1、第 8章 单片机系统扩展设计 系统接口技术概述 存储器扩展技术 输入输出（ I/O）和中断扩展技术返回 1 单片机与片外并行器件接口设计有两个任务：硬件电路连接和软件编程 硬件接口就是解决三种总线的连接：1）数据总线 ： 片外器件的数据总线宽度不超过8位时，直接与单片机相连即可；大于 8位时，需要分时来存取。2）地址总线 ： 先对片外器件分配地址，然后进行相应的硬件连接。3）控制总线： 根据片外器件工作的定时逻辑，利用单片机控制信号以及与 I/O口线的组合，完成对器件的控制和读写操作。 返回MCS-51单片机并行接口基本方法 ALE,PSEN,EA,RD、 WR 2（ 1）地址总线（ AB）地
2、址总线由单片微机 P0口提供 低 8位地址 A0 A7， P2口提供高 8位地址 A8 A15。 P0口是地址总线低 8位和 8位数据总线复用口，只能分时用作地址线。故 P0口输出的低 8位地址 A0A7必须用锁存器锁存。锁存器的锁存控制信号为单片微机 ALE引脚输出的控制信号。在 ALE的下降沿将 P0口输出的地址 A0 A7锁存。 P0、 P2口在系统扩展中用做地址线后便不能作为一般 I/O口使用。 由于地址总线宽度为 16位，故可寻址范围为64 KB。（ 2）数据总线（ DB）数据总线由 P0口提供，用 D0 D7表示。3P0口为三态双向口，是应用系统中使用最为频繁的通道。所有单片微机与
3、外部交换的数据、指令、信息，除少数可直接通过 P1口外，全部通过 P0口传送。数据总线是并连到多个连接的外围芯片的数据线上，而在同一时间里只能够有一个是有效的数据传送通道。哪个芯片的数据通道有效，则由地址线控制各个芯片的片选线来选择。480C51系列单片微机的三总线结构 5单片机控制信号线 ALE输出，地址锁存，锁存 P0口输出的低8位地址信号 PSEN 输出， 程序存储器选通允许 EA 输入，外部访问，选择片内或片外程序存储器 RD、 WR 输出，读 /写，用于访问片外数据存储器的读写控制6常用的串行总线有 Motorola公司的 SPI（ Serial Peripheral Interfa
4、ce）总线 Philips公司的 I2C（ Inter-Integrated Circuit） National Semiconductor公司的MICROWIRE总线 现场总线 CAN（ Controller Area Network）总线等。 串行总线的类型串行总线的类型 返回 7SPI总线接口 返回SPI三线总线结构是一个同步外围接口，允许MCU与各种外围设备以串行方式进行通信 。 全双工、三线同步传送； 主、从机工作方式； 可程控的主机位传送频率、时钟极性和相位； 发送完成中断标志； 写冲突保护标志。按要求连接 SCLK、 MOSI/MISO、 SS三根线，即可通过 SPI扩展各种 I
5、/O功能 8 串行数据线（ MISO、 MOSI）主机输入从机输出数据线（ MISO）和主机输出从机输入数据线（ MOSI），用于串行数据的发送和接收。数据发送时先传送 MSB（高位），后传送 LSB（低位）。在 SPI设置为主机方式时， MISO线是从机数据输入线， MOSI是主机数据输出线；在 SPI设置为从机方式时， MISO线是从机数据输出线， MOSI是从机数据输入线。SPI总线引脚描述9 串行时钟线（ SCLK）用于同步从 MISO和 MOSI引脚输入和输出数据的传送。在 SPI设置为主机方式时 SCLK为输出；在 SPI设置为从机方式时， SCLK为输入。 在 SPI设置为主机方式时，主机启动一次传送时，自动在 SCLK脚产生 8个时钟周期。主机和从机 SPI器件中在 SCLK信号的一个跳变时进行数据移位，数据稳定后的另一个跳变时进行采样。10
