Mikrokontroler 8051: 9 ważnych faktów, które powinieneś wiedzieć

K ontenty

• Co to jest mikrokontroler?
• Różne tryby adresowania mikrokontrolera
• Schemat PIN mikrokontrolera 8051
• Architektura mikrokontrolera 8051
• Pamięć 8051
• Przerwania 8051
• Cechy mikrokontrolera
• Mikroprocesor a mikrokontroler
• Konsultacje

Co to jest mikrokontroler?

„Mikrokontroler to mały komputer składający się z procesora, wewnętrznej pamięci RAM, pamięci ROM lub pamięci flash, liczników czasu, modułu obsługi przerwań, interfejsu szeregowego, portów i innych urządzeń specyficznych dla aplikacji”.

• Mikrokontroler jest stosowany, jeśli warunek wstępny dotyczący pamięci do obliczeń jest mały, a programy i porty są używane do celów sterowania i komunikacji.
• Na przykład 8051, PIC i ARM to standardowe mikrokontrolery.

Główne cechy mikrokontrolera 8051:

• 8-bitowa jednostka ALU i akumulator, 8-bitowe rejestry, 8-bitowa magistrala danych i 2x16-bitowa magistrala adresowa / licznik programu / wskaźnik danych i powiązane operacje 8/11/16 bitowe.
• Szybkie przerwanie z rejestrem operacyjnym.
• Tryb oszczędzania energii.

Tryb adresowania mikrokontrolera 8051:

„Tryb adresowania oznacza metodę adresowania określonej lokalizacji pamięci”.

Istnieje pięć ważnych trybów adresowania w mikrokontrolerze 8051, są to:

Każdy z tych trybów adresowania zapewnia dużą elastyczność.

Natychmiastowe adresowanie

Natychmiastowe adresowanie jest jak dane, które mają być natychmiast zapisane w pamięci, zgodnie z opkodem. Sama instrukcja nakazuje konkretnie, jaka wartość może być przechowywana w pamięci.

Np. Instrukcja w następujący sposób:

MOV A, nr 20H

Tutaj memonics wykorzystuje natychmiastowe adresowanie z tego powodu, że akumulator zostanie wypełniony wspomnianą wartością.

W adresowaniu bezpośrednim ładowana wartość jest zależna od czasu, adresowanie to z pewnością nie jest elastyczne.

Adresowanie pośrednie

Adresowanie pośrednie jest naprawdę dobre, co w większości przypadków zapewnia wyjątkowy stopień elastyczności. Jest to tylko sposób na uzyskanie dodatkowych 128 bajtów wewnętrznej pamięci RAM znajdującej się w 8051. Przykład jest podobny

MOV A, @ R0

Ta instrukcja pozwala mikrokontrolerowi 8051 spojrzeć na wartość rejestru R0. 8051 załaduje następnie akumulator informacjami o wewnętrznej pamięci RAM, która znajduje się pod adresem wskazanym przez rejestr R0.

Przykładowo, powiedzmy, że R0 zachowuje wartość 50H, a adres 50H zachowuje wartość 66H. Po wdrożeniu powyższej instrukcji 8051 oceni wartość R0. Ponieważ R0 zachowuje 50H, 8051 znajdzie wartość tego wewnętrznego adresu RAM 50H i zachowa ją w akumulatorze. Adresowanie pośrednie konsekwentnie identyfikuje wewnętrzną pamięć RAM; odnosi się do SFR

Zewnętrzne bezpośrednie

Dostęp do pamięci zewnętrznej odbywa się za pomocą zestawu instrukcji wykorzystujących adresowanie „zewnętrzne bezpośrednie”. Istnieją dwa takie typy poleceń, które mogą być używane do zewnętrznych operacji adresowania bezpośredniego

MOVX A, @DPTR

MOVX @DPTR, A

Tutaj dwie kontrolki używają DPTR. W tych poleceniach DPTR należy najpierw załadować przy użyciu lokalizacji pamięci zewnętrznej, która ma być odczytywana lub zapisywana. Po tym, jak DPTR zachowa właściwą zewnętrzną kartę pamięci, polecenie początkowe prześle zawartość adresu pamięci zewnętrznej do akumulatora. Następna komenda zrobi odwrotnie; pozwala na zapisanie wartości akumulatora na adres pamięci zewnętrznej, który jest już wskazany przez DPTR.

Zewnętrzne pośrednie

Pamięć zewnętrzną można uzyskać za pomocą adresowania pośredniego, znanego jako zewnętrzne adresowanie pośrednie. Ten rodzaj adresowania jest zwykle używany w stosunkowo niewielkich zadaniach, które mają raczej niewielką liczbę zewnętrznej pamięci RAM. Takim przykładem jest

MOVX @ R0, A.

Należy odczytać wartość R0, a wartość akumulatora pochodzi z zewnętrznej pamięci RAM. Biorąc pod uwagę, że wartość R0 może po prostu wynosić od 00 do FFh i jest ograniczona do 256 bajtów. Zatrudnianie zewnętrznych adresów pośrednich; niemniej jednak zwykle łatwiej jest użyć zewnętrznego trybu bezpośredniego, jeśli zadanie ma więcej niż 256 bajtów.

Architektura mikrokontrolera 8051:

• 8051 jest wyposażony w 8-bitowy procesor z procesorem Boolean.
• 5 przerwań. 2 zewnętrzne, 2 poziomy priorytetów.
• Ma dwa szesnastobitowe liczniki / liczniki.
• Jeden programowalny port szeregowy z pełnym dupleksem.
• Łącznie 32 linie we / wy.
• Wyposażony w 4 KB wbudowanej pamięci ROM; W niektórych modelach dostępna jest również pamięć EPROM.
• 128 bajtów wbudowanej pamięci RAM, wystarczająca dla wielu pojedynczych chipów.

Schemat PIN mikrokontrolera 8051:

Konfiguracja PIN mikrokontrolera 8051:

PIN 1 do 8

Te styki są zwykle używane jako I / P lub O / P, zgodnie z wymaganiami użytkownika.

KOŁEK 9:

Jest to wykorzystywane jako cel resetowania; Ogólnie pin sygnałowy HL zatrzymuje MCU i czyści wszystkie rejestry. Kiedy ten pin powróci do LO, rozpocznie się nowy program.

PIN 10-17:

Są one używane tak jak w przypadku portu 1, każdy z tych pinów może być użyty jako uniwersalny I / P lub O / P.

Kołek 10:

RXD-Ac jako szeregowe I / P dla transmisji asynchronicznej, w przeciwnym razie wyjście zegarowe dla trybu pracy synchronicznej.

Kołek 11:

TXD - Działa jako szeregowe O / P dla transferu asynchronicznego, w przeciwnym razie wyjście zegara dla synchronicznego trybu pracy.

Kołek 12:

INT0 - dotyczy przerwania wejścia 0

Kołek 13:

INT1 - dotyczy przerwania wejścia 1

Kołek 14:

T0- Stosuje się do wejścia zegara timera 0

Kołek 15:

T1 - Jest przeznaczony do wejścia zegarowego timera 1

Kołek 16:

WR - Służy do sterowania operacją zapisu z zewnętrznego urządzenia pamięci RAM.

Kołek 17:

RD- Ten pin jest przeznaczony do odczytu do zewnętrznej pamięci RAM

PIN 18-19:

X2 i X1 - służą do obsługi wejścia i wyjścia wewnętrznego oscylatora

KOŁEK 20:

GND - ziemia; Służy to do uziemienia chipa.

PIN 21-28:

Brak tymczasowej pamięci zewnętrznej portu 2, Port 2 będzie działał jako uniwersalna operacja we / wy.

KOŁEK 29:

PSEN: MCU wyzwala się po odczytaniu każdego bajtu z pamięci programu. Kiedy pamięć zewnętrzna jest wykorzystywana do przechowywania programów, wówczas PSEN zostanie skojarzony z operacją sterowania.

KOŁEK 30:

ALE: Będzie to miało ważną funkcję przed odczytem pamięci zewnętrznej, MCU wyśle ​​niższy bajt rejestrów adresowych do Port-P0 i wyzwoli wyjście ALE.

KOŁEK 31:

EA: Sygnał LOW odnosi się do portów-P2 i P3 w celu transportu adresów niezależnie od stanu pamięci.

PIN 32-39: 

Port 0: analogicznie do portu 2, piny portu 0 mogą być wykorzystane jako uniwersalne we / wy. P0 działa jako adres O / P, jeśli pin ALE jest w stanie wysokim.

KOŁEK 40:

VCC: dotyczy zasilania + 5 V DC.

Przerwania mikrokontrolera 8051:

Pięć przerwań jest przewidzianych w 8051. Trzy zestawy automatycznie przez operacje wewnętrzne, a pozostałe dwa są wyzwalane przez sygnał zewnętrzny podłączony do pinów INT0 i INT1.

Przerwania automatyczne to:

1. Flaga timera 0
2. Flaga timera 1
3. Przerwanie portu szeregowego (R1 lub T1)

Nazwa przerwania                                          Adres przerwania

Flaga timera o 0 0 0 B

Flaga timera 1 0 0 1 B

WEWN0 0 0 0 3

INT1 0 0 1 3

Wejście szeregowe R1 / T1                             

Zastosowania mikrokontrolera:

• Mikrokontrolery jest stosowany w telefonach komórkowych, obwodach aparatu.
• Mikrokontrolery są szeroko stosowane w przemyśle samochodowym
• Systemy komputerowe, takie jak sterowanie sygnalizacją świetlną.
• Różne operacje sterowania, takie jak grzejnik, zamrażarka, sterowanie podnośnikiem, mikro piekarnik itp.

Porównanie mikroprocesora i mikrokontrolera:

Więcej artykułów o elektronice i odpowiedzi na pytania związane z elektroniką kliknij tutaj

Soumali Bhattacharya

Cześć, jestem Soumali Bhattacharya. Zrobiłem magisterium z elektroniki.
Obecnie inwestuję w elektronikę i komunikację.
Moje artykuły skupiają się na głównych obszarach podstawowej elektroniki w bardzo prostym, ale pouczającym podejściu.
Jestem żywym uczniem i staram się być na bieżąco ze wszystkimi najnowszymi technologiami w dziedzinie elektroniki.

Połączmy się poprzez LinkedIn –