8051 Μικροελεγκτής

Ο 8051 μικροελεγκτής σχεδιάστηκε τη δεκαετία του 1980 από την Intel. Η ίδρυσή της ήταν στην Αρχιτεκτονική του Χάρβαρντ και αναπτύχθηκε κυρίως για να παίξει στο παιχνίδι Ενσωματωμένα συστήματα . Αρχικά, δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας την τεχνολογία NMOS, αλλά καθώς η τεχνολογία NMOS χρειάζεται περισσότερη ισχύ για να λειτουργήσει, ως εκ τούτου η Intel επαναπροσδιόρισε τον Microcontroller 8051 που χρησιμοποιεί τεχνολογία CMOS και μια νέα έκδοση δημιουργήθηκε με ένα γράμμα «C» στο όνομα του τίτλου, για απεικόνιση: 80C51 . Αυτοί οι πιο σύγχρονοι μικροελεγκτές χρειάζονται τη λιγότερη ισχύ για να λειτουργήσουν σε σύγκριση με τους προγόνους τους.

Υπάρχουν δύο λεωφορεία στον 8051 Μικροελεγκτή ένα για το πρόγραμμα και ένα άλλο για δεδομένα. Ως αποτέλεσμα, διαθέτει δύο αποθηκευτικούς χώρους για πρόγραμμα και δεδομένα 64K με 8 μεγέθη. Ο μικροελεγκτής περιλαμβάνει συσσωρευτή 8-bit και μονάδα επεξεργασίας 8-bit. Αποτελείται επίσης από 8 bit B register καθώς λειτουργούν κυρίως μπλοκ και γίνεται προγραμματισμός 8051 μικροελεγκτή ενσωματωμένη Γ γλώσσα χρησιμοποιώντας λογισμικό Keil. Έχει επίσης πολλά άλλα μητρώα 8 bit και 16 bit.

Για εσωτερική λειτουργία & επεξεργασία Μικροελεγκτής, το 8051 διαθέτει ενσωματωμένη ενσωματωμένη μνήμη RAM. Αυτή είναι η κύρια μνήμη και χρησιμοποιείται για την αποθήκευση προσωρινών δεδομένων. Είναι μια απρόβλεπτη μνήμη, δηλαδή τα δεδομένα της μπορούν να χαθούν όταν απενεργοποιηθεί η παροχή ρεύματος στον Μικροελεγκτή.

Υπάρχουν πολλές εφαρμογές με μικροελεγκτή 8051. Ετσι, 8051 Έργα μικροελεγκτή έχουν μεγάλη σημασία στον Μηχανικό τον τελευταίο χρόνο.

Αρχιτεκτονική μικροελεγκτή 8051:

Το διάγραμμα μπλοκ μικροελεγκτή 8051 φαίνεται παρακάτω. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στα χαρακτηριστικά του σχεδιασμού μικροελεγκτή 8051:

Διάγραμμα μπλοκ του μικροελεγκτή 8051

CPU (Κεντρική μονάδα επεξεργαστή):

Όπως ίσως γνωρίζετε ότι η Κεντρική Μονάδα επεξεργαστή ή η CPU είναι το μυαλό οποιασδήποτε μηχανής επεξεργασίας. Εξετάζει και διαχειρίζεται όλες τις διαδικασίες που πραγματοποιούνται στον Μικροελεγκτή. Ο χρήστης δεν έχει καμία εξουσία για τη λειτουργία της CPU. Ερμηνεύει το πρόγραμμα που είναι τυπωμένο σε αποθηκευτικό χώρο (ROM) και εκτελεί όλα αυτά και εκτελεί το προβλεπόμενο καθήκον. Η CPU διαχειρίζεται διαφορετικοί τύποι καταχωρητών στους 8051 μικροελεγκτές .

Διακοπές:

Όπως προτείνεται η επικεφαλίδα, το Interrupt είναι μια κλήση υπορουτίνας που διαβάζει τη βασική λειτουργία ή εργασία του Μικροελεγκτή και τη βοηθά να εκτελέσει κάποιο άλλο πρόγραμμα που είναι εξαιρετικά σημαντικό τότε. ο χαρακτηριστικό του 8051 Interrupt είναι εξαιρετικά εποικοδομητικό καθώς βοηθά σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης. Διακοπές μας παρέχουν μια μέθοδο για να αναβάλουμε ή να καθυστερήσουμε την τρέχουσα διαδικασία, να εκτελέσουμε μια εργασία ρουτίνας και στη συνέχεια να ξαναρχίσουμε ξανά την τυπική εφαρμογή προγράμματος.

Ο μικροελεγκτής 8051 μπορεί να συναρμολογηθεί με τέτοιο τρόπο ώστε να σταματήσει στιγμιαία ή να σπάσει το βασικό πρόγραμμα κατά την εμφάνιση της διακοπής. Όταν ολοκληρωθεί η εργασία υπο-ρουτίνας, τότε η εφαρμογή του βασικού προγράμματος ξεκινά αυτόματα όπως συνήθως. Υπάρχουν 5 προμήθειες διακοπής στον μικροελεγκτή 8051, δύο στους πέντε είναι περιφερειακές διακοπές, δύο είναι διακοπές χρονοδιακόπτη και μία είναι διακοπή σειριακής θύρας.

Μνήμη:

Ο μικροελεγκτής χρειάζεται ένα πρόγραμμα που είναι ένα σύνολο εντολών. Αυτό το πρόγραμμα φωτίζει τον Μικροελεγκτή για να εκτελεί ακριβείς εργασίες. Αυτά τα προγράμματα χρειάζονται χώρο αποθήκευσης στον οποίο μπορούν να συσσωρευτούν και να ερμηνευθούν από τον Μικροελεγκτή για να ενεργήσουν σε οποιαδήποτε συγκεκριμένη διαδικασία. Η μνήμη που μπαίνει στο παιχνίδι για να συσσωρεύσει το πρόγραμμα του μικροελεγκτή αναγνωρίζεται ως μνήμη προγράμματος ή μνήμη κώδικα. Στην κοινή γλώσσα, είναι επίσης γνωστή ως μνήμη μόνο για ανάγνωση ή ROM.

Ο μικροελεγκτής χρειάζεται επίσης μνήμη για να συγκεντρώσει δεδομένα ή τελεστές βραχυπρόθεσμα. Ο χώρος αποθήκευσης που χρησιμοποιείται για τη στιγμιαία αποθήκευση δεδομένων για λειτουργία αναγνωρίζεται ως μνήμη δεδομένων και χρησιμοποιούμε μνήμη τυχαίας προσπέλασης ή μνήμη RAM για αυτόν τον βασικό λόγο. Ο μικροελεγκτής 8051 περιέχει μνήμη κώδικα ή μνήμη προγράμματος 4K, έτσι ώστε να έχει 4KB Rom και περιλαμβάνει επίσης μνήμη δεδομένων (RAM) 128 bytes.

Λεωφορείο:

Βασικά Bus είναι μια ομάδα καλωδίων που λειτουργούν ως κανάλι επικοινωνίας ή μέσο για τη μεταφορά δεδομένων. Αυτά τα λεωφορεία περιλαμβάνουν 8, 16 ή περισσότερα καλώδια. Ως αποτέλεσμα, ένα λεωφορείο μπορεί να φέρει συνολικά 8 bit, 16 bit. Υπάρχουν δύο τύποι λεωφορείων:

“παραδείγματα συστήματος ελέγχου κλειστού βρόχου ”

Λεωφορείο διεύθυνσης: Ο μικροελεγκτής 8051 αποτελείται από δίαυλο διευθύνσεων 16-bit. Παίζεται για να αντιμετωπίσει τις θέσεις μνήμης. Χρησιμοποιείται επίσης για τη μετάδοση της διεύθυνσης από την κεντρική μονάδα επεξεργασίας στη μνήμη.
Δίαυλος δεδομένων: Ο μικροελεγκτής 8051 αποτελείται από δίαυλο δεδομένων 8 bit. Χρησιμοποιείται στο καλάθι δεδομένων.

Ταλαντωτής:

Όπως όλοι καταλαβαίνουμε ότι ο Μικροελεγκτής είναι ένα κομμάτι ψηφιακού κυκλώματος εξοπλισμού, επομένως χρειάζεται χρονόμετρο για τη λειτουργία του. Για αυτήν τη λειτουργία, ο Μικροελεγκτής 8051 αποτελείται από έναν ταλαντωτή on-chip που εργάζεται ως πηγή χρόνου για CPU (Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας). Καθώς η παραγωγικότητα του ταλαντωτή είναι σταθερή ως αποτέλεσμα, διευκολύνει την εναρμονισμένη χρήση όλων των τεμαχίων του 8051 μικροελεγκτή Θύρα εισόδου / εξόδου: Όπως γνωρίζουμε ότι ο Μικροελεγκτής χρησιμοποιείται σε ενσωματωμένα συστήματα για τη διαχείριση των λειτουργιών των συσκευών.

Έτσι, για να το συγκεντρώσουμε σε άλλα μηχανήματα, gadget ή περιφερειακά, χρειαζόμαστε θύρες διασύνδεσης εισόδου / εξόδου (Micro / Controller). Για αυτήν τη λειτουργία ο μικροελεγκτής 8051 αποτελείται από 4 θύρες εισόδου / εξόδου για να το ενώσει με άλλα περιφερειακά. Χρονοδιακόπτες / μετρητές: μικροελεγκτής Το 8051 ενσωματώνεται με δύο μετρητές και χρονομετρητές 16 bit . Οι μετρητές χωρίζονται σε καταχωρητές 8-bit. Τα χρονόμετρα χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση των διαστημάτων, για την εύρεση του πλάτους παλμού, κ.λπ.

Διάγραμμα καρφιτσών 8051 μικροελεγκτή

Για την εξήγηση του διαγράμματος ακίδων και της διαμόρφωσης ακίδων του μικροελεγκτή 8051, λαμβάνουμε υπό συζήτηση ένα διπλό ενσωματωμένο πακέτο 40 ακίδων (DIP). Τώρα ας μελετήσουμε εν συντομία τη διαμόρφωση ακίδων:

Καρφίτσες 1 - 8: - αναγνωρίζεται ως θύρα 1. Διαφορετική από άλλες θύρες, αυτή η θύρα δεν παρέχει κανένα άλλο σκοπό. Η θύρα 1 είναι μια εγχώρια τραβηγμένη, σχεδόν αμφίδρομη θύρα εισόδου / εξόδου.

Καρφίτσα 9: - Όπως έγινε σαφές προηγουμένως, ο πείρος RESET χρησιμοποιείται για να ρυθμίσει τον μικροελεγκτή 8051 στις αρχικές του τιμές, ενώ ο μικροελεγκτής λειτουργεί ή στην αρχή της εφαρμογής. Ο πείρος RESET πρέπει να ρυθμιστεί ανυψωμένος για δύο περιστροφές του μηχανήματος.

Καρφίτσες 10 - 17: - αναγνωρίζεται ως θύρα 3. Αυτή η θύρα παρέχει επίσης πολλές άλλες λειτουργίες, όπως είσοδο χρονοδιακόπτη, διακοπές, ενδεικτικές σειριακές επικοινωνίες TxD & RxD, δείκτες ελέγχου για εξωτερική μνήμη διασύνδεση WR & RD, κ.λπ. λιμάνι εντός.

Καρφίτσες 18 και 19: - Αυτά χρησιμοποιούνται για τη διασύνδεση εξωτερικού κρυστάλλου για να δώσουν ρολόι συστήματος.

Καρφίτσα 20: - Με τίτλο Vss - συμβολίζει τη σχέση εδάφους (0 V).

Καρφίτσες 21-28: - αναγνωρίζεται ως θύρα 2 (P 2.0 - P 2.7) - εκτός από τη θύρα εισόδου / εξόδου, οι δείκτες διαύλου διευθύνσεων ανώτερης παραγγελίας πολλαπλασιάζονται με αυτήν την οριζόντια θύρα.

Καρφίτσα- 29: - Το Program Store Enable ή το PSEN χρησιμοποιείται για την ερμηνεία σημείων από τη μνήμη του εξωτερικού προγράμματος.

Pin-30: - Η εξωτερική είσοδος ή η είσοδος EA χρησιμοποιούνται για να επιτρέπουν ή να απαγορεύουν τη διασύνδεση εξωτερικής μνήμης. Εάν δεν υπάρχει ανάγκη εξωτερικής μνήμης, αυτός ο πείρος σύρεται ψηλά συνδέοντάς τον με Vcc.

Καρφίτσα-31: - Το Aka Address Latch Enable ή το ALE μπαίνει στο παιχνίδι για να απο-πολυπλέξει την ένδειξη δεδομένων διεύθυνσης της θύρας 0 (για διασύνδεση εξωτερικής μνήμης). Δύο στροφές ALE είναι διαθέσιμες για κάθε περιστροφή του μηχανήματος.

Καρφίτσες 32-39: αναγνωρίζεται ως θύρα 0 (P0.0 έως P0.7) - εκτός από το ότι χρησιμοποιείται ως θύρα εισόδου / εξόδου, τα σήματα διαύλου χαμηλής τάξης και διαύλου διευθύνσεων πολυπλέκονται με αυτήν τη θύρα (για να παρέχει τη χρήση της διεπαφής εξωτερικής μνήμης). Αυτός ο πείρος είναι μια αμφίδρομη θύρα εισόδου / εξόδου (η μονή στον μικροελεγκτή 8051) και οι εξωτερικές αντιστάσεις έλξης είναι απαραίτητες για τη χρήση αυτής της θύρας ως εισόδου / εξόδου.

Καρφίτσα-40: Ονομαζόμενο Vcc είναι το κύριο τροφοδοτικό. Σε γενικές γραμμές, είναι + 5V DC.

Εφαρμογές του 8051 Μικροελεγκτή:

Οι εφαρμογές μικροελεγκτή 8051 περιλαμβάνουν μεγάλο αριθμό μηχανημάτων, κυρίως επειδή είναι εύκολο να ενσωματωθούν σε ένα έργο ή να συναρμολογηθεί μια μηχανή γύρω από αυτό. Τα ακόλουθα είναι τα βασικά σημεία του προβολέα:

Εφαρμογές 8051 μικροελεγκτή

Διαχείριση ενέργειας: Τα ικανά συστήματα συσκευών μέτρησης βοηθούν στον υπολογισμό της κατανάλωσης ενέργειας σε οικιακές και βιομηχανικές εφαρμογές. Αυτά τα συστήματα μετρητών προετοιμάζονται ικανά ενσωματώνοντας μικροελεγκτές.
Οθόνες αφής: Ένας υψηλός βαθμός προμηθευτών μικροελεγκτών ενσωματώνει ικανότητες ανίχνευσης αφής στα σχέδιά τους. Μεταφερόμενες συσκευές όπως συσκευές αναπαραγωγής πολυμέσων, συσκευές τυχερού παιχνιδιού και κινητά τηλέφωνα είναι μερικές απεικονίσεις μικροελεγκτή ενσωματωμένων σε οθόνες αφής.
Αυτοκίνητα: Ο μικροελεγκτής 8051 ανακαλύπτει ευρεία αναγνώριση στην παροχή λύσεων αυτοκινήτων. Χρησιμοποιούνται εκτενώς σε υβριδικά οχήματα με κινητήρα για τον έλεγχο των παραλλαγών του κινητήρα. Επίσης, έργα όπως το cruise power και ο μηχανισμός κατά της πέδησης το έχουν δημιουργήσει πιο ικανά με τη συγχώνευση μικροελεγκτών.
Ιατρικές συσκευές: Εύχρηστες φαρμακευτικές συσκευές, όπως συσκευές παρακολούθησης της γλυκόζης και της αρτηριακής πίεσης, φέρνουν σε λειτουργία μικροελεγκτές παιχνιδιού, για να προβάλλουν τις μετρήσεις, ως αποτέλεσμα, προσφέροντας μεγαλύτερη αξιοπιστία στην παροχή σωστών ιατρικών αποτελεσμάτων.
Ιατρικές συσκευές: Εύχρηστες φαρμακευτικές συσκευές, όπως συσκευές παρακολούθησης της γλυκόζης και της αρτηριακής πίεσης, φέρνουν σε λειτουργία μικροελεγκτές παιχνιδιού, για να προβάλλουν τις μετρήσεις, ως αποτέλεσμα, προσφέροντας μεγαλύτερη αξιοπιστία στην παροχή σωστών ιατρικών αποτελεσμάτων.