第6章 51单片机总线系统与扩展..
51单片机的外围电路
数码管（二）
共阴与共阳的内部电路如下图所示：
数码管（三）
由图可以看出，共阳和共阴结构的LED 显 示器各笔划段名的安排位置是相同的，当 二极管导通时，相应的笔划段就发亮，由 发亮的笔划段组合而显示出各种字符(a～g 是7个笔段电极，DP为小数点) 需要注意的是：对于同一个字符的编码， 共阴和共阳接法对应的编码是不一样的， 两者互为反码。
MCS-51单片机的系统扩展及应用
通过地址总线、数据总线和控制总线实现系统 的扩展 介绍外围电路的扩展
3.1：程序存储器的扩展 3.2：数据存储器的扩展 3.3：指示小灯 3.4：按键扩展 3.5：数码管应用 3.6：A/D转换器接口 3.7：温度传感器接口 3.8：IIC电路扩展 3.9：液晶电路
静态LED数码显示电路（共阳极）
Vcc
七段译码器 七段译码器 七段译码器 七段译码器 七段译码器
BCD码 0000
0001
0010
0011
0100
返回
数码管（五）
由于静态显示占用的I/O 口线较多，CPU 的开销很大，所以为了节省单片机的I/O 口线，常采用动态扫描方式来作为LED 数 码管的接口电路。 动态显示的接口电路是把所有LED的8 个笔 划段a~g，dp 同名端连在一起，而每一个 显示器的公共极COM 端与各自独立的I/O 口连接。当CPU 向字段输出口送出字形码 时，所有显示器接收到相同的字形码，但 究竟是那个显示器亮，则取决于COM 端， 而这一端是由I/O 口控制的，所以我们就 可以自行决定何时显示哪一位了。
最小系统板
外扩
AD转换
数码管显示
程序存储器 温度传感器 51单片机 IIC总线
单片机原理及应用第2版课后答案第6章习题答案
单片机原理及应用第2版课后答案第6章习题答案1．异步通信和同步通信的主要区别是什么？MCS-51串行口有没有同步通信功能？答案：异步通信因为每帧数据都有起始位和停止位，所以传送数据的速率受到限制。
但异步通信不需要传送同步脉冲，字符帧的长度不受限制，对硬件要求较低，因而在数据传送量不很大。
同步通信一次可以连续传送几个数据，每个数据不需起始位和停止位，数据之间不留间隙，因而数据传输速率高于异步通信。
但同步通信要求用准确的时钟来实现发送端与接收端之间的严格同步。
MCS-51串行口有同步通信功能。
2．解释下列概念：(1)并行通信、串行通信。
(2)波特率。
(3)单工、半双工、全双工。
(4)奇偶校验。
答案：（1）并行通信：数据的各位同时进行传送。
其特点是传送速度快、效率高，数据有多少位，就需要有多少根传输线。
当数据位数较多和传送距离较远时，就会导致通信线路成本提高,因此它适合于短距离传输。
串行通信：数据一位一位地按顺序进行传送。
其特点是只需一对传输线就可实现通信，当传输的数据较多、距离较远时，它可以显著减少传输线，降低通信成本，但是串行传送的速度慢。
（2）波特率：每秒钟传送的二进制数码的位数称为波特率（也称比特数），单位是bp（bitperecond），即位/秒。
（3）单工：只允许数据向一个方向传送，即一方只能发送，另一方只能接收。
半双工：允许数据双向传送，但由于只有一根传输线，在同一时刻只能一方发送，另一方接收。
全双工：允许数据同时双向传送，由于有两根传输线，在A站将数据发送到B站的同时，也允许B站将数据发送到A站。
（4）奇偶校验：为保证通信质量，需要对传送的数据进行校验。
对于异步通信，常用的校验方法是奇偶校验法。
采用奇偶校验法，发送时在每个字符（或字节）之后附加一位校验位，这个校验位可以是“0”或“1”，以便使校验位和所发送的字符（或字节）中“1”的个数为奇数——称为奇校验，或为偶数——称为偶校验。
接收时，检查所接收的字符（或字节）连同奇偶校验位中“1”的个数是否符合规定。
MCS51单片机总线系统与IO口扩展
6.2.2 单片机总线扩展的编址技术
OE
LE
Dn
Qn
L
H
H
H
L
H
L
L
L
L
L
Qn-1
L
L
H
Qn-1
H
×
×
Z
地址锁存器74LS373
CLR D0-D7Q0-Q7 4 6 2 6 74LS24474LS273 E 0123456789E GG 12Q0-Q7CLKD0-D7AAAAAAAAAAA10A11A12I/O0I/O1I/O2I/O3I/O4I/O5I/O6I/O7OWCE1CE2 56? UUU P0.0-P0.7P0.0-P0.7 +5V 11 01234567 E >> QQQQQQQQ O 01234567 E DDDDDDDDL 2 U74LS373 012 YYY ABC 3 U74LS138 R AD E R P20P07P21P06P22P05P23P04P24P03P25P02P26P01P27P00 W ALE 89C51 1 U
MOV
DPTR,#0FEFFH ;确定扩展芯片地址
MOVX
A,@DPTR
;将扩展输入口内容读入累加器A
当与74LS244相连的按键都没有按下时，输入全为1，若按下某键，则所在线 输入为0。
6.2.1 单片机I/O口扩展
输出控制信号由P2.0和相“或”后形成。当二者都为0后，74LS273的控制端 有效，选通74LS273， P0上的数据锁存到74LS273的输出端，控制发光二极管 LED ， 芯 片 地 址 与 74LS244 的 选 通 地 址 相 同 （ 都 是 ×××× ×××0 ×××× ××××B，通常取为FEFFH）。当某线输出为0时，相应的LED发 光。
单片机课后习题答案
第一章计算机基础知识1-1微型计算机主要由哪几部分组成？各部分有何功能？答：一台微型计算机由中央处理单元（CPU）、存储器、I/O接口及I/O设备等组成，相互之间通过三组总线（Bus）：即地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB来连接。
CPU由运算器和控制器组成，运算器能够完成各种算术运算和逻辑运算操作，控制器用于控制计算机进行各种操作。
存储器是计算机系统中的“记忆”装置，其功能是存放程序和数据。
按其功能可分为RAM和ROM。
输入/输出（I/O）接口是CPU与外部设备进行信息交换的部件。
总线是将CPU、存储器和I/O接口等相对独立的功能部件连接起来，并传送信息的公共通道。
1-3什么叫单片机？其主要由哪几部分组成？答：单片机是指把CPU、RAM、ROM、定时器/计数器以及I/O接口电路等主要部件集成在一块半导体芯片上的微型计算机。
1-4在各种系列的单片机中，片内ROM的配置有几种形式？用户应根据什么原则来选用？答：单片机片内ROM的配置状态可分四种：（1）片内掩膜（Mask）ROM型单片机（如8051），适合于定型大批量应用产品的生产；（2）片内EPROM型单片机（如8751），适合于研制产品样机；（3）片内无ROM型单片机（如8031），需外接EPROM，单片机扩展灵活，适用于研制新产品；（4）EEPROM（或FlashROM）型单片机（如89C51），内部程序存储器电可擦除，使用更方便。
1-5写出下列各数的另两种数制的表达形式（二、十、十六进制）1100010100111001000111100100100111111101101100111011011101011119862H200394E47H585249H162363F6CH291D14955D71-6写出下列各数的BCD参与：59：01011001，1996：0001100110010110，4859.2：0100100001011001.0010389.41：001110001001.01000001第二章MCS-51单片机的硬件结构2-1 8052单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件？答：8052单片机片内包括：①8位中央处理器CPU一个②片内振荡器及时钟电路③256B数据存储器RAM。
《单片机原理及应用》课后习题答案
答案：ALE是地址锁存使能信号，是机器周期的二倍。当不使用单字节双周期的指令，如MOVX类指令时，可以作为外部设备的定时信号。
2.13 有那几种方法能使单片机复位？复位后各寄存器的状态如何？复位对内部RAM有何影响？
2.6 8051如何确定和改变当前工作寄存器组？
2.7 MCS-51单片机的程序存储器中0000H、0003H、000BH、0013H、001BH和0023H这几个地址具有什么特殊的功能？
2.8 8051单片机有哪几个特殊功能寄存器？可位寻址的SFR有几个？
2.9 程序状态寄存器PSW的作用是什么？常用标志有哪些位？作用是什么？
TH1、TL1、TH0、TL0的内容为00H，定时器/计数器的初值为0。
(TMOD)=00H，复位后定时器/计数器T0、T1为定时器方式0，非门控方式。
(TCON)=00H，复位后定时器/计数器T0、T1停止工作，外部中断0、1为电平触发方式。
(T2CON)=00H，复位后定时器/计数器T2停止工作。
可位寻址的SFR有11个。
2.9 程序状态寄存器PSW的作用是什么？常用标志有哪些位？作用是什么？
答案：PSW—程序状态字。主要起着标志寄存器的作用。常用标志位及其作用如下：
Cy——进（借）位标志，其主要作用是保存算术运算的进或借位并在进行位操作时做累加器。
在执行某些算术和逻辑指令时，可以被硬件或软件置位或清零。在算术运算中它可作为进位标志，在位运算中，它作累加器使用，在位传送、位与和位或等位操作中，都要使用进位标志位。
2.14 MCS-51的时钟振荡周期、机器周期和指令周期之间有何关系？
《单片机原理与接口技术》（01644）自学考试大纲
《单⽚机原理与接⼝技术》（01644）⾃学考试⼤纲《单⽚机原理与接⼝技术》（01644）⾃学考试⼤纲⼀、课程性质与⽬标（⼀）课程性质和⽬标《单⽚机原理与接⼝技术》课程是⾼等教育⾃学考试综合改⾰试点汽车维修与检测专业（专升本）的⼀门专业必修课。
其任务是使考⽣获得微型计算机特别是单⽚机的基础知识．包括汇编语⾔程序设计和接⼝技术，为后续课程打下必要的基础。
（⼆）本课程的基本要求1. 了解单⽚机的组成、内部结构和特点，获得其硬件和软件的必要基础知识。
2．在初步掌握80C51单⽚机指令系统的基础上，掌握汇编语⾔程序的分析和简单的程序设计。
3．了解单⽚机常⽤的接⼝技术和初步应⽤⽅法。
（三）本课程与相关课程的联系学习本课程前，考⽣应具有⾼等数学、电⼯技术基础和电⼦技术基础的知识〃以便使考⽣顺利掌握计算⽅法和程序设计、接⼝技术等内容。
本课程为学习《数控技术机应⽤》、《可编程控制器原理与应⽤》、《热⼯测量及仪表》等课程打下基础．并将在毕业设计中得到应⽤。
⼆、课程内容和考核⽬标第⼀章计算机基础知识（⼀）学习⽬的与要求通过本章学习，应了解常⽤数制的基本概念，掌握各种进制数的转换和有符号数的表⽰⽅法。
（⼆）考核知识点与考核⽬标1、数制转换（重点）识记：⼗、⼗六进制数的表⽰。
理解：⼆进制数的表⽰。
应⽤：⼆、⼗、⼗六进制数的相互转换⽅法。
2、数制的基本概念（次重点）识记：⼗、⼗六进制数的数码、权、基数的概念。
理解：⼆进制数的数码、权、基数的概念。
应⽤：⼆、⼗、⼗六进制数的计数规则。
3、有符号数的表⽰⽅法、微型计算机概述（⼀般）识记：微型计算机系统的组成。
理解：常⽤字符（A--Z、a--z）的ASCII码。
应⽤：有符号数的原码、反码、补码的定义。
第⼆章80C51单⽚机的硬件结构（⼀）学习⽬的与要求通过本章学习，应了解单⽚机的基本组成和内部结构，特别是要掌握MCS-51的内部CPU、存储器和并⾏⼝结构，熟悉8031最⼩系统的的组成，从⽽建⽴单⽚机的总体概念。
第六章 MCS-51系统扩展技术2(8255、74LS)
3、MCS-51系统扩展示意图 、 系统扩展示意图
单 片 微 型 机 原 理 与 应 用
为了唯一地选中外部某一存储单元(I/O接口芯片已作为数据存储器的一 接口芯片已作为数据存储器的一 为了唯一地选中外部某一存储单元 部分)，必须进行两种选择：一是必须选择出该存储器芯片(或 接口芯片 接口芯片)， 部分 ，必须进行两种选择：一是必须选择出该存储器芯片 或I/O接口芯片 ， 称为片选；二是必须选择出该芯片中的某一存储单元(或 接口芯片中的寄 称为片选；二是必须选择出该芯片中的某一存储单元 或I/O接口芯片中的寄 存器)，称为字选。 存器 ，称为字选。 常用的选址方法有两种：线选法和译码法， 常用的选址方法有两种：线选法和译码法，其中译码法又分为全译码和 部分译码两种。 部分译码两种。
四、部分译码法
单 片 微 型 机 原 理 与 应 用
以上也可采用全译码法， 以上也可采用全译码法，电路更简单
五、扩展存储器时应考虑的几个问题
1. 地址锁存器的选用 2. MCS-51对存储容量的要求 对存储容量的要求 3. 地址线的连接和地址译码方式 4. 工作速度匹配
单 片 微 型 机 原 理 与 应 用
第二节 程序存储器的扩展
一、 常用的程序存储器
单 片 微 型 机 原 理 与 应 用
1. EPROM芯片 芯片 ROM芯片分为 类，即掩膜 芯片分为3类 即掩膜ROM、可编程 芯片分为 、可编程PROM和可擦除 和可擦除 可编程ROM(包括 包括EPROM和E2PROM)。前面两组在实际中使用 可编程 包括 和 。 得很少，因此这里只介绍最常用的可擦除可编程ROM。 得很少，因此这里只介绍最常用的可擦除可编程 。 EPROM芯片：可通过专用的紫外线光源进行照射以擦除其 芯片： 芯片 原有内容，而后用专门的编程器向其写入新的内容。 原有内容，而后用专门的编程器向其写入新的内容。 E2PROM芯片：电可擦除 。 芯片： 芯片
51单片机的扩展
（a）程序存储器的扩展
.程序存储器的作用----存放程序代码或常数表格
.扩展时所用芯片----一般用只读型存储器芯片（可以是 EPROM、E2PROM、 FLASH芯片等）。 .扩展电路连接 ---- 用EPROM 2732扩展程序存储器。 .存储器地址分析----究竟单片机输出什么地址值时，可以
一、系统扩展的含义
单片机中虽然已经集成了CPU、I/O口、定时器、 中断系统、存储器等计算机的基本部件（即系统资 源），但是对一些较复杂应用系统来说有时感到以 上资源中的一种或几种不够用，这就需要在单片机 芯片外加相应的芯片、电路，使得有关功能得以扩 充，我们称为系统扩展（即系统资源的扩充）。 需要解决的问题是单片机与相应芯片的接口电 路连接（即地址总线、数据总线、控制总线的连接） 与编程。
指向存储器中的某一单元。
.扩展时所用芯片
2732----4K EPROM
A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 O0 O1 O2 GND Vcc A8 A9 A11 OE/Vpp A10 CE O7 O6 O5 O4 O3
2732引脚功能
A0-A11 CE 地址线 选片 输出允许/ 编程电源 数据线
P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7
A8 A9 A10 A11
2732
CE OE
ALE
PSEN 图4.2 扩展电路
8031
2732
数据总线的连接： P0.0-P0.7（数据总线）----------------------------------------O0-O7 地址总线的连接： 经过锁存器373 P0.0-P0.7（地址总线低8位）---------------------------------- A0-A7 P2.0-P2.3（地址总线高8位中的4位）--------------------------- A8-A11 控制总线的连接： PSEN（程序存储器允许，即读指令） -------------------------- OE ALE（地址锁存允许）-------------------------------------接373的使能端 G
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
6.1 单片机总线信号的定义
地址线的连接 如前面所述用于选择片内的存储单元或端口，称为 字选或片内选择；为区别同类型的不同芯片，外围芯 片通常都有一个片选引脚，仅当该引脚为有效电平 （通常为低电平）该片才被选中。 一个芯片的某个单元或某个端口的地址由片选的 地址和片内字地址共同组成，因此字选和片选引脚均 应接到单片机的地址线上。连线的方法是： 字选：外围芯片的字选（片内选择）地址线引脚直接 接单片机的从A0开始的低位地址线
单片机微型计算机与 接口技术
第6章 单片机总线与 系统扩展
本章介绍的主要内容
• • • • 单片机的总线信号 程序存储器的扩展 数据存储器的扩展 I/O接口的扩展
MCS51系列单片机的特点就是体积小，功能全， 系统结构紧凑，硬件设计灵活。对于简单的应用， 最小系统即能满足要求。
所谓最小系统是指在最少的外部电路条件下， 形成一个可独立工作的单片机应用系统。
6.1 单片机总线信号的定义
6.1.2 系统扩展的方法 通常和单片机接口的专用芯片也具备三总 线引脚，即数据线、地址线和读、写控制线，此 外还有片选线。其中地址线的根数因芯片不同而 不同，取决于片内存储单元的个数或I/O接口内 寄存器（又称为端口）的个数，N根地址线和单 N 元的个数的关系是：单元的个数＝ 。CPU、MCU 2 和这些芯片的连接的方法是对应的线相连。规律 如下： 数据线的连接： 外接芯片的数据线D0-D7接单片机的数据线 的D0-D7，对于并行接口，数据线通常为8位、各 位对应连接就可以了。
6.1 单片机总线信号的定义
由图可见： 1)由P0分时传送地址/数据信息，在接口电路中， 通常配置地址锁存器，有ALE信号锁存低8位地 址A0-A7，以分离地址和数据信息。 2)P2口传送高8位地址A8-A15。 3)PSEN为程序存储器的控制信号，是在取指令 码时或执行MOVC指令时变为有效。 RD、WR为数据存储器和I/O口的读、写控 制信号。是执行MOVX指令时变为有效。
系统扩展中的原则是，使用相同控制信号的芯片之 间，不能有相同的地址，使用相同地址的芯片之间，控 制信号不能相同。
6.2 程序存储器的扩展 6.2.1 EPROM的扩展 程序存储器扩展电路的安排应满足单片机从外存取 指令的时序要求。从时序图中分析ALE、/PSEN、P0和 P2怎样配合使程序存储器完成取指操作，从而得出扩展 程序存储器的方法。 单片机一直处于不断的取指令码－执行－取指令码 －执行的工作过程中，在取指令码时和执行MOVC指令 时/PSEN会变为有效，和其它信号配合完成从程序存储 器读取数据。
但在很多复杂的应用情况下，单片机内的 RAM ，ROM和I/O接口数量有限，不够使用，这种 情况下就需要进行扩展。因此单片机的系统扩展 主要是指外接数据存贮器、程序存贮器或I/O接口 等，以满足应用系统的需要。
6.1 单片机总线信号的定义 单片机是通过地址总线，数据总线和控制总线与外 部交换信息的。MCS-51单片机的总线接口信号见图
6.2 程序存储器的扩展
根据取指时序，单片机扩展程序存储器2732的电路如下
6.2 程序存储器的扩展
图中，74LS373为8D锁存器，其主要特点在于： /G为下跳沿时D0-D7的状态被锁存在Q0-Q7上。控制 端为高电平时，输出Q0-Q7复现输入D0-D7的状态； 当把ALE与/G相连后，ALE的下跳沿正好把P0端口上 此时出现的PC寄存器的低8位指令地址A0-A7锁存在 74LS373的Q0-Q7上，PC的高4位地址A8-A11则直接 由P2.0-P2.3输出。
6.1 单片机总线信号的定义 控制线的连接
外接程序存储器：
由于程序存储器只读，通常使用状态是读操作，因 此只需连/OE引脚。由于/PSEN为程序存储器的选通控制 信号,因此单片机的PSEN连接ROM的输出允许端/OE; 外接数据存储器和I/O口：
由于数据存储器可读可写，而/RD（P3.7）和 /WR(P3.6)为数据存储器（RAM）和I/O口的读写控制信 号，因此单片机的/RD应连接扩展芯片的/OE (输出允许) 或/RD端，单片机的/WR应连接扩展芯片的/WR或/WE端。
A0～An
n
. . . An
A0 CE
(a)
Ax
A0～An An+1 A15 译 . . . . . . 码 A14 器
n
. . . An
A0 CE
(b)
6.1 单片机总线信号的定义
3）片选端可直接接地。
A0～An
n
. . . An
A0 CE
(c)
当接入单片机的某类芯片仅一片时， 片选端可直接接地使它始终处于选中状 态。此法可用于最小系统。见右图
6.1 单片机总线信号的定义
片选：片选引脚的连接方法三种： 1）片选引脚接单片机用于片内寻址剩下的高位 地址线某几根；此法称为线选法，或称线译码。 用于外围芯片不多的情况，是最简单，最低廉的 方法。见右图 2）片选引脚接高位地址线进行译码后的输出。 译码可采用部分译码或全译码法，所谓部分 译码就是用片内寻址剩下的高位地址线中的几根 进行译码，所谓全译码就是用片内寻址剩下的所 有的高位地址线进行译码。该法的缺点是要增加 地址译码器。全译码法的优点是地址唯一。见右
6.1 单片机总线信号的定义 6.1.1 系统扩展的连线原则 系统的扩展归结为三总线的连接，连接的方法很 简单，连线时应遵守下列原则： 1)连接的双方数据线连数据线，地址线连地址线，控 制线连控制线。要特别注意的是： 程序存储器接PSEN; 数据存储器接RD和WR 2)控制线相同的地址线不能相同， 地址线相同的控制线不能相同。 3)片选信号有效的芯片才选中工作，当一类芯片仅一 片时片选端可接地。
6.2 程序存储器的扩展
1、ALE(地址锁存信号)在一个程序存储器读周期内两次有效； 2、在ALE第1个下降沿将P0口输出的低8位地址存入地址锁存器； 3、同时高8位地址由P2口直接送到程序存储器； 4、(程序存储器读控制信号)在低电平时有效，便将数据读出； 5、读出的数据通过P0口送回单片机。