51單片機總線時序

一、總線概述

計算機系統(tǒng)是以微處理器為核心的，各器件要與微處理器相連，且必須協(xié)調工作，所以在微處理機中引入了總線的概念，各器件共同享用總線，任何時候只能有一個器件發(fā)送數(shù)據(可以有多個器件同時接收數(shù)據) 。

計算機的總線分為控制總線、地址總線和數(shù)據總線等三種。而數(shù)據總線用于傳送數(shù)據，控制總線用于傳送控制信號， 地址總線則用于選擇存儲單元或外設。

二、單片機的三總線結構

51系列單片機具有完善的總線接口時序，可以擴展控制對象，其直接尋址能力達到64k( 2的16次方) 。在總線模式下，不同的對象共享總線，獨立編址、分時復用總線，CPU 通過地址選擇訪問的對象，完成與各對象之間的信息傳遞。

單片機三總線擴展示意如圖1 所示。

1、數(shù)據總線

51 單片機的數(shù)據總線為P0 口，P0 口為雙向數(shù)據通道，CPU 從P0 口送出和讀回數(shù)據。

2、地址總線

51 系列單片機的地址總線為16 位。

為了節(jié)約芯片引腳，采用P0 口復用方式，除了作為數(shù)據總線外，在ALE 信號時序匹配下，通過外置的數(shù)據鎖存器，在總線訪問前半周期從P0口送出低8位地址，后半周期從P0 口送出8 位數(shù)據。

高8位地址則通過P2 口送出。

3、控制總線

51 系列單片機的控制總線包括讀控制信號P3.7 和寫控制信號P3.6 等，二者分別作為總線模式下數(shù)據讀和數(shù)據寫的使能信號。

三、單片機總線時序分析

51 單片機總線時序如圖2 所示。

從圖2 中可以看出，完成一次總線( 讀寫) 操作周期為T，P0 口分時復用，在T0 期間，P0 口送出低8 位地址，在ALE 的下降沿完成數(shù)據鎖存，送出低8位地址信號。在T1 期間，P0 口作為數(shù)據總線使用，送出或讀入數(shù)據，數(shù)據的讀寫操作在讀、寫控制信號的低電平期間完成。

需要注意的是，在控制信號( 讀、寫信號) 有效期間，P2 口送出高8位地址，配合數(shù)據鎖存器輸出的低8 位地址，實現(xiàn)16 位地址總線，即64kB 范圍的內的尋址。

由于CPU不可能同時執(zhí)行讀和寫操作，所以讀、寫信號不可能同時有效。