【文章內(nèi)容簡介】 把系統(tǒng)總線分為三組，即地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線。 MCS51系列單片機(jī)片外引腳可以構(gòu)成三總線結(jié)構(gòu)，所有的外圍芯片都通過這三總線進(jìn)行擴(kuò)展。1）地址總線（Address Bus,AB） 地址總線用于傳送單片機(jī)送出的地址信號，以便進(jìn)行存儲單元和I/O端口的選擇。地址總線是單向的，只能由單片機(jī)向外發(fā)送信息。地址總線的數(shù)目決定了可直接訪問的存儲單元的數(shù)目。如有n位地址可以產(chǎn)生2n個連續(xù)地址編碼，因此，可訪問2n個存儲單元，即通常所說的尋址范圍為2n個地址單元。MCS51單片機(jī)存儲器擴(kuò)展最多可達(dá)64KB，即216個地址單元，因此，最多需16位地址。2）數(shù)據(jù)總線（Data Bus,DB）數(shù)據(jù)總線用于單片機(jī)與存儲器之間或I/O端口之間傳送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)總線的位數(shù)與單片機(jī)處理數(shù)據(jù)的字長一致。MCS51單片機(jī)是8位字長，所以，數(shù)據(jù)總線的位數(shù)也是8位。數(shù)據(jù)總線是雙向的，可以進(jìn)行兩個方向的數(shù)據(jù)傳送。外部引腳說明：(1) 主電源引腳 VCC(40腳)：接+5 V電源正端。 VSS(20腳)：接+5 V電源地端。(2)外接晶體引腳 XTAL1(19腳)：接外部石英晶體的一端。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個反相放大器的輸入端，這個放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。當(dāng)采用外部時鐘時，對于HMOS單片機(jī)，該引腳接地；對于CHMOS單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號的輸入端。(3)輸入 / 輸出引腳 (1) P0口(3932腳)：。在不接片外存儲器與不擴(kuò)展I/O口時，可作為準(zhǔn)雙向輸入/輸出口。在接有片外存儲器或擴(kuò)展I/O口時，P0口分時復(fù)用為低8位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。 (2) P1口(18腳)：，可作為準(zhǔn)雙向I/O口使用。對于52子系列，：。(3) P2口(2128腳)：，一般可作為準(zhǔn)雙向I/O口使用；在接有片外存儲器或擴(kuò)展I/O口且尋址范圍超過256字節(jié)時，P2口用作高8位地址總線。(4) P3口(1017腳)：。除作為準(zhǔn)雙向I/O口使用外，還可以將每一位用于第二功能，而且P3口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第一功能的輸入輸出或第二功能。以下為控制線：(1) ALE/PROG(30腳)：地址鎖存有效信號輸出端。ALE在每個機(jī)器周期內(nèi)輸出兩個脈沖。在訪問片外程序存儲器期間，下降沿用于控制鎖存P0輸出的低8位地址；在不訪問片外程序存儲器期間，可作為對外輸出的時鐘脈沖或用于定時目的。但要注意，在訪問片外數(shù)據(jù)存儲器期間，ALE脈沖會跳空一個，此時作為時鐘輸出就不妥了對于片內(nèi)含有EPROM的機(jī)型，在編程期間，該引腳用作編程脈沖PROG的輸入端。(2) PSEN(29腳)：片外程序存儲器讀選通信號輸出端，低電平有效。當(dāng)從外部程序存儲器讀取指令或常數(shù)期間，每個機(jī)器周期該信號兩次有效，以通過數(shù)據(jù)總線P0口讀回指令或常數(shù)。在訪問片外數(shù)據(jù)存儲器期間，PSEN信號將不出現(xiàn)。(3) RST/VPD(9腳)：RST即為RESET，VPD為備用電源。該引腳為單片機(jī)的上電復(fù)位或掉電保護(hù)端。當(dāng)單片機(jī)振蕩器工作時，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個機(jī)器周期的高電平，就可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)回復(fù)到初始狀態(tài)。上電時，考慮到振蕩器有一定的起振時間，該引腳上高電平必須持續(xù)10 ms以上才能保證有效復(fù)位。當(dāng)VCC發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值或掉電時，該引腳可接上備用電源VPD(+5 V)為內(nèi)部RAM供電，以保證RAM中的數(shù)據(jù)不丟失。(4) EA/VPP(31腳)：EA為片外程序存儲器選用端。該引腳有效(低電平)時，只選用片外程序存儲器，在編程期間，此引腳用作21 V編程電源VPP的輸入端。綜上所述，MCS51系列單片機(jī)的引腳可歸納為以下兩點(diǎn)：(1) 單片機(jī)功能多，引腳數(shù)少，因而許多引腳都具有第二功能。(2) 單片機(jī)對外呈現(xiàn)3總線形式，由PP0口組成16位地址總線；由P0口分時復(fù)用為數(shù)據(jù)總線；由ALE、PSEN、RST、EA與P3口中的INT0、INTT0、TWR、RD共10個引腳組成控制總線；由于是16位地址線，因此，可使片外存儲器的尋址范圍達(dá)到64 KB。 相關(guān)知識 1）數(shù)碼管顯示在本任務(wù)中用4位數(shù)碼管顯示當(dāng)前數(shù)值的千，百，十，個，由于數(shù)碼管個數(shù)多，如采用靜態(tài)顯示方式，則占用單片機(jī)的I/O口線太多，如果用定時器/計數(shù)器的串行移位寄存器工作方式及外接串入并出移位寄存器74LS164的方式，則電路復(fù)雜。所以，在數(shù)碼管個數(shù)較多時，常采用動態(tài)顯示方式。如圖11所示為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的一種數(shù)碼管動態(tài)顯示電路圖，4位數(shù)碼管的相同段并聯(lián)在一起，由一個8位I/O（P1口）輸出字形碼控制顯示某一字形，每個數(shù)碼管的公共端由另外一個I/O口（P0口)輸出的字位碼控制，即數(shù)碼管顯示的字形是由單片機(jī)I/O口輸出的字形碼確定，而哪個數(shù)碼管點(diǎn)亮是由單片機(jī)I/O口輸出的字位碼確定的。4個數(shù)碼管分時輪流循環(huán)點(diǎn)亮，在同一時刻只有1個數(shù)碼管點(diǎn)亮，但由于數(shù)碼管具有余輝特性及人眼具有視覺暫留特性，所以適當(dāng)?shù)剡x取循環(huán)掃描頻率，看上去所有數(shù)碼管是同時點(diǎn)亮的，察覺不出閃爍現(xiàn)象。動態(tài)顯示方式所接數(shù)碼管不能太多，否則會因每個數(shù)碼管所分配的實(shí)際導(dǎo)通時間太少，使得數(shù)碼管的亮度不足。在本任務(wù)中，為了簡便，字形碼和字位碼都沒由加驅(qū)動電路，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)加驅(qū)動電路。數(shù)碼管有共陰極和共陽極兩種，對于共陽數(shù)碼管，字形驅(qū)動輸出0有效，字位驅(qū)動輸出1有效；而對于共陰數(shù)碼管則相反，即：字形驅(qū)動輸出1有效，字位驅(qū)動輸出0有效。 2）矩陣按鍵鍵盤是單片機(jī)系統(tǒng)中最常用的人機(jī)對話輸入設(shè)備，用戶通過鍵盤向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)或指令。鍵盤控制程序需完成的任務(wù)有：監(jiān)測是否有鍵按下，有鍵按下時，在無硬件去抖的動電路時，應(yīng)用軟件延時方法消除按鍵抖動影響；當(dāng)有多個鍵同時按下時，只處理一個按鍵，不管一次按鍵持續(xù)多長時間，僅執(zhí)行一次按鍵功能程序。矩陣按鍵掃描程序是一種節(jié)省IO口的方法,按鍵數(shù)目越多節(jié)省IO口就越可觀，思路：先判斷某一列（行）是否有按鍵按下，再判斷該行（列）是那一只鍵按下。但是，在程序的寫法上，采用了最簡單的方法，使得程序效率最高。本程序中，如果檢測到某鍵按下了，就不再檢測其它的按鍵，這完全能滿足絕大多數(shù)需要，又能節(jié)省大量的CPU時間。本鍵盤掃描程序的優(yōu)點(diǎn)在于：不用專門的按鍵延時程序，提高了CPU效率，也不用中斷來掃描鍵盤，節(jié)省了硬件資源。另外，本鍵盤掃描程序，每次掃描占用CPU時最短，不論有鍵按下或者無鍵按下都可以在很短的時間完成一次掃描。本鍵盤掃描子程序名叫key，每次要掃描時用lcall key調(diào)用即可。 第四章 簡易計算器的設(shè)計 計算器硬件電路設(shè)計8051單片機(jī)的P2口作鍵盤口。鍵盤由4*4共16個按鍵組成，10個數(shù)字鍵（由0