单片机控制总线结构及原理

mcs51系列单片机可以有各种不同的封装形式，不管是哪种单片机，它的引脚都是由电源、复位、时钟输入、4个并行i／o口以及一些控制引脚构成的，这些引脚除了具有这些基本功能外，还可以用于单片机的扩展。此时，单片机的这些引脚可以构成三总线结构（即地址总线、数据总线和控制总线），如图13所示。

图1-3单片机的总线结构

（1）地址总线 虽然mcs-51是8位机，但其地址总线宽度为16位，即其最大寻址空间可达64kb。在mcs-51系统中，其地址总线低8位（ad0～ad7）由p0口提供，地址总线高8位（a8～a15）由p2口提供。但是，在实际使用时，p0口还要用作数据总线，因而需要通过分时复用的方式，才能同时用作地址总线，此时需要在p0口外接地址锁存器来实现，地址锁存器需要用到单片机ale引脚发出的地址锁存信号来控制。

p2口用作地址总线时，因本身具有锁存功能，故不需要外加地址锁存器。当然，如果p0口和p1口不用作地址总线时，它可以作为一般的i／o口来使用，但一旦用作地址总线后，则不能用作一般i／o口了。

（2）数据总线 在mcs51系列单片机中，数据总线总是用p0口来提供。由于数据总线宽度为8位，因此mcs-51系列单片机是8位机。

p0口为三态双向口，是单片机中使用最频繁的i／o口。单片机所有需要与外部交换的数据信息大部分都通过此口来传输。(www.xing528.com)

在单片机系统扩展中，数据总线通常是所有外围芯片的公共数据通道，但这些外围芯片并不能同时使用此数据总线，此时需要用到片选信号，片选信号加到不同芯片的片选端，如果芯片被选中，则由此芯片使用数据总线。

（3）控制总线 控制总线是系统扩展时非常重要的控制信号的传送通道，与系统扩展有关的控制信号有wr、、、ale、等。（注：上面画一横表示是低电平有效）。

、：读、写控制信号，分别用于单片机对片外扩展数据存储器及i／o端口的读写选通，当执行外部数据存储器操作movx指令时，这两个信号分别自动生成。、分别与扩展数据存储器及i／o端口的w、相接。

：外部rom读选通信号，用于片外程序存储器（eprom）的选通信号。与数据存储器不同，读取eprom中的数据时不用信号。在单片机执行片外程序存储器查表指令movc时，该信号自动生成。与扩展程序存储器相接。

ale：地址锁存允许，用于锁存p0口输出的低8位地址的控制线。通常，ale在p0口输出地址期间用其下降沿控制锁存器地址数据。：片外rom选通信号，用于选择片内或片外程序存储器。当ea＝0时，只访问外部程序存储器，对于没有片内rom的芯片（如8031），此时，必须将ea接地。