Transcript 5.1 单片机最小系统

第5章 单片机的最小系统
与外部扩展
5.1 单片机最小系统
概念：
所谓单片机的最小系统，就是指在尽可能少的
外部电路的条件下，形成一个可以独立工作的单片
机系统。
如8051在加上相应的复位和振荡电路后就构成
了一个最小系统，而对于8031还需要扩展外部程序
存储器才能构成最小系统。
第五章 单片机的最小系统与外部扩展
5.1 单片机最小系统
XTAL1
XTAL1
P0
P2
8
8
XTAL2
ALE
P1
XTAL2
8
P2
Reset
高8位地址线
G
74LS
373
A15
~
A8
A7
~
A0
Reset
CE
8
8051/
8751
Vcc
P3
8051/
8751
8
GND
EA
P0
PSEN
D7
~
D0
2764
OE
第五章 单片机的最小系统与外部扩展
5.1.1 时钟电路
XTAL1
C01
电容C01,C02起稳定振荡频率，
+5V
TTL
快速起振的作用，一般为
反向门
外
20~100pF。这种方式所得的
部
XTAL2
1
时时钟信号稳定，实用较多。
钟
源
C02
XTAL2
把外部已有的时钟信号引入
8051/
单片机，适用来使单片机的
8751
时钟与外部信号同步。
内部振荡方式
XTAL1
8051/
8751
外部振荡方式
第五章 单片机的最小系统与外部扩展
5.1.3 引脚及片外总线结构
51系列单片机的引脚有两种：40脚(8031/
51/32/52)和20脚(89C2051/1051)。
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XTAL1
XTAL2
RST
PSEN
ALE
EA
P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3
P0.4/AD4
P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7
P2.0/A8
P2.1/A9
P2.2/A10
P2.3/A11
P2.4/A12
P2.5/A13
P2.6/A14
P2.7/A15
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.6/WR
P3.7/RD
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1
XTAL1
XTAL2
RST
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.7
P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P3.0/RXD
P3.1/TXD
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第五章 单片机的最小系统与外部扩展
5.1.3 引脚及片外总线结构
接外部晶体的引脚，当
单片机采用外部时钟信
号时，XTAL1接地，
XTAL2接外部时钟信号
复位引脚，Vcc掉电后，
此引脚可接备用电源，
在低功耗条件下保持内
部RAM的数据
程序存储器允许，输出外部
程序存储器的选通信号，取
指令期间，PSEN的频率为
振荡周期的1/6，但如果此期
间如果有访问外部数据存储
器的操作，则有一个及其周
期内的PSEN不出现。
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XTAL1
XTAL2
RST
PSEN
ALE
EA
P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3
P0.4/AD4
P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7
P2.0/A8
P2.1/A9
P2.2/A10
P2.3/A11
P2.4/A12
P2.5/A13
P2.6/A14
P2.7/A15
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.6/WR
P3.7/RD
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第五章 单片机的最小系统与外部扩展
5.1.3 引脚及片外总线结构
①地址所存允许，当单
片机访问外部存储器时，
①EA=0，单片机只访
该引脚用来锁存P0的低
问外部的程序存储器，
8位地址。ALE的频率
8031此脚必须接地，
为时钟振荡频率的1/6
EA=1时，单片机访问
内部程序存储器，对
②对8751片内EPROM
8051此脚应接高电平，
编程时，编程脉冲由此
若地址超过4K，单片机
输入
自动访问外部程序存储
器
②对8751片内EPROM
编程时，此脚引入21V
编程电压
P1.0~P1.7：P1静态通用端口。
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XTAL1
XTAL2
RST
PSEN
ALE
EA
P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3
P0.4/AD4
P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7
P2.0/A8
P2.1/A9
P2.2/A10
P2.3/A11
P2.4/A12
P2.5/A13
P2.6/A14
P2.7/A15
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.6/WR
P3.7/RD
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第五章 单片机的最小系统与外部扩展
5.1.3 引脚及片外总线结构
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P0.0~P0.7：P1静态通用
端口
XTAL1
P0.0/AD0
XTAL2
RST
PSEN
ALE
EA
P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3
P0.4/AD4
P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7
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32
P2.0~P2.7：P2动态端口
P2.0/A8
P2.1/A9
P2.2/A10
P2.3/A11
P2.4/A12
P2.5/A13
P2.6/A14
P2.7/A15
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P3.0~P3.7：P3双功能静态端
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P3.0/RXD
口
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P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.6/WR
P3.7/RD
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第五章 单片机的最小系统与外部扩展
5.1.3 引脚及片外总线结构
单片机的引脚除了电源，复位，时钟输入、用户I/O外，其
余管脚是为实现系统扩展而设置的。这些引脚构成MCS-51
单片机片外三总线结构，即：
① 地址总线(AB)：地址总线宽为16位，因此，其外部存储器直接寻址为
64K字节，16位地址总线由P0口经地址锁存器提供低8位地址(A0至A7）；
P2口直接提供高8位地址(A8至A15)。
② 数据总线(DB)：数据总线宽度为8位，由P0提供。
③ 控制总线(CB)：由P3口的第二功能状态和4根独立控制线RESET、EA、
ALE、PSEN组成。
第五章 单片机的最小系统与外部扩展
5.1.3 引脚及片外总线结构
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控
制
总
线
(CB)
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XTAL1
XTAL2
RST
PSEN
ALE
EA
P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3
P0.4/AD4
P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7
P2.0/A8
P2.1/A9
P2.2/A10
P2.3/A11
P2.4/A12
P2.5/A13
P2.6/A14
P2.7/A15
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.6/WR
P3.7/RD
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锁存器
地
址
总
线
(AB)
数
据
总
线
(DB)
第五章 单片机的最小系统与外部扩展
5.2 单片机外部扩展
1. 系统的扩展一般有以下几方面的内容：
① 外部程序存储器的扩展。
② 外部数据存储器的扩展。
③ 输入/输出接口的扩展。
④ 管理功能器件的扩展(如定时器/计数器、键盘/显
示器、中断优先级编码器等)。
第五章 单片机的最小系统与外部扩展
5.2.1 芯片与地址总线的连接
2. 芯片地址线与地址总线连接
存储器或者I/O芯片的地址线：地址线的数目由芯片
的容量决定。
容量(Q)与地址线数目(N)满足关系式：Q=2N。
存储器芯片的地址线与单片机的地址总线(A0~A15)
按由低位到高位的顺序顺次相接。
MCS-51单片机总线宽度(16位)，在片外可扩展的存
储器最大容量为64 KB，片外外可扩展的程序存储器与数
据存储器分别为64 KB。
第五章 单片机的最小系统与外部扩展
5.2.1 芯片与地址总线的连接
3. 芯片的片选线与地址总线连接
存储器芯片的选择有两种方法: 线选法和译码法。
1. 线选法
所谓线选法, 就是直接以系统的地址线作为存储器芯
片的片选信号, 为此只需把用到的地址线与存储器芯片的
片选端直接相连即可。
2. 译码法
所谓译码法就是使用地址译码器对系统的片外地址
进行译码, 以其译码输出作为存储器芯片的片选信号。
第五章 单片机的最小系统与外部扩展
5.2.2 芯片与数据总线的连接
直接将存储器或者I/O接口芯片的数据线(8位)连接单
片机的8位数据总线即可。
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XTAL1
XTAL2
RST
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ALE
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P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
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P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
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P0.4/AD4
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P0.6/AD6
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P2.1/A9
P2.2/A10
P2.3/A11
P2.4/A12
P2.5/A13
P2.6/A14
P2.7/A15
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.6/WR
P3.7/RD
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