8051 מיקרו-בקר

מיקרו-בקר 8051 תוכנן בשנות השמונים על ידי אינטל. היסוד שלה היה על אדריכלות הרווארד ופותח בעיקר לצורך הכנסת משחק מערכות מוטמעות . בהתחלה, הוא נוצר באמצעות טכנולוגיית NMOS אך מכיוון שטכנולוגיית NMOS זקוקה לעוצמה רבה יותר כדי לתפקד ולכן אינטל התכוונה מחדש למיקרו-בקר 8051 המעסיק טכנולוגיית CMOS ומהדורה חדשה נכנסה עם האות 'C' בשם הכותרת, להמחשה: 80C51 . מיקרו-בקרים מודרניים ביותר אלה זקוקים לכמות פחותה כדי לתפקד בהשוואה למבשריהם.

ישנם שני אוטובוסים ב- 8051 מיקרו-בקר אחד לתוכנית ואחד לנתונים. כתוצאה מכך, יש לו שני חדרי אחסון הן לתוכנה והן לנתונים בגודל 64K בשמונה גדלים. המיקרו-בקר מורכב מצבר 8 סיביות ויחידת עיבוד של 8 סיביות. הוא מורכב גם מרישום B של 8 סיביות כבלוקים מתפקדים בעיקר ותכנות מיקרו-בקר מתבצע בעזרת שפה C מוטמעת באמצעות תוכנת קייל. יש לו גם מספר רושמים אחרים של 8 סיביות ו -16 סיביות.

לתפקוד ועיבוד פנימי של מיקרו-בקר, 8051 מגיע עם זיכרון RAM מובנה משולב. זהו זיכרון ראשוני והוא משמש לאחסון נתונים זמניים. זהו זיכרון בלתי צפוי, כלומר הנתונים שלו יכולים ללכת לאיבוד כאשר אספקת החשמל למיקרו-בקר נכבה.

ישנם יישומים רבים עם מיקרו-בקר 8051. כך, 8051 פרויקטים של מיקרו-בקר יש משמעות רבה בשנה האחרונה בהנדסה.

8051 אדריכלות מיקרו-בקר:

דיאגרמת החסימה של מיקרו-בקר 8051 מוצגת להלן. בואו נסתכל מקרוב על התכונות של עיצוב מיקרו-בקר 8051:

דיאגרמת חסימה של מיקרו-בקר 8051

מעבד (יחידת מעבד מרכזית):

כפי שאתה אולי מכיר כי יחידת המעבד המרכזית או המעבד הם המוח של כל מכונת עיבוד. הוא בודק ומנהל את כל התהליכים המתבצעים במיקרו-בקר. למשתמש אין כוח על תפקוד המעבד. הוא מפרש את התוכנית המודפסת בשטח אחסון (ROM) ומבצע את כולם ועושה את החובה הצפויה. מעבד מצליח סוגים שונים של רושמים במיקרו-בקרים 8051 .

מפריע:

כפי שהוצג הכותרת, Interrupt היא קריאה תת-תכנית הקוראת את פונקציית המפתח של מיקרו-בקר או את העבודה ומסייעת לו לבצע תוכנית אחרת שהיא חשובה במיוחד. ה מאפיין 8051 Interrupt הוא בונה ביותר מכיוון שהוא מסייע במקרי חירום. הפרעות מספקות לנו שיטה לדחות או לעכב את התהליך הנוכחי, לבצע משימה תת שגרתית ואז כל פעם מחדש להפעיל את יישום התוכנית הרגילה.

ניתן להרכיב את מיקרו-בקר 8051 בצורה כזו שהוא מפסיק לרגע או שובר את תוכנית הליבה בהתרחשות ההפרעה. לאחר סיום משימת המשנה, יישום תוכנית הליבה מתחיל באופן אוטומטי כרגיל. יש 8051 אספקת הפרעה במיקרו-בקר 8051, שניים מתוך חמישה הם הפרעות היקפיות, שניים הם הפרעות טיימר ואחד הוא הפרעה ליציאה טורית.

זיכרון:

מיקרו-בקר זקוק לתוכנית שהיא קבוצת פקודות. תוכנית זו מאירה את המיקרו-בקר לבצע משימות מדויקות. תוכניות אלה זקוקות למרחב אחסון עליו ניתן לצבור ולפרש על ידי מיקרו-בקר כדי לפעול לפי כל תהליך ספציפי. הזיכרון שמוכנס לשחק לצבירת התוכנית של המיקרו-בקר מוכר כזיכרון התוכנית או כזכר קוד. בשפה נפוצה, זה ידוע גם בשם זיכרון לקריאה בלבד או ROM.

המיקרו-בקר זקוק גם לזיכרון כדי לצבור נתונים או אופרנדים לטווח הקצר. שטח האחסון אשר משמש לאחסון נתונים לרגע לתפקוד מוכר כזיכרון נתונים ואנו מעסיקים זיכרון גישה אקראית או זיכרון RAM מסיבה עקרונית זו. מיקרו-בקר 8051 מכיל זיכרון קוד או זיכרון תוכנית 4K כך שיש לו 4KB Rom והוא כולל גם זיכרון נתונים (RAM) של 128 בתים.

אוֹטוֹבּוּס:

ביסודו של דבר, אוטובוס הוא קבוצת חוטים המתפקדים כתעלת תקשורת או משמעות עבור העברת הנתונים. אוטובוסים אלה כוללים 8, 16 כבלים ומעלה. כתוצאה מכך, אוטובוס יכול לשאת 8 ביטים, 16 ביט לחלוטין. ישנם שני סוגים של אוטובוסים:

“בקרת לולאה פתוחה וסגורה ”

אוטובוס כתובת: מיקרו-בקר 8051 מורכב מאוטובוס כתובות של 16 סיביות. זה מוכנס לפעולה כדי לטפל בעמדות זיכרון. הוא משמש גם להעברת הכתובת מיחידת העיבוד המרכזית לזיכרון.
אוטובוס נתונים: מיקרו-בקר 8051 כולל אוטובוס נתונים של 8 ביטים. הוא משמש לנתוני עגלה.

מַתנֵד:

מכיוון שכולנו מבינים שמיקרו-בקר הוא ציוד מעגל דיגיטלי, ולכן הוא זקוק לטיימר לתפקודו. עבור פונקציה זו, מיקרו-בקר 8051 מורכב מתנד על שבב העומד כמקור זמן עבור מעבד (יחידת העיבוד המרכזית). מכיוון שחבטות הפרודוקטיביות של המתנד יציבות כתוצאה מכך, זה מאפשר תעסוקה מתואמת של כל חלקי מיקרו-בקר 8051. יציאת כניסה / יציאה: כידוע כי מיקרו-בקר משמש במערכות משובצות לניהול הפונקציות של מכשירים.

לכן כדי לאסוף אותו למכונות, גאדג'טים או ציוד היקפי אחר אנו זקוקים ליציאות ממשק קלט / פלט (קלט / פלט) במיקרו-בקר. לפונקציה זו מיקרו-בקר 8051 מורכב מארבע יציאות קלט / פלט כדי לאחד אותו עם ציוד היקפי אחר. זמן / מונה: מיקרו-בקר 8051 משולב עם שני מונים וטיימרים של 16 סיביות . הדלפקים מופרדים לרשומות של 8 סיביות. הטיימרים משמשים למדידת המרווחים, לברור רוחב הדופק וכו '.

תרשים פין מיקרו-בקר 8051

להסבר על תרשים הסיכה ותצורת הסיכה של המיקרו-בקר 8051, אנו לוקחים בחשבון חבילת 40 פינים כפולה (DIP). עכשיו בואו נלמד דרך תצורת הסיכות בקצרה: -

סיכות 1 - 8: - מוכר כנמל 1. בשונה מנמלים אחרים, נמל זה אינו מספק שום מטרה אחרת. יציאה 1 היא יציאת קלט / פלט כמעט דו כיוונית מקומית.

סיכה 9: - כפי שהובהר בעבר נעשה שימוש בסיכת RESET להגדרת בקר המיקרו 8051 לערכיו העיקריים, ואילו המיקרו בקר פועל או בתחילת היישום המוקדם. יש להגדיר את סיכת RESET מוגבהת לשני סיבובי מכונה.

סיכות 10 - 17: - מוכר כנמל 3. יציאה זו מספקת גם כמה פונקציות אחרות כגון קלט טיימר, הפרעות, מחווני תקשורת סדרתיים TxD & RxD, מחווני בקרה לממשק זיכרון חיצוני WR & RD וכו '. זהו משיכה מקומית של הנמל עם כיווני דו כיווני. נמל בפנים.

סיכות 18 ו -19: - אלה משמשים לממשק גביש חיצוני בכדי לתת שעון מערכת.

סיכה 20: - שכותרתו Vss - זה מסמל שיוך קרקע (0 V).

סיכות- 21-28: - מזוהה כנמל 2 (P 2.0 - P 2.7) - מלבד לשמש יציאת קלט / פלט, מחווני האוטובוסים של ההזמנה הבכירה מרובים עם יציאה כמעט דו כיוונית זו.

סיכה 29: - Program Store Enable או PSEN משמש לפרש סימנים מזיכרון התוכנית החיצוני.

Pin-30: - גישה חיצונית או קלט EA משמשים לאפשר או לאסור ממשק זיכרון חיצוני. אם אין צורך בזיכרון חיצוני, פינ זה נגרר גבוה על ידי קישורו ל- Vcc.

Pin-31: - Aka Address Latch Enable או ALE מובא למשחק כדי להסיר את ריבוי נתוני הכתובת של יציאה 0 (לממשק זיכרון חיצוני). ניתן להשיג שני אגרופי ALE לכל סיבוב במכונה.

סיכות 32-39: מוכר כיציאה 0 (P0.0 עד P0.7) - מלבד המשמש כיציאת קלט / פלט, נתונים מסדר נמוך ואותות אוטובוס כתובות מרובים עם יציאה זו (כדי לספק שימוש בממשק זיכרון חיצוני). סיכה זו היא יציאת קלט / פלט דו כיוונית (היחידה במיקרו-בקר 8051) ונגדי משיכה חיצוניים נחוצים בכדי להשתמש ביציאה זו כקלט / פלט.

Pin-40: המכונה Vcc הוא ספק הכוח הראשי. בגדול, זה + 5 וולט DC.

יישומים של מיקרו-בקר 8051:

יישומי המיקרו-בקר 8051 כוללים כמות גדולה של מכונות, בעיקר משום שהוא פשוט לשילוב בפרויקט או להרכיב מכונה סביבו. להלן נקודות המפתח של אור הזרקורים:

יישומים של מיקרו-בקר 8051

ניהול אנרגיה: מערכות מכשירי מדידה מוכשרות מסייעות בחישוב צריכת האנרגיה ביישומים מקומיים ומתועשים. מערכות מד אלה מוכנות כשירות על ידי שילוב מיקרו-בקרים.
מסך מגע: רמה גבוהה של ספקי מיקרו-בקר משלבים בתוכניהם יכולות חישה למגע. מכשירים ניתנים להובלה כגון נגני מדיה, מכשירי משחק וטלפונים סלולריים הם כמה איורים של מיקרו-בקר המשולב במסכי חישה למגע.
מכוניות: המיקרו-בקר 8051 מגלה הכרה רחבה באספקת פתרונות רכב. הם מנוצלים באופן נרחב בכלי רכב מנועים היברידיים כדי לשלוט על וריאציות המנוע. כמו כן, עבודות כמו כוח שיוט ומנגנון נגד בלמים יצרו אותו בעל יכולת רבה יותר עם מיזוג של מיקרו-בקרים.
מכשירים רפואיים: גאדג'טים רפואיים שימושיים כגון צגי גלוקוז ולחץ דם מביאים לידי ביטוי בקרי מיקרו, כדי להציג את המדידות כתוצאה מכך, ומציעים אמינות גבוהה יותר במתן תוצאות רפואיות נכונות.
מכשירים רפואיים: גאדג'טים רפואיים שימושיים כגון צגי גלוקוז ולחץ דם מביאים לידי ביטוי בקרי מיקרו, כדי להציג את המדידות כתוצאה מכך, ומציעים אמינות גבוהה יותר במתן תוצאות רפואיות נכונות.