8051 mikrokontrolleri õpetus ja arhitektuur koos rakendustega

Proovige Meie Instrumenti Probleemide Kõrvaldamiseks





8051 mikrokontroller

8051 mikrokontroller

8051 mikrokontrolleri kujundas 1980ndatel Intel. Selle alus oli Harvardi arhitektuur ja see töötati välja peamiselt selleks, et seda aastal sisse mängida Manustatud süsteemid . Esialgu loodi see NMOS-tehnoloogia abil, kuid kuna NMOS-tehnoloogia vajab toimimiseks rohkem energiat, muutis Inteli CMOS-tehnoloogiat kasutav mikrokontroller 8051 uueks ja pealkirja nimes ilmus uus väljaanne tähega 'C', näiteks: 80C51 . Need kõige kaasaegsemad mikrokontrollerid vajavad toimimiseks vähem energiat kui nende eelkäijad.



8051 mikrokontrolleris on kaks siini, üks programmi jaoks ja teine ​​andmete jaoks. Selle tulemusena on sellel kaks salvestusruumi nii programmi kui ka andmete jaoks 64K 8 suurusega. Mikrokontroller koosneb 8-bitisest akust ja 8-bitisest töötlusseadmest. See koosneb ka 8-bitisest B-registrist, kuna enamjaolt töötavad plokid ja 8051 mikrokontrolleri programmeerimisega manustatud C-keel kasutades Keili tarkvara. Sellel on ka mitu muud 8- ja 16-bitist registrit.


Sisemiseks toimimiseks ja mikrokontrolleri töötlemiseks on 8051 integreeritud sisseehitatud RAM. See on peamine mälu ja seda kasutatakse ajutiste andmete salvestamiseks. See on ettearvamatu mälu, st selle andmed võivad kaduma minna, kui mikrokontrolleri toide välja lülitatakse.



8051 mikrokontrolleriga on palju rakendusi. Niisiis, 8051 mikrokontrolleri projektid on inseneri viimasel aastal suur tähendus.

8051 mikrokontrolleri arhitektuur:

Mikrokontrolleri 8051 plokkskeem on toodud allpool. Vaatame lähemalt mikrokontrolleri 8051 disaini funktsioone:

Mikrokontrolleri 8051 plokkskeem

Mikrokontrolleri 8051 plokkskeem

Protsessor (keskprotsessor):


Nagu võite olla tuttav, et keskseade või protsessor on iga töötleva masina mõte. See kontrollib ja juhib kõiki mikrokontrolleris toimuvaid protsesse. Kasutajal puudub võim protsessori toimimise üle. See tõlgendab salvestusruumi (ROM) prinditud programmi ja täidab kõik need ning täidab kavandatud ülesandeid. CPU haldab erinevat tüüpi registrid 8051 mikrokontrollerites .

Katkestab:

Nagu pealkiri välja pakkus, on katkestus alamprogrammi kõne, mis loeb mikrokontrolleri põhifunktsiooni või ülesannet ja aitab tal täita mõnda muud programmi, mis on siis eriti oluline. The iseloomulik 8051-le Katkesta on äärmiselt konstruktiivne, kuna aitab hädaolukordades. Katkestused pakuvad meile meetodi praeguse protsessi edasilükkamiseks või edasilükkamiseks, alamrutiini ülesande täitmiseks ja seejärel kogu programmi taaskäivitamiseks uuesti.

Mikrokontrolleri 8051 saab kokku panna nii, et see katkestuse ajal peataks või katkestaks põhiprogrammi. Kui alamrutiinne ülesanne on lõpetatud, käivitatakse põhiprogrammi rakendamine automaatselt nagu tavaliselt. 8051 mikrokontrolleris on 5 katkestustarvikut, kaks viiest on perifeersed, kaks taimeri katkestused ja üks jadapordi katkestus.

Mälu:

Mikrokontroller vajab programmi, mis on käskude komplekt. See programm valgustab mikrokontrollerit täpsete ülesannete täitmiseks. Need programmid vajavad salvestusruumi, kuhu mikrokontroller neid saaks koguda ja tõlgendada, et toimida mis tahes konkreetse protsessi jaoks. Mikrokontrolleri programmi kogumiseks mängu antud mälu on programmimälu või koodimälu. Üldkeeles on see tuntud ka kui kirjutuskaitstud mälu või ROM.

Mikrokontroller vajab ka andmete või operandide lühiajaliseks kogumiseks mälu. Andmete ajutiseks salvestamiseks kasutatav salvestusruum tunnistatakse andmemäluks ja sellel põhimõttel kasutame me muutmälu või muutmälu. Mikrokontroller 8051 sisaldab koodimälu või programmimälu 4K, nii et sellel on 4KB Rom ja see sisaldab ka 128-baidist andmemälu (RAM).

Buss:

Põhimõtteliselt on siiniin juhtmete rühm, mis toimib andmete edastamise kanalina või kanalina. Need bussid sisaldavad 8, 16 või enam kaablit. Selle tulemusena suudab buss kanda 8 bitti, kokku 16 bitti. On kahte tüüpi busse:

  1. Aadressibuss: Mikrokontroller 8051 koosneb 16-bitisest aadressibussist. See tuuakse mängu mälupositsioonide käsitlemiseks. Seda kasutatakse ka aadressi edastamiseks keskseadmest mällu.
  2. Andmebuss: Mikrokontroller 8051 sisaldab 8-bitist andmesiini. Seda kasutatakse andmete ostmiseks.

Ostsillaator:

Kuna me kõik teame, et mikrokontroller on digitaalse vooluringi seade, vajab ta selle toimimiseks taimerit. Selle funktsiooni jaoks koosneb mikrokontroller 8051 kiibil olevast ostsillaatorist, mis töötab keskseadme (CPU) ajaallikana. Kuna selle tulemusena on ostsillaatori tootlikkus stabiilne, hõlbustab see kõigi mikrokontrolleri 8051 osade ühtlustatud kasutamist. Sisend- / väljundport: Kuna oleme tuttavad, et mikrokontrollerit kasutatakse sisseehitatud süsteemides seadmete funktsioonide haldamiseks.

Nii et selle kogumiseks teistesse masinatesse, vidinatesse või lisaseadmetesse vajame mikrokontrolleri I / O (sisend / väljund) liideseporde. Selle funktsiooni jaoks koosneb mikrokontroller 8051 neljast sisend- / väljundportist, et ühendada see teiste välisseadmetega. Taimerid / loendurid: mikrokontroller 8051 on ühendatud kahe 16-bitise loenduri ja taimeriga . Loendurid on eraldatud 8-bitisteks registriteks. Taimereid kasutatakse intervallide mõõtmiseks, impulsi laiuse väljaselgitamiseks jne.

8051 mikrokontrolleri tihvtide skeem

8051 mikrokontrolleri tihvtide skeem

8051 mikrokontrolleri tihvtide skeem

Mikrokontrolleri 8051 tihvtdiagrammi ja tihvtide konfiguratsiooni selgitamiseks võtame arutlusele 40 kontaktiga topelt-inline paketi (DIP). Uurime nüüd tihvtide konfiguratsiooni lühidalt: -

Tihvtid 1 - 8: - tunnustatud sadamana 1. Erinevalt teistest sadamatest ei paku see muud eesmärki. Port 1 on siseriiklikult üles tõmmatud, peaaegu kahesuunaline sisend- ja väljundport.

Pin 9: - Nagu eelnevalt selgitatud, kasutatakse RESET-nööpnõela mikrokontrolleri 8051 põhiväärtuste seadmiseks, samal ajal kui mikrokontroller töötab või rakenduse varases alguses. RESET-tihvt peab olema seadistatud kaheks masina pööramiseks.

Tihvtid 10 - 17: - tunnustatud kui port 3. See port pakub ka mitmeid muid funktsioone, nagu taimerisisestus, katkestused, jadakommunikatsiooni indikaatorid TxD & RxD, välismälu WR & RD-i juhtimisindikaatorid jne. See on kodune tõmba kvaasi kahesuunaline port sadamas.

Tihvtid 18 ja 19: - Neid kasutatakse välise kristalli ühendamiseks süsteemi kella andmiseks.

Tihvt 20: - Pealkirjaga Vss - see sümboliseerib maa (0 V) seost.

Tihvtid - 21–28: - tunnustatud pordina 2 (P 2.0 - P 2.7) - peale selle, et see toimiks sisendi / väljundi pordina, multipleksitakse kõrgema järgu aadressi siininäidikud selle peaaegu kahesuunalise porti.

Tihvt 29: - Program Store Store Enable või PSEN kasutatakse märkide tõlgendamiseks välisest programmimälust.

Pin-30: - Välise juurdepääsu või EA sisendit kasutatakse välismälu liidestamise lubamiseks või keelamiseks. Kui välismälu pole vaja, lohistatakse see tihvt kõrgele, linkides selle Vcc-ga.

Pin-31: - Aka aadressi riivi lubamine või ALE tuuakse mängu pordi 0 aadressiandmete näitamise multipleksimiseks (välismälu liidestamiseks). Igal masina pöörlemisel on saadaval kaks ALE-pulssi.

Tihvtid 32–39: tunnustatud pordina 0 (P0.0 kuni P0.7) - peale sisendi / väljundi pordi toimimise, multipleksitakse selle pordiga madala järjekorra andme- ja aadressisiinisignaalid (välise mäluliidese kasutamiseks). See tihvt on kahesuunaline sisend- / väljundport (üks mikrokontrolleris 8051) ja välised tõmbetakistid on vajalikud selle pordi kasutamiseks sisendina / väljundina.

Pin-40: nimetatakse Vcc on peamine toiteallikas. Üldiselt on see + 5 V alalisvool.

8051 mikrokontrolleri rakendused:

Mikrokontrolleri 8051 rakendused sisaldavad suures koguses masinaid, peamiselt seetõttu, et seda on lihtne projekti kaasata või selle ümber masinat kokku panna. Tähelepanu keskpunktis on järgmised:

8051 mikrokontrolleri rakendused

8051 mikrokontrolleri rakendused

  1. Energiajuhtimine: Pädevad mõõteseadmete süsteemid aitavad energiatarbimise arvutamisel kodustes ja tööstusettevõtetes. Need arvesti süsteemid valmistatakse ette mikrokontrollerite integreerimise abil.
  2. Puutetundlikud ekraanid: Suured mikrokontrollerite tarnijad integreerivad oma disaini puutetundlikkuse võimeid. Transporditavad seadmed, nagu meediumipleierid, mänguseadmed ja mobiiltelefonid, on mõned näited puutetundlike ekraanidega integreeritud mikrokontrollerist.
  3. Autod: Mikrokontroller 8051 avastab autolahenduste pakkumisel laialdast tunnustust. Neid kasutatakse laialdaselt hübriidmootorsõidukites mootori variatsioonide juhtimiseks. Samuti on sellised teosed nagu püsikiirus ja pidurdusvastane mehhanism loonud selle mikrokontrollerite ühendamisel võimekamaks.
  4. Meditsiiniseadmed: Käepärased meditsiinilised vidinad, nagu glükoosi- ja vererõhumõõturid, toovad mängu mikrokontrollerid, et mõõtmistulemused nähtavaks muuta, pakkudes seeläbi suuremat usaldusväärsust õigete meditsiiniliste tulemuste andmisel.
  5. Meditsiiniseadmed: Käepärased meditsiinilised vidinad, nagu glükoosi- ja vererõhumõõturid, toovad mängu mikrokontrollerid, et mõõtmistulemused nähtavaks muuta, pakkudes seeläbi suuremat usaldusväärsust õigete meditsiiniliste tulemuste andmisel.

Foto autorid: