Mikrokontrolér 8051: 9 důležitých faktů, které byste měli vědět

Obsah

• Co je to mikrokontrolér?
• Různé režimy adresování mikrokontroléru
• Schéma PIN mikrokontroléru 8051
• Architektura mikrokontroléru 8051
• Paměť 8051
• Přerušení 8051
• Vlastnosti mikrokontroléru
• Mikroprocesor vs mikrokontrolér
• Aplikace

Co je to mikrokontrolér?

„Mikrokontrolér je malý počítač, který se skládá z procesoru, interní paměti RAM, ROM nebo flash, časovačů, ovladače přerušení, sériového rozhraní, portů a dalších zařízení specifických pro aplikaci.“

• Mikrokontrolér se používá, pokud je předpoklad paměti pro výpočty malý a programy a porty se používají pro účely řízení a komunikace.
• Například 8051, PIC a ARM jsou standardní mikrokontroléry.

Hlavní vlastnosti mikrokontroléru 8051:

• 8bitová ALU a akumulátor, 8bitové registry, 8bitová datová sběrnice a 2 × 16bitová adresová sběrnice / čítač programu / datový ukazatel a související 8/11/16 bitové operace.
• Rychlé přerušení s provozním registrem.
• Úsporný režim.

Režim adresování mikrokontroléru 8051:

"Režim adresování označuje, jakou metodou se adresuje konkrétní paměťové místo."

V mikrokontroléru 8051 je pět důležitých režimů adresování:

Každý z těchto režimů adresování poskytuje důležitou flexibilitu.

Okamžité adresování

Okamžité adresování je jako data, která se mají okamžitě uložit do paměti podle operačního kódu. Samotná instrukce nařizuje, jakou hodnotu lze konkrétně uchovat v paměti.

Např. Instrukce takto:

MOV A, # 20H

Zde memonika využívá okamžité adresování z toho důvodu, že akumulátor bude naplněn uvedenou hodnotou.

Při přímém adresování je hodnota, která má být načtena, časově závislá, toto řešení rozhodně není flexibilní.

Nepřímé adresování

Nepřímé adresování je ve srovnání s tím opravdu dobré, že ve většině případů přispívá k výjimečné míře flexibility. Toto je pouze způsob, jak získat dalších 128 bajtů interní RAM umístěných v 8051. Příklad je jako

MOV A, @ R0

Tato instrukce založí mikrokontrolér 8051, aby se znovu podíval na hodnotu registru R0. 8051 poté načte do akumulátoru informace o interní RAM, která se nachází na adrese označené registrem R0.

Například řekněme, že R0 si zachovává hodnotu 50H a adresa 50H si zachovává hodnotu 66H. Když je implementována výše uvedená instrukce, 8051 vyhodnotí hodnotu R0. Protože si R0 zachovává 50H, 8051 najde hodnotu této interní RAM adresy 50H a udrží ji v akumulátoru. Nepřímé adresování důsledně identifikuje interní RAM; odkazuje na SFR

Externí přímý

Externí paměť se získává pomocí sady instrukcí využívajících „externí přímé“ adresování. Existují dva takové typy příkazů, které lze použít pro operace přímého externího adresování, to jsou

MOVX A, @DPTR

MOVX @DPTR, A

Zde dva ovládací prvky používají DPTR. V těchto příkazech by měl být DPTR nejprve načten pomocí umístění externí paměti, která se má číst nebo zapisovat. Poté, co DPTR zachová správnou externí paměťovou kartu, počáteční příkaz přenese obsah adresy externí paměti do akumulátoru. Další příkaz bude dělat opak; umožňuje zapsat hodnotu akumulátoru na adresu externí paměti, na kterou již ukazuje DPTR.

Externí nepřímé

Externí paměť lze získat pomocí nepřímého adresování, které se označuje jako externí nepřímé adresování. Tento druh adresování se obecně používá u relativně menších úkolů, které mají poměrně malý počet externí paměti RAM. Takový příklad je

MOVX @ R0, A

Musí být načtena hodnota R0 a hodnota akumulátoru je z umístění externí RAM. Vzhledem k tomu, že hodnota R0 může být jednoduše 00 až FFh a je omezena na 256 bajtů. Zaměstnávání externích nepřímých adres; nicméně je obvykle jednodušší použít externí přímý režim, pokud má úkol více než 256 bajtů.

Architektura mikrokontroléru 8051:

• 8051 je vybaven 8bitovým CPU s booleovským procesorem.
• 5 přerušení. 2 externí, 2 úrovně priority.
• To má dva šestnáct bitů časovač / čítače.
• Jeden programovatelný plně duplexní sériový port.
• Celkem 32 I / O linek.
• Vybaveno 4 KB ROM na čipu; EPROM je k dispozici také u některých modelů.
• 128 bytů RAM na čipu, což je dost pro mnoho jednotlivých čipů.

Schéma PIN mikrokontroléru 8051:

Konfigurace PIN 8051 mikrokontroléru:

PIN 1 až 8

Tyto piny se obecně používají jako I / P nebo O / P podle požadavků uživatele.

PIN 9:

Toto se používá jako účel resetování; Signální kolík HL obecně zastaví MCU a vymaže všechny registry. Když je tento pin zpět na LO, spustí se nový program.

PIN 10 - 17:

Ty se používají jako u portu 1, každý z těchto pinů lze použít jako univerzální i / p nebo o / p.

Kolík 10:

RXD-Ac jako sériový I / P pro asynchronní přenos, jinak hodinový výstup pro synchronní provozní režim.

Kolík 11:

TXD - Působí jako sériový O / P pro asynchronní přenos, jinak hodinový výstup pro synchronní provozní režim.

Kolík 12:

INT0 - Toto je pro přerušení vstupu 0

Kolík 13:

INT1 - Toto je pro přerušení vstupu 1

Kolík 14:

T0 - Používá se pro vstup hodin časovače 0

Kolík 15:

T1 - Toto je určeno pro hodinový vstup časovače 1

Kolík 16:

WR - Slouží k ovládání operace zápisu z externího paměťového zařízení RAM.

Kolík 17:

RD- Tento pin je určen pro čtení do externí paměti RAM

PIN 18-19:

X2 a X1 - Jsou pro vstupní a výstupní provoz interního oscilátoru

PIN 20:

GND - zem; To je pro uzemnění čipu.

PIN 21-28:

Port 2 prozatímní externí paměť není k dispozici, port 2 bude fungovat jako univerzální I / O operace.

PIN 29:

PSEN: MCU se spustí po načtení každého bajtu z paměti programu. Pokud je pro účely ukládání programu použita externí paměť, bude PSEN přidružen k řídicí operaci.

PIN 30:

ALE: Toto bude mít důležitou funkci před čtením externí paměti, MCU odešle spodní bajt adresních registrů na Port-P0 a spustí výstupní ALE.

PIN 31:

EA: Signál LOW odkazuje na port P2 a P3 pro přenos adres bez ohledu na stav paměti.

PIN 32-39: 

Port 0: analogicky k portu 2 lze piny portu 0 použít jako univerzální I / O. P0 funguje jako adresa O / P, pokud je pin ALE ve vysokém stavu.

PIN 40:

VCC: Toto je pro napájení + 5 V ss.

Přerušení mikrokontroléru 8051:

Pět přerušení je poskytováno v 8051. Tři sady automaticky interními operacemi a další dvě jsou spouštěny externím signálem spojeným s piny INT0 a INT1.

Automatická přerušení jsou:

1. Příznak časovače 0
2. Příznak časovače 1
3. Přerušení sériového portu (R1 nebo T1)

Název přerušení                                          Přerušit adresu

Příznak časovače o 0 0 0 B

Příznak časovače 1 0 0 1 B

INT0 0 0 0 3

INT1 0 0 1 3

Sériový vstup R1 / T1                             

Aplikace mikrokontroléru:

• Mikrokontrolér je zaměstnán v mobilních telefonech, obvodech fotoaparátu.
• Mikroprocesory se v automobilovém průmyslu hojně používají
• Počítačové systémy jako řízení dopravních signálů.
• Různé ovládací funkce, jako je topení, mrazák, ovládání výtahu, mikrovlna atd.

Porovnání mikroprocesoru a mikrokontroléru:

Další články o elektronice a odpovědi na otázky týkající se elektroniky klikněte zde

Soumali Bhattacharya

Ahoj, jsem Soumali Bhattacharya. Vystudoval jsem elektroniku.
V současné době investuji do oblasti elektroniky a komunikace.
Mé články jsou zaměřeny na hlavní oblasti základní elektroniky ve velmi jednoduchém, ale informativním přístupu.
Jsem živý student a snažím se udržovat si aktuální informace o všech nejnovějších technologiích v oblasti elektronických domén.

Spojme se přes LinkedIn –