میکروکنترلر 8051 با هسته 8 بیتی

میکروکنترلر 8051 یک مدار مجتمع (IC) قابل برنامه‌ریزی است که از یک پردازنده کوچک، RAM و پین‌های ورودی / خروجی تشکیل شده است. واحدهای میکروکنترلر (MCU) به طور گسترده‌ای در بسیاری از دستگاه‌ها استفاده می‌شود.

CPU: پردازش را انجام می‌دهد و به عنوان ذهن میکروکنترلر در نظر گرفته می‌شود. با دادن دستورالعمل‌هایی به MCU، می‌توان با پین‌های ورودی / خروجی ارتباط برقرار کرد و آنها را بر اساس نیاز کنترل کرد.

حافظه: این دستورالعمل‌ها و داده‌های مورد نیاز میکروکنترلر را ذخیره می‌کند.

گذرگاه: به عنوان یک رسانه ارتباطی بین اجزای انتقال داده عمل می‌کند.

میکروکنترلر 8051:

پس از طراحی اولین میکروکنترلر 8051 توسط اینتل در سال 1980، چندین نمونه قدرتمند با افزودن ADC ها، Op Amps و موارد دیگر ساخته شد. همراه با این، میکروکنترلر 8051 دارای یک گذرگاه آدرس 16 بیتی برای انتقال داده همراه با یک گذرگاه داده 8 بیتی برای حمل داده برای برنامه‌های خاص بود.

میکروکنترلر فعلی از خانواده میکروکنترلرهای 8 بیتی است و دارای 128Kb RAM ، 4Kb ROM ، 4 پورت، 2 تایمر و 1 پورت سریال است که همه در یک تراشه قرار دارند. این تراشه‌ها به راحتی با استفاده از زبان اسمبلی قابل برنامه‌ریزی هستند.

کاربرد:

8051 MCU به طور گسترده‌ای در سیستم‌های جاسازی شده، هوانوردی، فناوری فضایی، سیستم‌های مدیریت حمل و نقل، رباتیک، ارتباطات، خودرو و در زمینه‌های مختلف استفاده می‌شود.

این IC ها می‌توانند در انواع برنامه‌های جاسازی شده برای پروژه‌های مختلف شامل الکترونیک و رباتیک استفاده شوند. برخی از این موارد عبارتند از:

صفحه نمایش LCD
زنگ خطر سرقت سوخت
شاخص سطح آب
دستگاه چند منظوره مبتنی بر RF
سرعت‌سنج مبتنی بر میکروکنترلر
پخش‌کننده حلقه Tone مبتنی بر میکروکنترلر
دماسنج مبتنی بر میکروکنترلر

Pinout ها و توابع میکروکنترلر 8051:

8051 دارای بسته دو خطی (DIP) است و شامل 40 پایه یعنی 20 پایه در هر دو طرف MCU است (همانطور که در عکس زیر نشان داده شده است). همه این 40 پین برای اهداف مختلف و عملکردهای ورودی و خروجی مانند خواندن-نوشتن آنالوگ / دیجیتال، وقفه‌ها و ارتباطات سریال مشخص شده‌اند.

پین 1-8: از این پین‌ها به پین 1 یاد می‌شود و برای اجرای عملیات I / O ساده استفاده می‌شود. این پین‌ها را می‌توان با تغییر حالت منطقی خود به 0 یا 1 پیکربندی کرد.

پایه 9: این به عنوان پین RESET برای تنظیم مجدد میکروکنترلر شناخته می‌شود. برای خاتمه فعالیت میکروکنترلر، می‌توان از این پین استفاده کرد.

پایه 10-17: به این پایه‌ها 3 پایه گفته می‌شود. مشابه پین‌های پورت 1، پین‌های 3 پورت به عنوان درگاه ورودی-خروجی جهانی همراه با اجرای چند عملکرد دیگر به شرح زیر استفاده می‌شوند:

P3.0 (RXD): این یک پین سریال برای دریافت داده است. این برای برقراری ارتباط سریال برای دریافت داده‌ها از طریق سیگنال ورودی استفاده می‌شود.

P3.1 (TXD): این نیز یک پین سریال است. برای انتقال داده از طریق سیگنال خروجی از طریق پورت سریال استفاده می‌شود.

P3.2 و P3.3: این پین‌ها برای وقفه‌های سخت‌افزاری خارجی استفاده می‌شوند.

P3.4 و P3.5 (T0 و T1): این پین‌های تایمر هستند که می‌توانند با یک شمارنده 16 بیتی متصل شوند.

P3.6: این یک پین نوشتن حافظه برای نوشتن داده در حافظه خارجی است.

P3.7: این یک پین خواندن حافظه خارجی برای خواندن داده‌ها از حافظه خارجی است.

پایه 18 و 19: این پایه‌ها برای اسیلاتورهای خارجی هستند و می‌توانند به اسیلاتورهای کوارتز متصل شوند تا فرکانس ساعت خارجی را تأمین کنند.

پایه 20: این پایه پایه (GND) برای اتصال سیم GND (منفی) سنسورها و ماژول‌های مورد استفاده با میکروکنترلر است.

پایه 21 تا 28: به این پایه‌ها 2 پایه گفته می‌شود. آنها دو طرفه هستند و برای رابط حافظه خارجی با میکروکنترلر استفاده می‌شوند.

Pin29: این پین با نام Program Store Enable (PSEN) شناخته می‌شود. برای خواندن حافظه خارجی استفاده می‌شود.

پین 30: این پین به آدرس Latch Enable (ALE) معروف است. این برای تشخیص آدرس چندین حافظه استفاده می‌شود.

پایه 31: این پایه به عنوان ورودی خارجی (دسترسی خارجی) شناخته می‌شود. برای فعال کردن و غیرفعال کردن رابط حافظه خارجی استفاده می‌شود.

پایه 32 - پایه 39: اینها پین 0 پین هستند. آنها همچنین دو طرفه هستند و به عنوان درگاه ورودی / خروجی استفاده می‌شوند.

پین 40 (VCC): این پین برای تأمین برق مدارهای با 5 ولت است.

معماری 8051:

8051 پردازش داده‌های 8 بیتی است و یک میکروکنترلر 8 بیتی است. این نمودار بلوکی است که معماری میکروکنترلر را نشان می‌دهد. بر اساس آن، 8051 از CPU ، RAM ، Flash Memory (EEPROM) و I / O تشکیل شده است.

وسایل جانبی آنها با استفاده از گذرگاه داده داخلی که یک گذرگاه داده 8 بیتی است ارتباط برقرار می‌کنند.

ویژگی‌های میکروکنترلر 8051:

CPU هشت بیتی با دو رجیستر A (ACC یا باتری) و B
رام داخلی فلش 8 کیلوبایت
32 ورودی / خروجی
حافظه داخلی 256 بایت
اشاره‌گر Stack هشت بیتی
شمارنده برنامه و نشانگر داده 16 بیتی (DPTR)
دو تایمر 16 بیتی T0 و T1
دو وقفه خارجی و سه وقفه داخلی
اسیلاتور و مدار ساعت
فرستنده گیرنده اطلاعات سریال

8051 series Microcontroller IC 8-Bit 50MHz 32KB (32K x 8) FLASH 48-QFN (7x7)