早期单片机单总线、单cpu的系统结构,如图2-5所示,其特点如下:
1)cpu是mcs-51系列单片机系统的核心部件。
2)系统的外部总线由地址总线、数据总线和控制总线组成,作为系统各部件的连接线,以及作为信息传送的公共通道。
3)系统各部件都挂在总线上,单片机通过外部总线访问程序存储器和数据存储器,执行指令和传送数据;单片机也可以通过i/o接口访问i/o设备。
从图25中可以看到,单片机选用的是mcs-51系列单片机,该系列中有些型号的单片机是不含程序储存器的。
当51系列单片机工作在扩展模式时,将p0口和p2口作为系统外部地址总线和数据总线,控制总线由ale、、(p3.7)、(p3.6)组成。由此可见mcs51系列单片机工作在扩展模式时占用许多单片机的接口资源,此时只剩下一个完整的p1口。因此很多情况下需要扩展一些接口,以便与i/o设备打交道,或者与被控对象输入/输出信息。(www.xing528.com)
仔细观察图25还可以发现,p0口不仅作为数据总线的端口,而且作为地址总线的端口,那么地址信息和数据信息是如何通过p0口传递的呢?其实,51系列单片机应用于扩展模式时,为了分流p0口的地址信息和数据信息,增加了一个电路部件,作为地址锁存器。
根据cpu执行指令的流程可知,首先cpu将指令的地址通过pc送至地址总线,高8位地址信息(a8~a15)送p2口,低8位地址信息(a0~a7)送p0口。根据cpu工作时序,cpu在发出地址信息的同时发出一个ale脉冲信号,此时p0口低8位地址信息就被存入地址锁存器,再通过地址锁存器的输出端向外部存储器提供地址信息。这样p0口就无需保存地址信息,可以用来传递指令代码或数据信息。p0口的这种工作方式被称为分时复用方式,意思是p0口按不同的时刻传送不同类型的信息,这是利用了cpu执行指令时先送出地址再传送数据的规则。
图2-5 早期单片机单cpu、单总线的系统结构
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