单片机常用总线讲解

单片机总线
总线: 指能为多个部件服务的信息传送线。

1、地址总线（Address Bus，简写为AB）
地址总线可传送单片机送出的地址信号，用于访问外部存储器单元或I/O端口。

★地址总线是单向的，地址信号只是由单片机向外发出；
★地址总线的数目决定了可直接访问的存储器单元的数目。

例如N位地址，可以产生2N个连续地址编码，因此可访问2N个存储单元，即通常所说的寻址范围为 2N个地址单元。

MCS—51单片机有十六位地址线，因此存储器扩展范围可达216 = 64KB地址单元。

★挂在总线上的器件，只有地址被选中的单元才能与CPU 交换数据，其余的都暂时不能操作，否则会引起数据冲突。

2、数据总线（Data Bus，简写为DB）
数据总线用于在单片机与存储器之间或单片机与
I/O端口之间传送数据。

★单片机系统数据总线位数与单片机处理数据的字长一致。

例如MCS—51单片机是8位字长，所以数据总线的位数也是
8位。

★数据总线是双向的，即可以进行两个方向的数据传送。

3、控制总线（Control Bus，简写为CB）
★控制总线实际上就是一组控制信号线，包括单片机发出的，以及从其它部件送给单片机的各种控制或联络信号。

★对于一条控制信号线来说，其传送方向是单向的，但是由不同方向的控制信号线组合的控制总线则表示为双向的。

总线结构形式大大减少了单片机系统中连接线的数目，提高了系统的可靠性，增加了系统的灵活性。

此外，总线结构也使扩展易于实现，各功能部件只要符合总线规范，就可以很方便地接入系统，实现单片机扩展。

单片机总线的概念及分类单片机总线是指用于连接单片机内部各个功能模块之间以及单片机与外部设备之间的数据传输通道。

总线分为内部总线和外部总线两类。

内部总线是指单片机内部各个功能模块之间的数据传输通道。

它通过总线添加各个模块之间数据传输的能力，实现了各个模块之间的数据交流和协调工作。

内部总线主要分为三类：数据总线、地址总线和控制总线。

数据总线是一条双向的传输线路，用于传输数据信息。

数据总线的宽度决定了单片机的数据传输带宽，一般来说，数据总线越宽，数据传输速度越快。

常见的数据总线宽度有8位、16位、32位等。

单片机内部的各个模块可以通过数据总线进行数据的传输和共享。

地址总线是单向传输线路，用于传递存储器或者外设的地址信息。

通过地址总线，单片机可以对外部存储器或外设进行寻址和访问。

地址总线的宽度决定了单片机能够寻址的范围，地址总线越宽，单片机的寻址范围越大。

控制总线主要用于传输控制信号，用于控制各个模块的动作和工作状态。

控制总线包括时钟信号、读写控制信号、中断信号等。

时钟信号用于统一各模块的工作节奏，读写控制信号用于控制数据的读写操作，中断信号用于通知单片机有外部事件需要处理。

外部总线是指单片机与外部设备之间的数据传输通道。

外部总线可以连接外部存储器、IO口、定时器/计数器、串口等外部设备。

外部总线一般包括数据总线、地址总线和控制总线。

外部总线的数据总线用于传输数据信息，地址总线用于传递存储器或外设的地址信息，控制总线用于传输控制信号。

外部总线的宽度决定了单片机可以连接的外部设备的数量和种类。

一般来说，外部总线越宽，单片机可以连接的外部设备越多。

总线结构可以分为串行总线和并行总线两类。

串行总线是一种通过单根传输线逐位传输数据的总线结构。

串行总线的传输速度比较慢，但传输线的数量少，电路简单，适合连接远距离的外部设备。

串行总线有常见的I2C总线（Inter-Integrated Circuit）、SPI总线（Serial Peripheral Interface）和RS-232总线（Recommended Standard 232）等。

CAN总线通讯基于51单片机应用第一章前言1.1 概述控制器局域网（CAN－Controller Area Network）属于现场总线（Fieldbus）的范畴，是众多的属于现场总线标准之一，它适用于工业控制系统，具有通信速率高、可靠性强、连接方便、性能价格比高等诸多特点。

它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，以其短报文帧及CSMA/CD-AMP（带有信息优先权及冲突检测的载波监听多路访问）的MAC（媒介访问控制）方式而倍受工业自动化领域中设备互连的厚爱。

CAN的应用范围遍及从高速网络到低成本的多线路网络，它可以应用于汽车系统、机械、技术设备和工业自动化里几乎任何类型的数据通信。

随着计算机硬件、软件及集成电路技术的迅速发展，同时消费类电子产品、计算机外设、汽车和工业应用等的需求不断增加。

高速、高可靠和低成本的通信介质的要求也随之提高。

现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，它为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。

微处理器中常用的串行总线是通用异步接收器传输总线(UART)、串行通信接口(SCI)、同步外设接口(SPI)、内部集成电路(I2C)和通用串行总线(USB)，以及车用串行总线，包括控制器区域网(CAN)和本地互连网(LIN)等。

这些总线在速度、物理接口要求和通信方法学上都有所不同。

在计算机数据传输领域内，长期以来使用的通信标准，尽管被广泛使用，但是无法在需要使用大量的传感器和控制器的复杂或大规模的环境中使用。

控制器局部网CAN(CONTROLLER AERANETW0RK)就是为适应这种需要而发展起来的。

随着汽车电子技术的发展，消费者对于汽车功能的要求越来越多，汽车上所用的电控单元不断增多，电控单元之间信息交换的需求，使得电子装置之间的通讯越来越复杂，同时意味着需要更多的连接信号线，这就促进了车用总线技术的发展。

CAN 总线的出现，就是为了减少不断增加的信号线，所有的外围器件都可以被连接到总线上由于CAN总线具有可靠性高、实时性好、成本合理等优点，逐渐被应用于如船舶、航天、工业测控、自动化、电力系统、楼宇监控等其他领域中。

单片机总线频率和位数单片机总线频率和位数是单片机性能的两个重要指标。

本文将从单片机总线频率和位数的定义、影响因素以及相关应用等方面进行介绍，旨在帮助读者更好地了解和应用单片机。

一、单片机总线频率的定义和影响因素单片机总线频率指的是单片机内部各个模块之间传输数据的速度，通常以MHz为单位。

单片机总线频率的高低直接影响到单片机的运行速度和性能。

单片机总线频率受到多个因素的影响，主要包括单片机的主频、总线的位宽和外设的速度等。

其中，单片机的主频决定了单片机内部各个模块的时钟信号，主频越高，总线频率也会相应提高。

总线的位宽是指单次传输的数据位数，位宽越大，传输速度越快。

外设的速度指的是与单片机相连的外部设备的传输速度，如果外设的速度较慢，那么单片机的总线频率也会受到限制。

二、单片机位数的定义和影响因素单片机位数指的是单片机内部数据的位数，常见的有8位、16位和32位等。

单片机位数的大小决定了单次可以处理的数据量和单片机的计算能力。

单片机位数受到单片机内部寄存器位宽的限制。

寄存器位宽是指单片机内部寄存器可以存储的数据位数，位宽越大，单片机的位数也会相应增加。

位数越高，单片机可以处理的数据量也就越大，计算能力也就越强。

单片机总线频率和位数的选择与具体的应用场景有关。

一般来说，对于需要高速数据传输和复杂计算的应用，需要选择高总线频率和位数较大的单片机。

例如，工业自动化领域需要大量的数据处理和通信，此时需要选择高速的单片机。

而对于一些简单的控制应用，可以选择低总线频率和位数较小的单片机。

在实际应用中，为了提高单片机的性能，可以采取一些措施。

例如，可以通过优化程序代码，减少不必要的数据传输和计算，提高单片机的运行效率。

同时，还可以选择适合的外设，确保外设的传输速度能够满足单片机的要求。

单片机总线频率和位数是单片机性能的重要指标，直接影响到单片机的运行速度和计算能力。

在选择单片机时，需要根据具体的应用场景和需求来确定适合的总线频率和位数。

单片机总线概述，单片机的三总线结构
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。

单片机地址总线是什么？（操作过程及驱动电路）
什幺是地址总线？
在单片机内部或者外部存储器及其它器件中有存储单元，这些存储单元要被分配地址，才能使用，分配地址当然也是以电信号的形式给出的，由于存储单元比较多，所以，用于地址分配的线也较多，这些线被称为地址总线。

地址总线（Address Bus）是一种计算机总线，是CPU或有DMA能力的单元，用来沟通这些单元想要访问（读取/写入）计算机内存组件/地方的物理地址。

地址总线操作过程：
地址总线一个操作过程是完成两个模块之间传送信息，启动操作过程的是主模块，另外一个是从模块。

某一时刻总线上只能有一个主模块占用总线。

总线的操作步骤：主模块申请总线控制权，总线控制器进行裁决。

数据传送的错误检查：主模块得到总线控制权后寻址从模块，从模块确认后进行数据传送。

6.4 单片机系统扩展总线1. MCS-51单片机扩展结构特点扩展都是通过接口来扩展，需要注意I/O口的结构特点。

⑴ I/O口的复用和多用① I/O口的复用：由于受到引脚数限制，P0口复用，既作低8位地址线，又作数据线，但分时使用，用ALE信号锁存切换。

② I/O口的多用：P3口可作通用I/O口，在扩展时，具有“第二功能”。

P3.0 RXD P3.2 INT0 P3.4 T0 P3.6 WRP3.1 TXD P3.3 INT1 P3.5 T1 P3.7 RD⑵产生接口控制信号的指令MCS-51无I/O专用指令，把I/O寄存器看成存储器的一部分，所以对I/O 寄存器的操作都用数据传输指令。

①输入指令MOV A,P1MOV @Ri,P1 MOV Rn,P1 MOV direct,P1MOVX A,@RiMOVX A,@DPTR②输出指令MOV P1,AMOV P1,@Ri MOV P1,Rn MOV P1,directMOVX @Ri,AMOVX @DPTR,A2. 扩展总线由于数据线与低8位地址线复用P0口,为了把它们分离与片外芯片相连，通常要加锁存器才能构成总线结构。

6.5 存储器扩展1. EPROM扩展(1) 程序存储器有独立的地址空间(0000H～FFFFH)，可寻址范围64 kB。

程序存储器与数据存储器共用地址总线和数据总线(2) 对片内有ROM/EPROM 的单片机，片内ROM 与片外ROM采用相同的操作指令，片内与片外程序存储器的选择靠硬件结构实现，即由EA的高低电平来选择。

(3) 虽然程序存储器与数据存储器地址重叠，但不会发生冲突。

因为程序存储器使用单独的控制信号和指令，用PSEN作为读操作信号，读取数据用MOVC查表指令。

而读取数据存储器用RD信号和MOVX指令，(4) 随着大规模集成电路的发展，单片程序存储器的容量越来越大，构成系统时所使用的EPROM芯片数量越来越少，因此地址选择大多采用线选法，而不用地址译码法。

单片机常用术语常用术语（位、字节、字、地址、总线、存贮器）一、常用术语解释1. 总线（Bus ）：是指从任意一个源点到任意一个终点的一组传输数字信息的公共通道。

有三种总线: 地址总线（Address Bus ）AB 是单向的，由CPU 发出；数据总线（Data Bus ）DB 是双向的；控制总线（Control Bus ）CB 有的是输出的，有的是输入的。

2. 位（bit ）：binary digit 的简写。

3. 字节（byte ）：一个字节就是相邻的8 位二进制数，即D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0. 如10110011 的D4 是1 ，D6 是0 。

4. 字（word ）：在计算机中和信息处理系统中，在存贮、传送或操作时，作为一个单元的一组字符或一组二进制数。

通常是16 位构成一个字在计算机中用。

5. 存贮器（Memory ）：存贮器由存贮矩阵、地址译码器、读写控制、三态双向缓冲器等部分组成。

程序存贮器ROM: 由芯片制造厂家掩膜编程的只读存贮器。

EPROM: 可擦除可编程ROM，要用紫外光照射窗口一定时间。

OTP：one time program，只能写一次的ROM。

EEPROM: 可电擦除可编程ROM。

Flash Memory：集成度高、成本低、体积小、电擦除，读写方便等。

数据寄存器（RAM）: 静态RAM( SRAM):动态RAM( DRAM): 需要数据保存刷新电路。

（SDRAM):6.存贮地址（Memory Address）：用来定义每个存贮单元。

每个单元能存放8位二进制数，即1个字节的二进制数。

为了区分不同的单元，每个存贮器都有一个地址，以供CPU寻址，操作。

二、评价微机的标准计算速度：通常是指时钟频率的高低。

字长：几位机即微处理机的字长。

存贮容量：存贮容量通常指CPU的寻址范围，取决于地址总线的长短。

指令系统：CPU能识别的指令编码。

I/O接口：指与输入/输出设备连接的接口。

单片机的三总线（一）引言概述：单片机是一种微型计算机，广泛应用于各个领域。

其中，三总线是单片机的重要组成部分之一。

本文将通过分析单片机的三总线，介绍其作用和特点，以及与其他系统总线的比较。

正文内容：1. 三总线的定义和作用- 三总线包括地址总线、数据总线和控制总线，是单片机与外部器件进行数据和控制信号交互的通道。

- 地址总线用于指定存储器或外设的地址，数据总线用于传输数据，控制总线用于传输控制和状态信号。

- 三总线的作用在于实现单片机与外部设备之间的高速数据传输和控制。

2. 地址总线的特点和功能- 地址总线是单片机与外设进行地址传输的信号线。

- 地址总线的位数决定了单片机的寻址能力，不同位数的地址总线可以寻址的存储空间大小不同。

- 地址总线的功能是指定存储器或外设的地址，使得单片机可以与特定的存储器单元或外设进行通信。

- 地址总线的宽度对单片机系统性能的影响- 地址总线的扩展和地址解码技术3. 数据总线的特点和功能- 数据总线是单片机与外设进行数据传输的信号线。

- 数据总线的宽度决定了单次数据传输的位数，不同位宽的数据总线可以传输的数据大小不同。

- 数据总线的功能是传输数据，使得单片机可以与外设进行数据的读取或写入操作。

- 数据总线的宽度与单片机系统的数据处理能力- 数据总线的传输速率和时序要求4. 控制总线的特点和功能- 控制总线是单片机与外设进行控制信号传输的信号线。

- 控制总线包括片选信号、读/写信号、中断信号等，用于控制外设的读写操作和系统的中断处理。

- 控制总线的功能是传输控制和状态信号，使得单片机可以对外设进行控制和响应。

- 控制总线的时序要求和特殊功能信号- 控制总线的协议和编码方式5. 三总线与其他系统总线的比较- 与一般外设总线相比，三总线具有简单、快速、灵活的特点。

- 与高速外设总线（如PCIe）相比，三总线的性能有限，但应用范围广泛。

- 选择适合的总线方式需要根据系统需求和资源限制进行权衡。

第7章MCS-51系列单片机系统总线扩展方法单片机总线分内部总线和外部总线。

外部总线包括：数据总线DB（Data Bus），地址总线AB（Address Bus）和控制总线CB （Control Bus）数据总线：P0兼作数据和地址总线的低8位A0~A7；地址总线：P0口兼作地址总线的低8位A0~A7，P2口为地址总线的高8位A8~A15；控制总线：PSEN ：外部程序存储器读选通信号输出端；ALE地址锁存信号输出端；RST：复位信号输入端；EA /VPP为内部或外部程序存储器读选择输入端：RD（P3.7）为外部数据存储器读选通输出端；（P3.6）WR 为外部数据存储器写选通输出端。

总线设计时还需考虑如下几个问题：① CPU三总线（地址总线、数据总线、控制总线）的负载能力。

②CPU读写时序与接口芯片，如存储器的存取速度的匹配问题。

存储器的读写速度应与CPU要求的读写速度相同或更快三总线的基本构架由于51采用地址/数据分时复用技术，低8位地址A7～A0与数据总线D7～D0分时使用P0口引脚，因此需要在P0口上接一个地址锁存器芯片，P0口的直通端为8位数据总线，通过锁存器的为低8位地址A7～A0。

常用的锁存器是74LS373（现在常用74HC373）、74HC573。

8D锁存器74LS373、74HC573是带输出三态门的8D锁存器1D～8D为8个输入端；1Q～8Q为8个输出端；G为数据打入端：当G为“1”时，锁存器输出状态（1Q～8Q）同输入状态（1D～8D）；当G由“1”变“0”时，数据打入锁存器中。

并且在G保持“0”时输出保持不变，输入为高阻。

2.总线驱动器74LS244, 74LS245译码电路的设计原则是：在任意时刻只有一个芯片的数据口开放，其他芯片的数据口均为高阻状态。

学习译码技术要达到以下水平：①电路的设计者要能指出系统上每个芯片的地址范围。

②在参考别人设计电路时，只要硬件不加密，要能从译码电路看出系统上每个芯片的地址范围。

单片机总线频率和位数
单片机总线频率和位数
单片机总线频率和位数，是指单片机使用的总线的传输速率和所能传输的位数。

总线是计算机系统中连接各个部件的数据传输通道，其传输速率和位数的高低直接影响着系统的性能。

1. 总线频率
总线频率指的是总线传输数据的速率，单位为Hz。

在单片机系统中，总线频率又被称为时钟频率，是指在一秒钟内总线传输的次数。

总线频率越高，单片机系统处理的数据量越大，其运算速度也相应提高。

在单片机系统中，CPU、存储器和外设都会使用总线进行数据传输，因此总线频率的高低会直接影响着整个系统的运行速度。

通常情况下，单片机的时钟频率越高，其总线频率就越高，系统性能也就越好。

2. 总线位数
总线位数是单片机可以在一次数据传输中传输的位数。

在单片机系统中，通常使用8位、16位或32位总线。

总线位数越大，其传输数据量也越大，单片机系统的性能也就越好。

在单片机系统中，总线位数的高低也直接影响着其处理数据的位数。

例如，8位总线最多只能传输8位数据，因此其处理数据的位数也就限制在了8位以内。

而32位总线则能够传输更多的数据，因此其处理数据的位数也就更高。

总之，单片机总线频率和位数的高低直接影响着整个系统的性能。

在设计单片机系统时，需要根据实际需要选择合适的总线频率和总线位数，以保证系统能够稳定、高效地运行。

51单片机can通信原理
51单片机CAN通信原理主要涉及到CAN总线的工作原理、硬件
连接和通信协议等方面。

首先，CAN（Controller Area Network）总线是一种串行通信
协议，用于在汽车、工业控制等领域中的实时控制系统中进行通信。

CAN总线采用差分信号进行通信，具有抗干扰能力强、传输距离远、传输速率高等特点。

在51单片机中，实现CAN通信需要通过CAN控制器和CAN总线
收发器来实现。

CAN控制器负责控制CAN总线的发送和接收，而CAN
总线收发器则负责将单片机的数字信号转换成CAN总线上的差分信号，并接收CAN总线上的差分信号并转换成数字信号供单片机处理。

在CAN通信中，数据通过CAN消息的形式进行传输。

CAN消息
由标识符（ID）和数据组成。

发送端通过CAN控制器将消息发送到CAN总线上，接收端通过CAN控制器接收并解析消息。

CAN总线采用CSMA/CR（Carrier Sense Multiple Access with Collision Resolution）协议，能够实现多个节点之间的协同工作，避免数据
冲突。

在硬件连接方面，需要将51单片机的CAN控制器和CAN总线收发器连接到CAN总线上，并通过电阻终端电阻来终止总线。

在软件开发方面，需要编写相应的CAN通信协议的驱动程序，实现CAN消息的发送和接收，并进行数据的解析和处理。

总的来说，51单片机CAN通信的原理涉及硬件连接、CAN消息的发送和接收、通信协议的实现等方面，需要综合考虑硬件和软件的设计。

希望这个回答能够全面地解答你的问题。

单片机接口技术详解及应用案例分析引言：单片机（Microcontroller）是一种特殊的集成电路，它将计算机的所有功能集成在一个芯片上。

在现代电子产品中广泛应用，特别是嵌入式系统设计中，单片机作为核心部件发挥着重要的作用。

在本文中，我们将深入探讨单片机接口技术的详细原理，并通过实际案例分析来展示其应用。

一、单片机接口技术的基本原理在单片机系统中，接口技术起着连接CPU和外设的作用，使得单片机能够与外界进行数据交互和通信。

常见的单片机接口技术包括串口、并行口、I2C总线、SPI总线、CAN总线等。

1. 串口（Serial Port）接口技术：串口是一种使用少量引脚进行双向通信的接口技术。

它的主要原理是通过将数据按照一定的规则进行序列化，然后通过单根传输线（例如RS-232）进行传输。

串口接口技术广泛应用于通信设备、计算机外设等领域。

在实际应用中，我们可以利用串口接口实现单片机与上位机的数据交互，实现远程数据采集、监控等功能。

2. 并行口（Parallel Port）接口技术：并行口是一种使用多个引脚进行数据传输的接口技术。

它的主要原理是通过同时传输多位数据来提高数据传输速度。

在实际应用中，我们可以利用并行口接口实现单片机与外部存储器、LCD模块、打印机等设备的连接。

例如，当需要将单片机作为控制器驱动LCD显示屏时，可以通过并行口接口将数据和控制信号同时传输，实现图形显示功能。

3. I2C（Inter-Integrated Circuit）总线技术：I2C总线是一种双向、串行的通信总线，主要用于连接集成电路之间的通信。

I2C总线的主要特点是使用两根传输线（SDA和SCL）进行数据和时钟信号的传输。

在实际应用中，我们可以利用I2C总线接口连接各种外设，如温度传感器、电子罗盘、时钟模块等。

通过与单片机相结合，可以实现数据的读取和控制。

4. SPI（Serial Peripheral Interface）总线技术：SPI总线是一种同步的串行通信总线，用于高速数据传输。