基于AT89S51的程序存储器的操作时序

1.访问程序存储器的控制信号

AT89S51单片机访问片外扩展的程序存储器时，所用的控制信号有以下3种。

(1) ALE——用于低8位地址锁存控制。

(2) PSEN(的反)——片外程序存储器“读选通”控制信号。它接外扩EPROM的OE(的反)引脚。

(3) EA(的反)——片内、片外程序存储器访问的控制信号。当EA(的反)=1时，在单片机发出的地址小于片内程序存储器最大地址时，访问片内程序存储器;当EA(的反)=0时，只访问片外程序存储器。

如果指令是从片外EPROM中读取的，除了ALE用于低8位地址锁存信号之外，控制信号还有PSEN(的反)，PSEN(的反)接外扩EPROM的OE(的反)脚。此外，还要用到PO口和P2口，PO口分时用作低8位地址总线和数据总线，P2口用作高8位地址线。

2.操作时序

AT89S51单片机对片外ROM的操作时序分两种，即执行非MOVX指令的时序和执行MOVX指令的时序，如下图所示。

 

(1)应用系统中无片外RAM 硬件系统中无片外RAM(或I/O)时，则不用执行MOVX指令。在执行非MOVX指令时，操作时序如下图(a)所示。PO口作为地址/数据复用的双向总线，用于输入指令或输出程序存储器的低8位地址PCL。P2口专门用于输出程序存储器的高8位地址PCH。P2口具有输出锁存功能。由于PO口是分时复用，故首先要用ALE将PO口输出的低8位地址PCL锁存在锁存器中，然后PO口再作为数据口。在每个机器周期中，允许地址锁存两次有效，ALE在下降沿时，将PO口上的低8位地址PCL锁存在锁存器中。同时，PSEN(的反)也是每个机器周期中两次有效，用于选通片外程序存储器，将指令读入片内。

系统无片外RAM(或I/O)时，此ALE有效信号以振荡器频率的1/6出现在引脚上，它可以用作外部时钟或定时脉冲信号。

(2)应用系统中接有片外RAM 在执行访问片外RAM(或I/O)的MOVX指令时，程序存储器的操作时序有所变化。其主要原因在于，执行MOVX指令时，16位地址应转而指向数据存储器，操作时序如下图(b)所示。在指令输入以前，P2口输出的地址PCH、PCL指向程序存储器;在指令输入并判定是MOVX指令后，ALE在该机器周期S5状态锁存的是PO口发出的片外RAM(或I/O)低8位地址。若执行的是“MOVX A，@DPTR”或是“MOVX @DPTR，A”指令，则此地址就是DPL(数据指针低8位);同时，在P2口上出现的是DPH(数据指针的高8位)。若执行的是“MOVX A，@R/”或“MOVX @R/，A”指令，则R/的内容为低8位地址，而P2口线上将是P2口锁存器的内容。在同一机器周期中将不再出现PSEN有效取指信号，下一个机器周期中ALE的有效锁存信号也不再出现;而当RD/WR有效时，PO口将读/写数据存储器中的数据。

由上图(b)可以看出：

(1)将ALE用作定时脉冲输出时，执行一次MOVX指令就会丢失一个ALE脉冲。

(2)只有在执行MOVX指令时的第二个机器周期中，才对数据存储器(或I/O)进行读/写，地址总线才由数据存储器使用。