51单片机总线接口仿真
实验八 51系列单片机IIC
I2C总线上的所有器件连接在一个公共的总线上，因此，主器件在进行数据传输前选择需要通信的从器件，即进行总线寻址。 I2C总线上所有外围器件都需要有惟一的地址，由器件地址和引脚地址两部分组成，共7位。器件地址是I2C器件固有的地址编码，器件出厂时就已经给定，不可更改。引脚地址是由I2C总线外围器件的地址引脚（A2，A1，A0）决定，根据其在电路中接电源正极、接地或悬空的不同，形成不同的地址代码。引脚地址数也决定了同一种器件可接入总线的最大数目。 地址位与一个方向位共同构成I2C总线器件寻址字节。寻址字节的格式如表所示。方向位（R/）规定了总线上的主器件与外围器件（从器件）的数据传输送方向。当方向位R/=1，表示主器件读取从器件中的数据；R/=0，表示主器件向从器件发送数据。
从地址中读取一个字节的数据
INT8U read_random(INT8U RomAddress) { INT8U Read_data; I_Start(); I_Write8Bit(WriteDeviceAddress); I_TestAck(); I_Write8Bit(RomAddress); I_TestAck(); I_Start(); I_Write8Bit(ReadDeviceAddress); I_TestAck(); Read_data=I_Read8Bit(); I_NoAck(); I_Stop(); return (Read_data); }
8.4.1 串行EEPROM存储器简介
串行EEPROM存储器是一种采用串行总线的存储器，这类存储器具有体积小、功耗低、允许工作电压范围宽等特点。目前，单片机系统中使用较多的EEPROM芯片是24系列串行EEPROM。其具有型号多、容量大、支持I2C总线协议、占用单片机I/O端口少，芯片扩展方便、读写简单等优点。 目前，Atmel、MicroChip、National等公司均提供各种型号的I2C总线接口的串行EEPROM存储器。下面以Atmel公司的产品为例进行介绍。 AT24C01/02/04/08系列是Atmel公司典型的I2C串行总线的EEPROM。这里以AT24C08为例介绍。AT24C08具有1024×8位的存储容量，工作于从器件模式，可重复擦写100万次，数据可以掉电保存100年。8引脚DIP封装的AT24C08的封装结构，如图所示。
基于Proteus的51系列单片机设计与仿真PPT课件
把单个分散控制的测量设备变成网络节点，以现场总线为 纽带，把他们连接成可以相互沟通信息、共同完成自控任 务的网络控制系统。
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1.1.3.3 典型应用系统
典型的较全面的单片机测控系统 系统特点 受集成度限制/系统扩展/在线控制功能强 典型通道及特点 前向通道、后向通道、人机通道
高性能化 大容量 内装化
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1.1.3 单片机应用领域
1.1.3.1 单机应用 1.1.3.1 多机应用 1.1.3.1 典型应用举例 1.1.3.４ 应用系统设计内容
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1.1.3.1 单机应用
测控系统
在线控制，将计算机与控制系统组合在一起，进行实时监控， 体积小，功耗低，可靠性高；适用于单片机。
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1.1.1 微型计算机概述
微型计算机的发展
电子管
半导体晶体管 小规模集成电路 大规模集成电路
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1.1.1 微型计算机概述
微型计算机的应用 举例：．．．．．1 单片机的特点 1.1.2.2 单片机的发展
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1.1.1 微型计算机概述
微型计算机的概念
微处理器（Microprocessor）又称CPU,芯片内部集成运算器和 控制器，是构成微型计算机系统和网络工作站的核心部件。 1971年Intel公司制成第一个CPU—Inter 4004
微型计算机
单片机—将CPU、存储器、I/O接口、中断系统 集成在一块芯片上，程序存放在ROM中。 单板机--将CPU、存储器、I/O接口、中断系统 集成在一块印制电路板上，程序存放在ROM中。 多板机--- 将CPU、存储器、I/O接口、中断系统 集成在多块印制电路板上，程序存放在ROM中。 微型计算机系统，在多板机基础上发展而来，有更为丰富的 软硬件资源(计算机，电脑)。
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。
51单片机模拟 SPI 总线的方法
51单片机模拟 SPI 总线的方法1 引言SPI（Serial Peripheral Interface--串行外设接口）总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。
外围设置FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。
SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，该接口一般使用4条线：串行时钟线（SCK）、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线SS（有的SPI接口芯片带有中断信号线INT或INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI）。
由于SPI系统总线一共只需3～4位数据线和控制即可实现与具有SPI总线接口功能的各种I/O器件进行接口，而扩展并行总线则需要8根数据线、8～16位地址线、2～3位控制线，因此，采用SPI总线接口可以简化电路设计，节省很多常规电路中的接口器件和I/O口线，提高设计的可靠性。
由此可见，在MCS51系列等不具有SPI接口的单片机组成的智能仪器和工业测控系统中，当传输速度要求不是太高时，使用SPI总线可以增加应用系统接口器件的种类，提高应用系统的性能。
2 SPI总线的组成利用SPI总线可在软件的控制下构成各种系统。
如1个主MCU和几个从MCU、几个从MCU 相互连接构成多主机系统（分布式系统）、1个主MCU和1个或几个从I/O设备所构成的各种系统等。
在大多数应用场合，可使用1个MCU作为控机来控制数据，并向1个或几个从外围器件传送该数据。
从器件只有在主机发命令时才能接收或发送数据。
其数据的传输格式是高位（MSB）在前，低位（LSB）在后。
SPI总线接口系统的典型结构。
当一个主控机通过SPI与几种不同的串行I/O芯片相连时，必须使用每片的允许控制端，这可通过MCU的I/O端口输出线来实现。
但应特别注意这些串行I/O芯片的输入输出特性：首先是输入芯片的串行数据输出是否有三态控制端。
模拟I 2C总线实现AVR与MCS-51单片机通讯
１ （ｎｅ —Ｉｔ ｒｔ ｉ ｕ ） 总 线 是 一 种 由 Ｐ ＬＰ ２ Ｉｔｒ ｎｅ ａ ｄＣｒ ｉ Ｃ ｇ ｅ ｃｔ ＨＩＩＳ
公司开发的两线 式 串行 总线 ，用于连 接微控制 器及其 外围 设备。１ ２ Ｃ总线产生于在 ８ Ｏ年代 ，最初为音频 和视频设 备 开发 ，如今 主要 多芯 片之 间 的通信 。与传 统 的串 口不 同，
ＧＡＮ ｉ Ｈｕ
（ ｅｈ ｉ ｌｎｔｕ ｉｈ ｎＵ ｉ ｒｔ，ＹＣ ｕ ｉｎＸ ３ ０ ０ ｈｎ Ｔｃｎ ａ ｓｔｔ ｏ Ｙ ｕ ｎｖ ｓｙ ｉｈ ｎＪ ｇ ｉ ６０ ，Ｃ ｉ ｃ Ｉ ｉ ｅｆ Ｃ ｅｉ ａ ３ ａ）
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ １ Ｃ ｈ ｓｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｓｍｐｙ ｔｅ ｅ ｓ ｏ ｐ ｒｔ ，Ｔ ｉ ｃ ｎ ｌ ｇ ｂ ａｎ ｄ ｔｅ ｗ ｄ ｓ ｒ ａ ｐ ｌ ａｉｎ ｉ ｈ ｎ ｕ ｔ ｓｒ ｃ ： ｈ ２ ａ ｈ ｏ ｎ ｃｉ ｉ ｌ ｈ ａ ｙｔ ｏ ｅ ａｅ ｈ ｓｔ ｈ ｏｏ ｙｏ ｔｉ ｅ ｈ ｉ ｅ ｐ ｅ ｄ ａ ｐ ｉ ｔ ｔ ｅ ｉ ｄ ｓｒ ｏ ｅ ｃ ｏ ｎ ｙ
Ｋｅ ｒ ｓ ２ ｙｗｏ ｄ ：Ｉ Ｃ；ＭＣ ５ ；Ａ Ｒ；Ｂ ｓ Ｓ一 １ Ｖ ｕ
０ 引 言
（ 或接收器 ） ，这取决 于它所要 完成 的功 能。Ｃ Ｕ发 出的控 Ｐ 制信号分为地址 码和控 制量两 部分 ，地 址码用 来选址 ，即
接通 需 要 控 制 的 电 路 ，确 定 控 制 的 种 类 ；控 制 量 决 定 该 调
ＩＣ总 线 是 由数 据 线 和 时 钟 线 构成 的 串行 总 线 ，可 发 送 和 接
整的类别及需 要调整 的量 。这样 ，各 控制 电路虽 然挂 在 同
甘 辉
基于Proteus和Keil C51的单片机设计与仿真
读书笔记模板
01 思维导图
03 目录分析 05 读书笔记
目录
02 内容摘要 04 作者介绍 06 精彩摘录
思维导图
本书关键字分析思维导图
开发
仿真
单片
集成
应用
简介
芯片
仿真
软件
实例 单片
连接
单片
注意事项
第章
转换器 器
软件
调试
内容摘要
本书是用Proteus软件调试和仿真51系列单片机及外围电路的实例集。所用软件是Proteus 7.5版本。本书 首先介绍和Proteus软件配套使用的Keil C51单片机的集成开发环境及使用方法；然后介绍单片机交互可视化仿 真软件Proteus的使用方法；之后是使用这两个集成开发工具开发单片机系统的实例。本书对每一种单片机和芯 片接口提供了汇编语言程序和C51语言程序两种不同的程序，使用汇编语言编程序和用C51语言编程序的人，都可 以借鉴本书。
22.1 74HC251 数据选择器的 应用
22.2 74HC257 数据选择器的 应用
23.2 CD4053模拟 电子开关的应用
23.1 CD4051模拟 电子开关的应用
23.3 CD4066模拟 电子开关的应用
作者介绍
这是《基于Proteus和Keil C51的单片机设计与仿真》的读书笔记模板，暂无该书作者的介绍。
5 10.8使用
MAX517的注意 事项
11.1 MAX515简介
11.2 MAX515和单片 机AT89C52的连接
11.3汇编语言程序 11.4 C51语言程序
11.5用 Proteus软件
51单片机三线串行总线的虚拟接口设计
的时序 和运行状 态 ，在单片机 上构建 模拟 的 串行 口，亦 即严 格遵循 数据传输 时序设 计数据 传输子 程序 ，设计 时常用 到软
件延时方法 ，一 定要精确设计延 时时间 ［ ２ １ 。三线串行总线器件
一
般使 用时钟信 号线 、数据 Ｉ ／ Ｏ线 和片选／ 复位线 进行 半双工
是 常用的三线 串行总线器件 ，它们 都使 用时钟信 号线、数据 Ｉ ／ Ｏ线和片选／ 复位线进行半双工 同步 串行数据传输 ，但
数 据 传 输 时 序 各 不 相 同 ，在 单 片机 上 它 们 的 虚 拟 串行 接 口需 分 别 独 立 设 计 ，设 计 时要 严 格 遵 循 器 件 的 数 据 传 输 时 序。
用于单片机 的 Ｃ Ｎ和 Ｕ Ｂ标准 串行 总线 ｌ Ａ Ｓ ｌ ｌ ，另外 还 出现了一 些专用非标 准的三线 串行总线 。５ １系列单片 机的 串行 系统扩 展通常采用串行 同步传输方式 ，用几个 并行 Ｉ ／ Ｏ口虚拟 串行 口
（） Ｘ１ ２ ３ 、Ｘ ：振 荡 源 ，外 接 ３ ． ８ Ｈｚ ２并行 扩展 和 串行 扩展 ，串行扩 展 占用 Ｉ 口少 、电路简单 ，从而能有效缩小硬件体 积 、降低功 ／ ０ 耗 ，近 年来 得到 了广泛 应用 。除 了早 期传 统 的 Ｕ Ｒ Ａ Ｔ串行 口 以外 ，后 来陆续出现了 ＩＣ、Ｓ Ｉ － Ｒ ２ Ｐ 、１ＷＩ Ｅ等标 准串行总线和
关键词 ： 单片机 ；串行 总线 ； 拟接 口 ； Ｓ ３ ２； Ｌ ５ １Ｃ Ｔ Ｃ ４ Ｃ 虚 Ｄ １ ０ Ｔ Ｃ ６ ５ Ｐ； Ｌ ５ ９ Ｐ
Ｖｉｔ ａ ｎ ｅ ｆ ｃ ｓｇ ｆＴｈ ｅ － ｉ ｅ Ｓ ｒａ ｓｉ Ｍ ｉｒ ｃ ｎ ｒ ｌ ｒＵｎ ｔ ｒ ｕ ｌ ｔ ｒ ａ ｅ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｒ ｅ Ｗ ｒ ｅ ｉ ｌ Ｉ Ｂｕ ｎ ５ ｃ ｏ ｏ ｔ ｏ ｌ ｉ １ ｅ
单片机原理及应用——C51编程+Proteus仿真(第3版)课件第4章-keil与Proteus的使
35
占用程序存储器共89字节。最后生成的.hex文件名为“流水灯.hex”，至 此，整个程序编译过程就结束了，生成的.hex文件就可在后面介绍的 Proteus环境下进行虚拟仿真时，装入单片机运行。
下面对用于编译、连接时的快捷按钮
与 作简要说明：
（1） 用于编译正在操作的文件。。
这些图标大多数是与菜单栏命令【Debug】下拉菜单中的各项子命令是 相对应的，只是快捷按钮图标要比下拉菜单使用起来更加方便快捷。
24
图4-15与图4-16中常用的快捷按钮图标的功能介绍图4-14中各个窗口的开与关。
25
（2）各调试功能的快捷按钮
片机可以运行的二进制文件（.hex格式文件），文件的扩展名为.hex。 （2）Select Folder for objects—选择最终的目标文件所在的文件夹，默认
与项目文件在同一文件夹中，通常选默认。 （3）Name of Executable—用于指定最终生成的目标文件的名字，默认与
项目文件相同，通常选默认。
（2） 按钮—用于编译修改过的文件，并生成相应的目标程序（.hex文 件），供单片机直接下载。
（3） 按钮—用于重新编译当前项目中的所有文件，并生成相应的目标 程序（.hex文件），供单片机直接下载。主要用在当项目文件有改动时 ，来全部重建整个项目。
36
因为一个项目不止一个文件，当有多个文件时，可用本按钮进行编译。 用C51编写的源代码程序不能直接使用，一定要对该源代码程序编译，生
窗口会出现一个空白的文件编辑画面，用户可在这里输入编写的程序源 代码。
11
（2）单击图4-1中快捷按钮
图4-7 建立新文件
（2）单击图4-1中快捷按钮 ，保存用户程序文件，这时会弹出如图4-8 所示窗口。，保存用户程序文件，这时会弹出如图4-8所示窗口。
Keil仿真的串口仿真的调试技巧
引言在单片机系统中，串口（UART，通用异步收发接口）是一个非常重要的组成部分。
通常使用单片机串口通过RS232/RS485电平转换芯片与上位机连接，以进行上位机与下位机的数据交换、参数设置、组成网络以及各种外部设备的连接等。
RS232/RS485串行接口总线具有成本低、简单可靠、容易使用等特点，加上其历史悠久，所以目前应用仍然非常广泛；特别对于数据量不是很大的场合，串口通信仍然是很好的选择，有着广阔的使用前景。
在单片机编程中，串口占了很重要的地位。
传统方式串口程序的调试，往往是利用专用的单片机硬件仿真器。
在编写好程序后，利用仿真器来设置断点，观察变量和程序的流程，逐步对程序进行调试，修正错误。
使用硬件仿真器的确是很有效的方法，但是也有一些缺点：◆很多仿真器不能做到完全硬件仿真，因而会造成仿真时正常，而实际运行时出现错误的情况；也有仿真不能通过，但是实际运行正常的情况。
◆对于一些较新的芯片或者是表面贴装的芯片，要么没有合适的仿真器或仿真头；要么就是硬件仿真器非常昂贵，且不容易买到。
◆有时由于设备内部结构空间的限制，仿真头不方便接入。
◆有的仿真器属于简单的在线仿真型，仿真时有很多限制。
例如速度不高，实时性或稳定性不好，对断点有限制等，造成仿真起来不太方便。
1 调试前的准备工作下面介绍一种利用Keil的软件仿真功能来实现51单片机串口调试用户程序的方法。
使用这种方法，无需任何硬件仿真器，甚至都不需要用户电路板。
所需的只是：①硬件。
1台普通计算机（需要带有2个标准串口）和１根串口线（两头都是母头，连线关系如图1所示）。
②串口软件可以是自己编写的专用调试或上下位机通信软件，也可以是通用的串口软件(如串口助手、串口调试等)，主要用来收发数据。
如果没有合适的串口调试软件，则可使用笔者编写的一个免费的串口小工具TurboCom。
除了与其他软件一样的数据收发功能外，它还有定时轮流发送自定义数据帧和自动应答（接收到指定数据帧后，自动返回相应的数据帧）这两个很有用的功能，特别适合于老化测试。
模拟I_2C总线实现AVR与MCS_51单片机通讯
中图分类号 : TN 913 文献标识码 : A 文3
Simu la ting th e I2 C to Realize AVR and the M CS- 51 Comm unication GAN H u i (T echnical Institute of YiChun University, YiChun J iangX i 336000, China ) Abstrac : t T he I C has the connection si m ply , the easy tooperate , T his techno logy obta ined the w idespread app lication in the industry
第 30 卷
2 uchar rdbyt ( ) /* 从 I C 总线上读 取 1 个数据字节 * /
{ ucha r nn= 0x f,f mm = 0x80 , uu= 0x7 ; f uchar ; j for ( j= 0; SDA = 1; nn= else nn= } re turn ( nn); } ( nn | mm ); nn= cro l ( nn, 1) ; SCL = 0;
2 2 2 2 2 2 2
( 或接收器 ), 这取决 于它所 要完成 的功能。 CPU 发出 的控 制信号分为 地址码 和控 制量两 部分 , 地 址码 用来选 址 , 即 接通需要控 制的电 路 , 确定 控制 的种类 ; 控制量 决定 该调 整的类别及 需要调 整的 量。这样 , 各 控制 电路虽 然挂 在同 一条总线上 , 却彼此独立 , 互不相关。 I2 C 总线在传 送数据 过程中共有三种 类型 信 号 , 它们 分别 是 : 起 始 信号、 结束 信号和应答信 号。起始 信 号 : 电平时 , SCL 为高 电平 时 , SDA 由高 SCL 为低 电平向低电平跳 变 , 开 始 传送 数据。 结束 信 号 :
51单片机双机通信仿真
51单片机双机通信仿真
51单片机双机通信仿真需要使用仿真软件，例如Proteus等，同时还需要掌握51单片机的通信协议。
一般而言，可以通过串口通信、I2C总线、SPI总线等方式实现双机通信。
以下是基于串口通信的示例：
1. 确定双方的串口通信参数，例如波特率、数据位、校验位和停止位等。
2. 编写发送和接收程序，根据协议制定消息格式并进行数据打包和解析。
发送程序中将消息通过串口输出到对应的接收端口。
3. 在仿真软件中添加串口模块，设置对应的参数并连接发送端口和接收端口。
4. 运行仿真程序，可以使用oscilloscope等工具查看串口状态和数据传输情况。
以上仅为简单示例，具体实现还需考虑实际应用场景和通信需求。
51单片机模拟I2C总线的汇编源代码
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
CLR SCL
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
SJMP WLP1
;启动IIC总线子程序
START:SETB SDA
NOP
NOP
SETB SCL ;起始条件建立时间大于4.7us
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
CLR SDA ;起始条件锁定大于4us
NOP
SETB SCL ;结束总线时间大于4us
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
SETB SDA ;结束总线
NOP ;保证一个终止信号和起始信号的空闲时间大于4.7us
NOP
RET
;发送字节子程序
;字节数据放入ACC
;每发送一个字节调用一次CACK子程序，取应答位
WRBYTE: MOV R0,#08H
WLP: RLC A ;取数据位
JC WR1
SJMP WR0 ;判断数据位
NOP
NOP
NOP
NOP
CLR SCL
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
SJMP WLP1
IWRNBYTE1:LCALL STOP
IWRNBYTE:LCALL START ;启动总线
MTD EQU 32H ;发送的数据
ORG 0000H
LJMP MAIN
;延时子程序，12M，125mS秒
DELAY:MOV R6,#00H
片机教程51系列单片机读写IIC总线
测试步骤和注意事项
测试步骤和注意事项
01
3. 发送IIC总线读写命令，检查数据传输是否正确。
02
4. 重复测试，验证稳定性。
注意事项
03
1. 确保电源稳定，避免因电源波动导致IIC总线不稳定。
2. 确保连接线缆质量良好，避免因线缆问题导致信号传输错误。
3. 在测试过程中，避免频繁开关电源或拔插线缆。
51系列单片机读写IIC总线调试与测试
软件工具
串口调试助手、IIC调试器等。
调试方法
通过观察IIC总线的信号波形、电压值等参数，判断IIC总线是否正常工作。
硬件工具
万用表、示波器、逻辑分析仪等。
调试工具和方法
1
2
3
测试步骤
1. 连接IIC总线，确保单片机、传感器等设备正确连接。
2. 配置单片机IIC总线参数，如地址、速率等。
是8051的改进版，增加了一些功能，如更多的I/O端口、定时器等。
是8051的增强版，具有更高的处理速度和更大的内存。0302源自0151系列单片机介绍
SDA（串行数据）：用于传输数据。
SCL（串行时钟）：用于同步数据传输。
双向数据线：SDA线是双向的，可以用于发送和接收数据。
IIC总线硬件接口
为单片机提供稳定的电源。
工业控制实例
在医疗设备中，以血压计为例，通过51单片机读写IIC总线，实现血压数据的采集、处理和显示，同时可将数据传输至云平台进行分析。
医疗设备实例
应用实例解析
应用前景展望
随着物联网技术的不断发展，51系列单片机读写IIC总线的应用将更加广泛，特别是在智能家居、工业控制等领域，具有广阔的市场前景。
IIC总线具有寻址能力，可以通过地址码识别目标设备。
51单片机总线扩展 io口扩展
三：单片机与Flash的其他扩展方式
1:线选法
如图，由P2.4～P2.0和P0口组成14位地址线，用P2.7和P2.6进行存 储器芯片选择。
2：地址译码法译码法
采用译码器的方法选片，能够扩展多片存储器。
二：单片机与Flash扩展的时序
74LS373是三态8位D透明触发器，当锁存允许端 EN为高电平时，输出 OUT随输入数据 D 而变。当 EN为低电平时，输出被锁存在已建立的输 入数据电平 。 （1）指令读取的时序 在指令读取时，P2口输出16位地址的高8位。P0口首先输出地址的低8 位数据，在ALE有效时（低电平），地址的低8位数据被锁存在74LS373 的输出端，与P2口袋8位数据共同组成了完整的16位地地址，
2：数据总线（DB） 数据总线宽度为8位，由P0口提供。 3：控制总线（CB） 控制总线由第二状态下的P3口和4根独立控制线组 成。 四根控制线为： ——/PSEN : 外部取指控制。在访问外部ROM时， /PSEN信号会自动产生。 ——ALE : ALE是地址锁存允许信号。在访问外部存储 器（RAM或ROM）时，通常用它的下降沿来锁存P0口 送出的低8位地址信号。 ——/EA : /EA是访问外部存储器的控制信号。当/EA 无效（高电平）时，访问内部ROM；当/EA有效（低 电平）时，访问外部ROM。 ——RST ： RST是复位信号输入端。
Flash简介
Flash介绍：
flash闪存是非易失存储器，可以对称为块的存储器单元块进行擦 写和再编程。 Intel于1988年首先开发出NOR Flash 技术，紧接着，1989年，东芝 公司发表了NAND Flash 结构。 NOR Flash 的特点是芯片内执行，这样应用程序可以直接在Flash闪 存内运行，不必再把代码读到系统RAM中。NOR 的传输效率很高，在 1~4MB的小容量时具有很高的成本效益。NAND的结构能提供极高的 单元密度，可以达到高存储密度。应用NAND的困难在于Flash的管理 和需要特殊的系统接口。通常NOR的速度比NAND稍快一些，而NAND 的写入速度比NOR快很多。闪存只是用来存储少量的代码，这时NOR 闪存更适合一些；而NAND则是高数据存储密度的理想解决方案。 NOR/ NAND Flash 比较 • 1 NOR的读速度比NAND稍快一些。 • 2 NAND的写入速度比NOR快很多。 • 3 NAND擦除速度远比NOR快。 • 4 NOR Flash上数据线和地址线是分开的；NAND Flash上数据线和地址 线是共用的 （所以单片机可以对NOR Flash扩展）。
MCS-51单片机与FPGA／CPLD接口电路中数据总线VHDL设计
存、 采集、 传输。Ｃ Ｌ Ｐ Ｄ总体逻辑设计如下 ： 通过译码器 Ｄ ～ Ｅ Ｃ Ｅ ＯＤ Ｒ对输入信号 Ｐ ３ Ｐ ４ Ｐ ５ Ｐ ７ Ｒ Ａ Ｙ （ ３ ，３ ，３ ，３ ， Ｅ Ｄ 待读入数 据准 备就绪标志位 ｊ 译码 分别控制输 出锁存器、 输入锁存器 、
延 时 ，从而 使 电路仿真 更加准确 。本 文以 ＡＬ Ｅ Ａ公司的 ＴＲ
Ｆ Ｅ 系列 为例 ， 实现 ＭＣ ５ ＬＸ Ｓ １单 片 机 与 ＣＰ ＤＦ Ｇ 总线 接 Ｌ ／准确高速 ， 在
１ ＭＨ 晶 振 的 ＭＣ ５ ２ ｚ Ｓ １单 片机 控 制 的 数据 采 集 系统 中 ，可 以
Ａ ９ ２ ５ Ｔ８ Ｃ ０ １
广 司
Ｊ
，
Ｉ
… ， 。
Ｅ１ ’ ： Ｉ ．竺 －
］ｈ Ｌ — 嘶
： ・
ｒ—ｐ ＿— —— Ｈ —— —１ —
Ｉ
２１基 于 ＭＡ ＋ ｌ ｌ的 Ｃ Ｌ ． Ｘ ｐｕ ｌ ｓ Ｐ Ｄ软件 实现 Ｖ Ｄ Ｈ Ｌ主要 用
拟。 ２２单 片 机 程序 设 计 ．
电子产 品的高度集成 数字化是 电子技术发展 的 必由之
路， Ｐ Ｄ可触及硅片 电路的物理 界限， ＣＬ 并兼有 串、 并行工作方
式， 具有高速高可靠性等诸 多特点。 Ｌ ＣＰ Ｄ开发工具 的通用性 ，
设计语言的标准化以及设计过程几乎与所有 的 Ｃ Ｌ Ｐ Ｄ器件硬 件结构没有关系。基于这些优点， Ｐ Ｄ技术有着 很好 的发展 ＣＬ
据。
ｌ＿ ＿ ｊ
％ ７
在 ＣＬ Ｐ Ｄ部分 ，用一片 Ｆ Ｅ Ｌ Ｘ系列 中 Ｅ Ｆ ０ １ Ｌ ８ — Ｐ １Ｋ０ Ｃ ４ ４
51单片机总线时序
51单片机总线时序
一、总线概述
计算机系统是以微处理器为核心的，各器件要与微处理器相连，且必须协调
工作，所以在微处理机中引入了总线的概念，各器件共同享用总线，任何时候
只能有一个器件发送数据(可以有多个器件同时接收数据) 。
计算机的总线分为控制总线、地址总线和数据总线等三种。
而数据总线用于
传送数据，控制总线用于传送控制信号，地址总线则用于选择存储单元或外设。
二、单片机的三总线结构
51 系列单片机具有完善的总线接口时序，可以扩展控制对象，其直接寻址能力达到64k( 2 的16 次方) 。
在总线模式下，不同的对象共享总线，独立编址、分时复用总线，CPU 通过地址选择访问的对象，完成与各对象之间的信息传递。
单片机三总线扩展示意如图1 所示。
1、数据总线
51 单片机的数据总线为P0 口，P0 口为双向数据通道，CPU 从P0 口送出和读回数据。
2、地址总线
51 系列单片机的地址总线为16 位。
为了节约芯片引脚，采用P0 口复用方式，除了作为数据总线外，在ALE 信号时序匹配下，通过外置的数据锁存器，在总线访问前半周期从P0 口送出
低8 位地址，后半周期从P0 口送出8 位数据。
高8 位地址则通过P2 口送出。
#基于51单片机的SPI总线
基于51单片机的SPI总线基于51单片机的SPI总线单片机和其它芯片或设备之间的数据传输在单片机的使用中具有重要的地位，单片机本身的数据传输接口过去主要为8位并行数据接口或异步串行通信接口，但电子技术的迅速发展使得许多新的数据传输接口标准不断涌现，大多数的51单片机并没有在硬件中集成这些新的数据传输接口。
SPI（Serial Peripheral Interface)总线是由Motorola公司提出的一种同步串行外围接口，采用三或四根信号线。
51单片机一般并没有在硬件中集成这种新的接口，所以要用软件来进行模拟。
1 硬件设计DS1302是涓流充电时钟芯片，内含有一个实时时钟／日历和31字节静态R AM，实时时钟／日历电路提供秒、分、时、日、星期、月、年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整，时钟操作可通过AM／PM指示决定采用24或12小时格式。
DS1302和单片机之间能简单地采用SPI同步串行的方式进行通信，仅需用到三根信号线：RES(复位)，I／O(数据线)，SCLK(同步串行时钟)。
通过16 02LCD显示日期和时间，其电路如下所示。
在桌面上双击图标，打开ISIS 7 Professional窗口（本人使用的是v7.4 SP3中文版）。
单击菜单命令“文件”→“新建设计”，选择DEFAULT模板，保存文件名为“SPI.DSN”。
在器件选择按钮中单击“P”按钮，或执行菜单命令“库”→“拾取元件／符号”，添加如下表所示的元件。
51单片机AT89C51 一片晶体CRYSTAL 12MHz 一只瓷片电容CAP 22pF 二只电解电容CAP-ELEC 10uF 一只电阻RES 10K 一只排阻 RESPAC-8 10K 一只1602液晶显示器 LM016L 一只晶体CRYSTAL 32.768KHz 一只时钟芯片DS1302 一片电池BATTERY 3V 一只若用Proteus软件进行仿真，则上图中的两只晶体、U1的复位电路和U1的31脚以及电池都可以不画，它们大都是默认的。
基于Proteus的51系列单片机设计与仿真
主电源引脚VCC和VSS 外接晶振引脚XTAL1 和XTAL2 控制或电源复用引脚
RST/ Vpd（复位／备用电源） ALE/PROG（地址锁存／编程） EA/Vpp（片外程序存储器/编程电源） PSEN （片外程序存储器读选通）
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST/VPD RXD/P3.0 TXD/P3.1 INT0/P3.2 INT1/P3.3
7FH
堆栈/数据缓冲 区
80Byte
30H 2FH 20H 1FH
位寻址区 128bit 00H~7FH 通用寄 存器区 (4组)
16Byte
32Byte
00H
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1.2.3 MCS-51单片机的内部存储器
一、片内数据存储器（Internal RAM）低128单元
1、通用寄存器区（32Byte）
地址范围：00H~1FH，共4组， 每组R0~R7。 当前寄存器组选择： 通过设置PSW中的位 RS1、 RS0完成。 仅当前R组以寄存器方式 工作,其他组以存储器方式 功能： 存放常用变量，提高访问速度; 在中断或程序调用时使用，可 减少堆栈中的数据保护
课程要求
本课程是实践性较强的课程。通过本课程的学习， 掌握软件编程和硬件电路设计的方法，能够进行单 片机应用系统的设计、调试工作。
第1讲
单片微型计算机概述及其硬件结构
1.1 单片微型机计算机概述 1.2 MCS-51单片机的硬件结构
1.1 单片微型计算机概述
1.1.1 微型机计算机概述
基于Proteus的 51系列单片机设计与仿真
————沈阳理工大学装备工程学院
MCS-51单片机原理及接口技术
2 5 6 9 12 15 16 19
19 18 9 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8
1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7Q 8Q
MCS-51
A 1 3 2 74LS32
RD WR PSEN ALE/P TXD RXD
74LS273引脚封装图 引脚封装图
MCS-51与74LS273的接口电路图 与 的接口电路图
ห้องสมุดไป่ตู้
4.3.1简单I/O接口芯片的扩展 4.3.1简单I/O接口芯片的扩展 简单I/O
简单的I/O口扩展通常是采用 电路锁存器、 简单的 口扩展通常是采用TTL或CMOS电路锁存器、三 口扩展通常是采用 或 电路锁存器 态门等作为扩展芯片（ 态门等作为扩展芯片（74LS244、74LS245、74LS273、 、 、 、 74LS373、 74LS377等 ） ， 通过P0口来实现扩展的一种 、 等 通过 口来实现扩展的一种 方案。它具有电路简单、成本低、配置灵活的特点。 方案。它具有电路简单、成本低、配置灵活的特点。 简单的I/O口扩展主要包括： 简单的 口扩展主要包括： 口扩展主要包括 缓冲器扩展输入口（三态门： 缓冲器扩展输入口（三态门： 74LS244、74LS245等） 、 等 锁存器扩展输出口（锁存器： 锁存器扩展输出口（锁存器： 74LS273、74LS373、 、 、 74LS377等） 等
4.3 输入 输出接口扩展 输入/输出接口扩展
• MCS-51系列单片机内部有4个双向的8位并行I/O端 MCS-51系列单片机内部有4个双向的8位并行I/O端 系列单片机内部有 I/O P0、P1、P2和P3口 口：P0、P1、P2和P3口。 • 在实际的应用系统中，P0口分时地作为低8位地址 在实际的应用系统中，P0口分时地作为低 口分时地作为低8 线和数据线，P2口作为高 位地址线。这时，P0口 口作为高8 线和数据线，P2口作为高8位地址线。这时，P0口 和部分或全部的P2口无法再作通用I/O P2口无法再作通用I/O口 和部分或全部的P2口无法再作通用I/O口。 • P3口的一些口线首先要满足第二功能的要求。这 P3口的一些口线首先要满足第二功能的要求 口的一些口线首先要满足第二功能的要求。 时就需要进行单片机I/O口的扩展。 I/O口的扩展 时就需要进行单片机I/O口的扩展。 常用的I/O扩展有以下两种形式： I/O扩展有以下两种形式 常用的I/O扩展有以下两种形式： 简单I/O I/O接口芯片的扩展 简单I/O接口芯片的扩展 可编程I/O接口电路的扩展 可编程I/O接口电路的扩展 I/O