【正文】 8031芯片的引腳如圖 所示 1 40 2 39 3 38 4 37 5 36 6 35 7 34 8 33 9 32 10 31 11 30 12 29 13 28 14 27 15 26 16 25 17 24 18 23 19 22 20 21 8031 P1,3 RST/ VPD RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD XTAL2 XTAL1 VSS VCC EA /VPP ALE/PROG PSEN VSS VCC RST/ VPD ALE/PROG EA /VPP PSEN 端口 0 端口 1 端口 2 XTAL1 XTAL2 8031 端口 3 7 圖 8031 芯片的引腳 （ 3） 單片機(jī) 8031 的引腳功能 ① 四個(gè)并行 I/O 口 ～ ： P0口共有 8 條引腳，其中 為最高位， 為最低位。 P0 口既可作地址 /數(shù)據(jù)總線使用，又可作為通用的 I/O 端口使用。當(dāng)CPU 訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口分時(shí)先作低 8 位地址總線，后作雙向數(shù)據(jù)總線。當(dāng) P0口被地址 /數(shù)據(jù)總線占用時(shí)，就不能再作 I/O 口使用了。 ～ ： P1口作通用 I/O口使用 ,用于傳送用戶的輸入 /輸出數(shù)據(jù)。 ～ ： P2口是一個(gè) 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 端口，它既可作為通用 I/O口使用，也可與 P1 口配和，作為外存儲(chǔ)器的高 8 位地址總線，輸出高 8位地址，使 P2 和 P1 口 一起組成一個(gè) 16 位片外存儲(chǔ)器單元地址。 ～ ：這組引腳除作為一般準(zhǔn)雙向 I/O 口外，每個(gè)引腳還具有第二功能。具體分配如表 31 所示。 表 31 P3 口各位的第二功能 P3 口的位 第二功能 注釋 RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD 串 行數(shù)據(jù)接收口 串行數(shù)據(jù)發(fā)送口 外中斷 0 輸入 外中斷 1 輸入 計(jì)數(shù)器 0 計(jì)數(shù)輸入 計(jì)數(shù)器 1 計(jì)數(shù)輸入 外部 RAM 寫選通信號(hào) (輸出 ) 8 外部 RAM 讀選通信號(hào) (輸出 ) ② 控制引腳 ALE/PROG ：地址所存允許信號(hào) /編程脈沖輸入端； EA /VPP：允許訪問片外存儲(chǔ)器 /編程電源輸入端； PSEN ：片外程序存儲(chǔ)器允許輸出信號(hào)端； RST/VPD：復(fù)位信號(hào)輸入端 /備用電源輸入端； ③ 時(shí)鐘引腳（ 2 條） XTAL1：接外部晶體的一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是反相放大器的輸入端，而這個(gè)放大器構(gòu)成片內(nèi)振蕩器。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)，該引腳必須接地。 XTAL2：接外部晶體的另一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，接上述振蕩器的反相放大器的輸出端。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)，該引腳輸入外部時(shí)鐘脈沖。 ④ 電源引腳（ 2 條） VCC 為 +5V 電源線， VSS 為接地線。 （ 4） 8031 最小應(yīng)用系統(tǒng) 單片機(jī) 8031 是將 CPU、 RAM和 I/O 接口都集成在一塊大規(guī)模集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。就其組成而言，一塊單片機(jī)芯片包括了計(jì)算機(jī)的全部基本部件，但它還不能構(gòu) 成最小應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)包括：單片機(jī)、上電復(fù)位部分和晶振時(shí)鐘源，如圖 所示。 單片機(jī) 8031 允許的振蕩晶體可在 ～ 24 MHz 之間選擇，一 9 般取 。電容 C C2的取值對(duì)振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小及振蕩電路起振速度有少許影響。 C C2可在 20pF～ 100pF 之間選擇，一般當(dāng) 單片機(jī)外接晶體時(shí)的典型取值為 30pF，為了提高溫度穩(wěn)定性，應(yīng)采用 NPO 電容。 圖 單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng) 單片機(jī) 8031 通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。在該系 統(tǒng)中采用按鈕復(fù)位，如圖 所示。各器件的典型取值為： C3=1μ F； R1=1kΩ ； R2=51kΩ。 復(fù)位時(shí)，只需將按鈕按下，使 RET 引腳保持高電平為兩個(gè)機(jī)器周期以上，就能使單片機(jī)復(fù)位。 總線 總線是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部各獨(dú)立模塊之間傳遞各種信號(hào)的渠道。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，各種功能模塊通過總線有機(jī)的連接起來，通過總線實(shí)現(xiàn)相互間的信息傳送和通信?？偩€通常分為片總線、內(nèi)總線和外總線。 10 片總線為元件級(jí)總線，是組成一個(gè)小系統(tǒng)或 CPU 插件各芯片間的連接總線。片總線包括地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線，即所謂的三總線結(jié)構(gòu)。如圖 所示，為 8031 的三總線分配圖 圖 8031 芯片的三總線分配 內(nèi)總線又稱系統(tǒng)總線，為板極總線，用于 CNC 裝置中各插件板之間的連接和通信。如 S100 總線、 PC 總線、 Multi 總線、 STD、 IBMAT標(biāo)準(zhǔn)總線等。 外總線又稱通信總線，它用于系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的通信。這類總線有RS232C、 RS42 IEEE488 等。 實(shí)際應(yīng)用和理論分析證明， STD 總線是一種比較好的工業(yè)總線，在國際上獲得廣泛應(yīng)用，也是國內(nèi)優(yōu)選重點(diǎn)發(fā)展的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線。 STD 總線的 CPU 摸板幾乎可以包容 8 位的單片機(jī) 8031，并且可以 11 與各種通用的存儲(chǔ)器和 I/O 口模塊匹配。 單片機(jī)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展電路 存儲(chǔ)器在簡易數(shù)控裝置中是用來存放程序、數(shù)據(jù)和參數(shù)。在 CNC 裝置中一般有三種用途的內(nèi)存儲(chǔ)器和一些外存儲(chǔ)器（視需要配置）。內(nèi)存儲(chǔ)器即為：系統(tǒng)軟件存儲(chǔ)器、工作參數(shù)寄存器、工件加工程序存儲(chǔ)器。 內(nèi)存儲(chǔ)器位于主機(jī)內(nèi)部，可與 CPU 直接聯(lián)系，存取速度高，但存儲(chǔ)容量有限。而外部存儲(chǔ)器大多放在主機(jī)外面，一般只與內(nèi)存儲(chǔ)器進(jìn)行交換信息，存取速率低，但存取容量大。 由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)所用的 8031 單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器只有 128B 的隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM，且片內(nèi)無只讀存儲(chǔ)器 EPROM。所以，設(shè)計(jì)中必須要對(duì)外部存儲(chǔ)器進(jìn)行擴(kuò)展。 單片機(jī)外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展芯片 （ 1） 程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 （ EPROM） 芯片 由于在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控裝置中其程序的存儲(chǔ)不是很多，所以在設(shè)計(jì)中，對(duì)于 EPROM芯片的選擇，系統(tǒng)選用 Intel 公司的典型系列芯片 2764（ 8K 8），下面對(duì) 8KB 的 2764 芯片做簡要說明。 ① 2764 芯片的引腳 2764 芯片的引腳排列如圖 所示 12 V PP /V PP /V PP A 12 / A 12 / A 12 A 7/ A 7/ A 7 A 6/ A 6/ A 6 A 5/ A 5/ A 5 A 4/ A 4/ A 4 A 3/ A 3/ A 3 A 2/ A 2/ A 2 A 1/ A 1/ A 1 A 0/ A 0/ A 0 D 0/ D 0/ D 0 D 1/ D 1/ D 1 D 2/ D 2/ D 2 G N D / G N D / G ND V CC /V CC /V CC P G M / P G M / P G M N C / A 13 / A 13 A 8/ A 8/ A 8 A 9/ A 9/ A 9 A 1 1/ A 1 1/ A 1 1 O E / O E / O E A 10 / A 10 / A 10 C S / C S / C S D 7/ D 7/ D 7 D 6/ D 6/ D 6 D 5/ D 5/ D 5 D 4/ D 4/ D 4 D 3/ D 3/ D 3 1 28 2 27 3 26 4 25 5 24 6 23 7 22 8 21 9 20 10 19 11 8 12 17 13 16 14 15 2764 圖 2764 芯片的引 腳排列 ② 2764 芯片的引腳簡介 ◆ A0～ A12：地址線 ◆ D0～ D7： 數(shù)據(jù)輸出線 ◆ CE ： 地址線 ◆ OE ： 數(shù)據(jù)輸出選通線 ◆ PGM ： 編程脈沖輸入 ◆ VPP： 編程電源 ◆ Vcc： 電源引腳 2764 芯片的五種工作方式的選擇見表 32 表 32 2764 工作方式的選擇 引腳 方式 CE （ 20） OE （ 22） PGM （ 27） VPP/V （ 1） VCC/V （ 28） 輸出 （ 11～ 13， 15～ 13 19） 讀 VIL VIL VIH 5 5 DOUT 維持 VIH 任意 任意 5 5 高阻 編程 VIL VIH VIL 5 DIN 編程檢驗(yàn) VIL VIL VIH 5 DOUT 編程禁止 VIH 任意 任意 5 高阻 （ 1） 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展（ SPRAM）芯片 一般 CNC 裝 置都選取靜態(tài)、隨機(jī)存儲(chǔ)器 SRAM 用做單片機(jī)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。設(shè)計(jì)中系統(tǒng)選取常用的 8位數(shù)據(jù)線的 6264做為擴(kuò)展芯片。下面對(duì) 8KB 的 6264 芯片做簡要說明。 ① 6264 芯片的引腳 62664芯片的引腳排列如圖 所示 1 28 2 27 3 26 4 25 5 24 6 23 7 22 8 21 9 20 10 19 11 18 12 17 13 16 14 15 N C / A 14 A 12/ A 12 A 7/ A 7 A 6/ A 6 A 5/ A 5 A 4/ A 4 A 3/ A 3 A 2/ A 2 A 1/ A 1 A 0/ A 0 D 0/ D 0 D 1/ D 1 D 2/ D 2 G N D / G N D V CC /V CC WE / WE C S 2/ A 13 A 8/ A 8 A 9/ A 9 A 1 1/ A 1 1 O E / O E A 10/ A 10 C S 1/ C S D 7/ D 7 D 6/ D 6 D5 / D 5 D 4/ D 4 D 3/ D 3 6264 圖 62664 芯片的引腳排 14 ② 6264 芯片的引腳簡介 ◆ A0～ A12：地址輸入線 ◆ D0～ D7：雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線，用于傳送 CPU 對(duì)芯片的寫數(shù)據(jù)和芯片輸出給 CPU 的讀數(shù)據(jù) ◆ CE ：片選信號(hào)輸入線，低電平有效。該芯片的 26 腳（ CS）為高電平，且 CE 為低電平時(shí)才選中該片 ◆ OE ：讀選通信號(hào)輸入線，低電平有效 ◆ WE ：寫允許信號(hào)輸入線，低電平有效 ③ 6264 的四種工作方式如圖表 33 所示。 表 33 6264 工作方式的選擇 引腳 工作方式 CS OE WE D0～ D7 寫 VIL VIH VIL DIN 讀 VIL VIL VIH DOUT 未選中 VIH X X 高阻 輸出禁止 VIL VIH VIH 高阻 另外，在 8031 單片機(jī)中的 16 位地址，分為高 8 位（ A15～ A8）和低 8 位（ A7～ A0）。高 8 位由 P2口輸出，低 8 位由 P0口輸出，如圖43 8031 芯片的引腳分配所示。而 P0口同時(shí)又是數(shù)據(jù)輸入 /輸出口，故在傳送時(shí)采用分時(shí)方式，先輸出低 8 位地址，然后再傳送數(shù)據(jù)。但是，在 15 對(duì)外部存儲(chǔ)器進(jìn)行 讀 /寫操作時(shí)， 16 位地址必須保持不變，這就需要選用適當(dāng)?shù)募拇嫫鞔娣诺?8 位地址，以保證 P0口線作數(shù)據(jù)總線使用時(shí)所選外部存儲(chǔ)器單元的 16 位地址不丟失，這個(gè)外部的寄存器就稱為外部地址鎖存器。 該系統(tǒng)采用帶三態(tài)緩沖器的 8D 鎖存器 74LS373 作為外部地址鎖存器。 單片機(jī)外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 單片機(jī)與外部的連接均采用前面所提到的三總線連接如圖 所示 16 EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012IN