8051 mikrovezérlő

A 8051 mikrovezérlőt az 1980-as években tervezte az Intel. Alapja a Harvard Architecture volt, és elsősorban a játékba való beépítésre fejlesztették ki Beágyazott rendszerek . Eleinte az NMOS technológiával hozták létre, de mivel az NMOS technológiának több energiára van szüksége a működéséhez, ezért az Intel újratervezte a 8051 mikrokontrollert, CMOS technológiát alkalmazva, és egy új kiadás jött létre, amelynek címe C betű volt, például: . Ezeknek a legmodernebb mikrovezérlőknek az elődökhöz képest kevesebb energiára van szükségük a működéshez.

A 8051 mikrovezérlőben két busz található, az egyik a programhoz, a másik pedig az adatokhoz. Ennek eredményeként két tárolója van mind a program, mind az adatok számára: 64K, 8 méretben. A mikrovezérlő 8 bites akkumulátort és 8 bites feldolgozó egységet tartalmaz. Ez szintén 8 bites B regiszterből áll, mint a főként működő blokkok, és a 8051 mikrokontroller programozásával beágyazott C nyelv a Keil szoftver használatával. Számos további 8 bites és 16 bites regiszterrel is rendelkezik.

A mikrovezérlő belső működéséhez és feldolgozásához a 8051 beépített beépített RAM-mal rendelkezik. Ez az elsődleges memória, és ideiglenes adatok tárolására szolgál. Megjósolhatatlan memória, azaz adatai elveszhetnek, amikor a mikrovezérlő tápellátása kikapcsol.

Számos alkalmazás létezik egy 8051 mikrovezérlővel. Így, 8051 mikrokontroller projektek nagy jelentősége van a mérnöki utolsó évben.

8051 mikrokontroller architektúra:

Az alábbiakban a 8051 mikrovezérlő blokkdiagramját mutatjuk be. Vizsgáljuk meg közelebbről a 8051 mikrokontroller tervezésének jellemzőit:

A 8051 mikrovezérlő blokkdiagramja

CPU (központi processzor):

Mint ismerős lehet, hogy a központi processzor vagy a CPU minden feldolgozó gép elméje. Vizsgálja és irányítja az összes folyamatot, amelyet a mikrovezérlőben végeznek. A felhasználónak nincs hatalma a CPU működésére. Értelmezi a tárhelyen (ROM) kinyomtatott programot, elvégzi mindet, és elvégzi a tervezett feladatot. A CPU kezeli különböző típusú regiszterek a 8051 mikrokontrollerekben .

Megszakítások:

A címsor szerint az Interrupt egy szubrutin hívás, amely beolvassa a mikrovezérlő kulcsfontosságú funkcióját vagy feladatát, és segít abban, hogy valamilyen más programot hajtson végre, ami akkor különösen fontos. A jellemző a 8051 megszakítás rendkívül konstruktív, mivel vészhelyzetben segít. A megszakítások módszert kínálnak az aktuális folyamat elhalasztására vagy késleltetésére, egy rutin alfeladat végrehajtására, majd az egész újrakezdésére.

A 8051 mikrovezérlő úgy szerelhető össze, hogy a megszakításkor egy pillanatra leállítja vagy megszakítja az alapprogramot. Amikor az alprogram rutinfeladata befejeződött, az alapprogram végrehajtása a szokásos módon automatikusan elindul. A 8051 mikrokontrollerben 5 megszakítási táp van, ötből kettő perifériás megszakítás, kettő időzítő megszakítás és egy soros port megszakítás.

Memória:

A mikrovezérlőnek szüksége van egy programra, amely egy parancssor. Ez a program felvilágosítja a mikrokontrollert a pontos feladatok elvégzésére. Ezeknek a programoknak olyan tárhelyre van szükségük, amelyen a mikrovezérlő felhalmozhatja és értelmezheti őket, hogy bármely meghatározott folyamatra reagáljanak. A memóriát, amelyet a mikrovezérlő programjának felhalmozása céljából játszanak, programmemóriának vagy kódmemóriának ismeri fel. A köznyelvben olvasható memória vagy ROM néven is ismert.

A mikrovezérlőnek memóriára is szüksége van az adatok vagy operandusok rövid távú felhalmozásához. A működéshez pillanatnyi adattárolásra használt tárhelyet elismertük adatmemóriaként, ezért véletlenszerű hozzáférésű memóriát vagy RAM-ot alkalmazunk. A 8051 mikrokontroller tartalmaz 4K kódmemóriát vagy programmemóriát, amely 4KB Rom-ot tartalmaz, és 128 bájt adatmemóriát (RAM) is tartalmaz.

Busz:

A busz alapvetően olyan vezetékek csoportja, amelyek kommunikációs csatornaként vagy adatátviteli eszközként működnek. Ezek a buszok 8, 16 vagy több kábelt tartalmaznak. Ennek eredményeként egy busz 8, összesen 16 bitet képes elviselni. Kétféle busz létezik:

“minden logikai kapu igazságtáblával ”

Címbusz: A 8051 mikrokontroller 16 bites címbuszból áll. A játékot a memóriahelyek címzésére hozzák. Arra is szolgál, hogy továbbítsa a címet a központi processzorról a memóriára.
Adatbusz: A 8051 mikrokontroller 8 bites adat buszt tartalmaz. Az adatok kosárba helyezésére szolgál.

Oszcillátor:

Mivel mindannyian megtudjuk, hogy a mikrovezérlő egy digitális áramkörű berendezés, ezért működéséhez időzítőre van szükség. Ehhez a funkcióhoz a 8051 mikrokontroller egy chipen lévő oszcillátorból áll, amely a CPU (központi processzor) időforrásaként dolgozik. Mivel ennek eredményeként az oszcillátor termelékenységi ütései állandóak, megkönnyíti a 8051 mikrokontroller valamennyi darabjának harmonizált alkalmazását. Bemeneti / kimeneti port: Amint ismerjük, hogy a mikrokontrollert beágyazott rendszerekben alkalmazzák az eszközök funkcióinak kezelésére.

Ezért más gépek, kütyük vagy perifériák gyűjtéséhez I / O (bemenet / kimenet) interfész portokra van szükségünk a mikrovezérlőben. Ehhez a funkcióhoz a 8051 mikrovezérlő 4 bemeneti / kimeneti portból áll, amelyek egyesítik más perifériákkal. Időzítők / számlálók: mikrovezérlő A 8051 két 16 bites számlálóval és időzítővel van ellátva . A számlálók 8 bites regiszterekre vannak osztva. Az időzítők az intervallumok mérésére, az impulzus szélességének stb.

8051 mikrokontroller csapdiagramja

A 8051 mikrokontroller tűdiagramjának és tűkonfigurációjának elmagyarázásához egy 40 tűs kettős inline csomagot (DIP) veszünk fontolóra. Tanuljuk át röviden a tűkonfigurációt: -

Tüskék 1 - 8: - 1. a többi porttól eltérően ez a port nem nyújt más célt. Az 1. port egy belföldön felhúzott, kvázi kétirányú bemeneti / kimeneti port.

9. tű: - Amint az már korábban világossá vált, a RESET tűt használjuk a 8051 mikrovezérlő elsődleges értékeinek beállításához, míg a mikrovezérlő működik vagy az alkalmazás korai elején. A RESET csapot két gépi forgatáshoz magasra kell állítani.

10 - 17 csapok: - Ez a port számos egyéb funkciót is ellát, például időzítő bemenet, megszakítások, soros kommunikációs jelzők TxD és RxD, vezérlő jelzők a külső memória interfészéhez WR és RD stb. Ez egy házi meghúzás, majdnem kétirányú port belüli kikötő.

18. és 19. csap: - Ezeket egy külső kristály összekapcsolására használják a rendszer órájának megadására.

20. tű: - Vss címmel - a földi (0 V) asszociációt szimbolizálja.

Csapok - 21-28: - 2. portként elismert (P 2.0 - P 2.7) - a bemeneti / kimeneti portként való szolgálattól eltérõen a rangidõs cím buszjelzõi ezzel a kvázi kétirányú porttal multiplexálódnak.

29. tű: - A Program Store Enable vagy a PSEN a jelek értelmezésére szolgál a program külső memóriájából.

30. tű: - Külső hozzáférés vagy EA bemenet használható a külső memória interfész engedélyezésére vagy tiltására. Ha nincs külső memóriaigény, akkor ezt a csapot a Vcc-hez kapcsolva magasra húzza.

31. tű: - Az Aka Address Latch Enable vagy az ALE játékba kerül, hogy megszüntesse a 0. port címadat-kijelzésének multiplexelését (a külső memória interfészéhez). Két gépi forgatáshoz két ALE lüktetés érhető el.

Csapok 32-39: 0 portként (P0.0 - P0.7) felismerve - a bemeneti / kimeneti portként való szolgálattól eltekintve, az alacsony sorrendű adat- és címbusz-jeleket ezzel a porttal multiplexelik (a külső memória interfészének biztosítása érdekében). Ez a tű egy kétirányú bemeneti / kimeneti port (az egyetlen a 8051 mikrovezérlőben), és külső felhúzási ellenállások szükségesek ahhoz, hogy ezt a portot bemenetként / kimenetként használják.

Tű-40: Vcc-nek nevezik a fő tápegységet. Nagyjából + 5V DC.

A 8051 mikrovezérlő alkalmazásai:

A mikrovezérlő 8051 alkalmazások nagy mennyiségű gépet tartalmaznak, elsősorban azért, mert egyszerű beépíteni egy projektbe vagy gépet szerelni köré. A következők a reflektorfény legfontosabb pontjai:

A 8051 mikrovezérlő alkalmazásai

Energia gazdálkodás: Kompetens mérőeszköz-rendszerek segítik az energiafogyasztás kiszámítását a háztartási és ipari alkalmazásokban. Ezeket a mérőrendszereket a mikrovezérlők integrálásával készítik elő.
Érintőképernyők: A mikrokontroller-beszállítók nagy része integrálja az érintésérzékelési képességeket a terveikbe. A hordozható eszközök, mint például a médialejátszók, játékeszközök és mobiltelefonok, az érintésérzékelő képernyőkkel integrált mikrovezérlő néhány példája.
Gépkocsik: A 8051 mikrovezérlő széles körű elismerést fedez fel az autóipari megoldások kínálatában. Széles körben használják hibrid gépjárművekben a motor variációinak vezérléséhez. Emellett az olyan művek, mint az utazóerő és a fékezésgátló mechanizmus, a mikrovezérlők összevonásával képesebbé tették azt.
Orvosi eszközök: Az olyan praktikus gyógyszerkészítmények, mint a glükóz- és vérnyomásmérők, a mikrokontrollereket hozzák játékba, hogy a mérések megtekinthetők legyenek, és ezáltal nagyobb megbízhatóságot kínálnak a helyes orvosi eredmények biztosításában.
Orvosi eszközök: Az olyan praktikus gyógyszerkészítmények, mint a glükóz- és vérnyomásmérők, a mikrokontrollereket hozzák játékba, hogy a mérések megtekinthetők legyenek, és ezáltal nagyobb megbízhatóságot kínálnak a helyes orvosi eredmények biztosításában.