部结构内部结构C51的总线时序与总线扩展 （1）8位输入寄存器位输入寄存器（2）8位位DAC寄存器寄存器（3）8位位D/A转换器转换器C51的总线时序与总线扩展 2 2DAC0832DAC0832芯片引脚控制功能芯片引脚控制功能 C51的总线时序与总线扩展 3 3DAC0832DAC0832的的3 3种工作方式种工作方式（1）直通方式）直通方式（2）单缓冲寄存器工作方式）单缓冲寄存器工作方式（3）双缓冲寄存器工作方式）双缓冲寄存器工作方式C51的总线时序与总线扩展 4 4DAC0832DAC0832和和80C5180C51的接口方法的接口方法（1）D

16、AC0832工作在单缓冲方式硬工作在单缓冲方式硬件接口件接口C51的总线时序与总线扩展 C51的总线时序与总线扩展 图图6-24 DAC0832单缓冲接口方式单缓冲接口方式C51的总线时序与总线扩展 （2 2）DAC0832DAC0832双缓冲同步方式硬件接口双缓冲同步方式硬件接口C51的总线时序与总线扩展 图图6-25 DAC0832双缓冲器接口方式双缓冲器接口方式C51的总线时序与总线扩展 C51的总线时序与总线扩展6.5 A/D转换电路与转换电路与80C51的接口的接口 6.5.1 6.5.1 概述概述C51的总线时序与总线扩展 图图6-26 微型机与控制系统的接口微型机与控制系统的接口

17、C51的总线时序与总线扩展 6.5.2 86.5.2 8位位A/DA/D转换器转换器ADC0809ADC0809与与MCS-51MCS-51单片机单片机 接口电路接口电路 1 1主要性能主要性能 2 2ADC0809ADC0809芯片组成原理芯片组成原理C51的总线时序与总线扩展 图图6-27 A/D转换器转换器ADC0809原理框图原理框图C51的总线时序与总线扩展 3 3ADC0809ADC0809引脚功能引脚功能 4 4ADC0809ADC0809与与80C5180C51的硬件接口的硬件接口C51的总线时序与总线扩展 图图6-28 ADC0809所需控制信号的产生所需控制信号的产生C51

18、的总线时序与总线扩展 5 5ADC0809ADC0809芯片芯片A/DA/D转换程序转换程序C51的总线时序与总线扩展 图图6-29 ADC0809与与8051单片机硬件接口单片机硬件接口C51的总线时序与总线扩展 C51的总线时序与总线扩展 C51的总线时序与总线扩展 C51的总线时序与总线扩展6.6 80C51的复位图图6-30 复位时序复位时序C51的总线时序与总线扩展 SFR名称名称复复 位位 值值PC0000HACC00H表表6-3SFR的复位值的复位值C51的总线时序与总线扩展 SFR名称名称复复 位位 值值B00HPSW00HSP07HDPTR0000HP0-P3FFHIP（8051）00000BIP（8052）000000BIE（8051）000000B续表续表C51的总线时序与总线扩展 SFR名称名称复复 位位 值值IE（8052）0000000BTMOD00HTCON00HTH000HTL000HTH100HTL100HTH2（8052）00H续表续表C51的总线时序与总线扩展 SFR名称名称复复 位位 值值TL2（8052）00HRCAPH2（8052）00HRCAPL2（8052）00HSCON00HSBUF不定不定PCON（HMOS）0BPCON（CHMOS）00000B续表续表C51的总线