單片機的最小應用系統(tǒng)，是指能維持單片機運行的最簡單配置的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)成本低廉、結構簡單，常用來構成簡單的控制系統(tǒng)，如開關狀態(tài)的輸入/輸出控制等。

最小應用系統(tǒng)的功能取決于單片機芯片的技術水平。對于片內有ROM/EPROM的單片機，其最小應用系統(tǒng)即為配有晶振、復位電路和電源的單個單片機;對于片內無ROM/EPROM的單片機，其最小系統(tǒng)除了外部配置晶振、復位電路和電源外，還應當外接EPROM或EEPROM作為程序存儲器用。

8051/8751最小應用系統(tǒng)

8051/8751單片機內含有ROM/EPROM，用8051/8751單片機構成最小應用系統(tǒng)時，只需將單片機接上時鐘電路和復位電路即可，如圖7-1所示，因沒有外部存儲器擴展，這時接高電平，P0、P1、P2、P3都可作用戶I/O口使用。

用8051/8751芯片構成的最小系統(tǒng)簡單、可靠。但由于集成度的限制，最小應用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。同時，P0、P1、P2口的應用與開發(fā)環(huán)境差別較大。8051的應用軟件須依靠半導體廠家用半導體掩膜技術置入，故8051應用系統(tǒng)一般用作大批量生產的應用系統(tǒng)。

圖7-1　8051和8751最小應用系統(tǒng)電路

8031最小應用系統(tǒng)

8031單片機片內無程序存儲器，因此，其最小應用系統(tǒng)必須在片外擴展EPROM。圖7-2所示為8031外接程序存儲器的最小應用系統(tǒng)。

單片機最小應用系統(tǒng)及外部擴展總線

圖7-2　8031最小應用系統(tǒng)

與8051/8751最小應用系統(tǒng)一樣，也必須有復位及時鐘電路。片選線

單片機最小應用系統(tǒng)及外部擴展總線

直接接地，表明選擇外部存儲器;片外4K字節(jié)單元地址要求地址線12根(A 0 ～A 1 1)，由P0和P2.0～P2.3組成;程序存儲器的取指信號為單片機最小應用系統(tǒng)及外部擴展總線;地址鎖存器的鎖存信號為ALE。

7.1.3 MCS-51系列單片機的外部擴展總線在進行系統(tǒng)擴展中，首先需要面對的問題是如何與外圍芯片連接。為了方便解決這一問題，往往利用地址鎖存器將單片機形成三總線結構，即地址總線(Address Bus)、數(shù)據(jù)總線(Data Bus)和控制總線(Control Bus)，如圖7-3所示。

地址總線： P2口作為地址總線的高8位，在訪問16位的地址時，用于輸出16位地址的高8位A 15 ～A 8 ;P0口分時復用地址/數(shù)據(jù)總線，地址鎖存器用于鎖存低8位地址A 7 ～A 0 。

單片機最小應用系統(tǒng)及外部擴展總線

圖7-3　單片機三總線結構

提示

地址總線的根數(shù)決定了單片機可以訪問的存儲單元數(shù)量和I/O端口的數(shù)量。n條地址線可以產生2 n 個地址編碼。

常用的地址鎖存器為74LS373，構成地址總線時，它的8個輸入端與P0口相連，其使能端連接單片機的ALE端。ALE信號為1時，P0口輸出的數(shù)據(jù)被地址鎖存器鎖存，用作地址信號A 7 ～A 0 ;ALE信號為0時，P0口用于傳輸指令或數(shù)據(jù)(此時地址鎖存器中的地址信號保持不變，能夠保證數(shù)據(jù)傳輸給正確的地址)。

? 數(shù)據(jù)總線： P0口用作數(shù)據(jù)總線，數(shù)據(jù)總線是雙向的，既可以由單片機傳到外部芯片，也可以由外部芯片傳入單片機。

? 控制總線： 控制總線主要負責對芯片的選通以及讀/寫等控制。引腳功能已在第二章中進行了詳細介紹，這里不再贅述。