单片机系统标准总线(MPS BUS)的研究及模板设计
数据总线(引脚9~16)为8位双向、三态、高电平有效,对应MCS51的PO口,数据总线的方向由现行主CPU控制。
地址总线(引脚17~32)为16位、三态、高电平有效,低8位由MCS51的PO口扩展而得,高8位与MCS51的P2口相对应。
控制总线(引脚33~50)对应MCS51单片机的P3口及PSEN,ALT。P3口含RD:读存储器,WR:写存储器或输出装置,RXD及TXD:串行输入,INT0:外部中断0,INT1:外部中断1,T0定时器0,T1:定时器1。PSEN:此脚的输出是外部程序存储器的读选通信号。ALE:ALE 端以不变的频率周期性的出现正脉冲信号,此频率为振荡器频率的 1/6。
3.2 机械特性
3.2.1 摸板尺寸
摸板结构尺寸为90*96mm,其厚度为1.600mm。模板上有四个孔用于固定,其内直径为0.3cm,并排两孔的横向距离为8.0000cm,纵向距离为8.5700cm.
模板总线为双列直插50引脚插头及插座,针(孔)距2.54mm。引脚号1位于距模板底端1.02cm、距左端1.52cm的位置,插针的高度为1.1400cm。如图1所示:
图1 单片机系统标准总线摸板尺寸
3.2.2 总线接头
总线接头采用双列直插50引脚孔插座及插头,元件面为孔,焊接面为针。
总线标准中信号定义、电气标准、读写时序和持续时间遵守51系列单片机相关标准。
4、模板的设计
按照标准总线的要求,设计了CPU板、AD和DA转换板、开关量输入输出板、键盘及显示电路等。
CPU板包括数据存储器、键盘、数码显示、液晶显示、看门狗等部分。采用89C5X系列具有内部存储器的单片机,32K/8K扩展外部存储器RAM、8279支持键盘及16位数码显示,支持128*64 LCD夜晶点阵,一个RS232/RS485串行接口,跳线可选。采用X5045作为看门狗,兼做上电复位功能,同时具有内部512字节的俄 EEPROM。采用DS12887作为时钟源,并具128字节带电池保护存储器。
AD和DA转换板具有8通道12位AD输入,光隔,输入0~5V,保护电平+/-30V,转换时间100uS,串行方式,由一片TLC2543实现。2通道12位DA输出,光隔,输出0~5V或4~20MA,串行方式,由两片TLC5618实现。
开关量输入输出板具有16路开关量输入,独立光隔;16路开关量输出,独立光隔。
键盘及显示电路在面板电路实现,含128*64点阵LCD及16键输入。
上述标准总线模板用于两相流量计、皮带秤及管理系统、皮带撕裂检测控制仪等科研项目,大大缩短了开发周期,减少了工作量,保证了开发质量。
5、结论
该单片机系统标准总线体现了MCS51系列单片机的各项功能,按照标准系统总线设计的系统,具有很强的灵活性、集成性和可扩展性。设计者采用单片机系统标准总线,可以利用已有的模板,像搭积木一样组成各种控制系统,从而大大减少软硬件的设计工作量,使设计者可以集中精力解决具体的应用问题,加快产品开发速度,提高产品开发质量。并且可以实现模板的产品化。有利于单片的推广及应用。
参考文献:
[1]何立民。MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术。北京航空航天大学出版社,2001年2月第1版
[2]尤一鸣、傅景义、王俊省。单片机总线扩展技术。北京航空航天大学出版社,1993年 11月第1版
[3]马忠梅、马岩、张凯等。单片机的C语言应用程序设计。北京航空航天大学出版社。1997.1
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