Intel 8051

Z Wikipedii

Masz nowe wiadomości (różnica z poprzednią wersją).

Intel 8051 - mikrokontroler stworzony przez firmę Intel w 1980 roku, do dziś znajduje szerokie zastosowanie w niemal każdej dziedzinie elektroniki. Istnieje wiele mikrokontrolerów których architektura jest oparta na 8051, zazwyczaj są to układy rozbudowane lub znacznie ulepszone w stosunku do pierwowzoru, ich produkcją zajmują się m.in. Dallas, Philips i Atmel.

Mikrokontrolery rodziny 8051 wykonane są w zmodyfikowanej architekturze harwardzkiej. Należą do grupy mikrokontrolerów CISC.

Oprócz możliwości programowania mikrokontrolera w języku asembler rodziny 8051, istnieje możliwość programowania w językach wysokiego poziomu. Jednym z najpopularniejszych języków programowania mikrokontrolerów jest język C.

Spis treści

1 Specyfikacja mikrokontrolera 8051
2 Rejestry specjalne
- 2.1 Układ rejestrów w pamięci
- 2.2 Ważniejsze rejestry specjalne
3 Zobacz też
4 Linki zewnętrzne

[edytuj] Specyfikacja mikrokontrolera 8051

ośmiobitowa jednostka arytmetyczno-logiczna (ALU)
cztery banki rejestrów roboczych (4 x R0..R7)
4 kB pamięci wewnętrznej ROM (pamięć zewnętrzna ROM do 64 kB)
128 B pamięci wewnętrznej RAM (pamięć zewnętrzna RAM do 64 kB)
zbiór rejestrów specjalnych SFR
układ generatora sygnału taktującego (czyli zegar procesora)
cztery ośmiobitowe równoległe porty P0..P3
jeden port szeregowy (obsługuje zarówno transmisję synchroniczną jak i asynchroniczną)
dwa liczniki/czasomierze działające w jednym z czterech trybów
jednobitowy procesor funkcji logicznych
system przerwań z układem priorytetów

[edytuj] Rejestry specjalne

Obszar pamięci o adresach od 0x80 do 0xFF nazywany jest obszarem rejestrów specjalnych (SFR - Special Function Registers). Rejestry te pozwalają na sterowanie różnymi funkcjami mikrokontrolera. Obszar ten nie jest ciągły (nie wszystkie adresy są zajęte) - umożliwia to ewentualne uzupełnienie obszaru o nowe funkcje.

[edytuj] Układ rejestrów w pamięci

* - adresowane bitowo

Adres	Symbol	Bit 7	Bit 6	Bit 5	Bit 4	Bit 3	Bit 2	Bit 1	Bit 0
0xF0*	B
0xE0*	ACC
0xD0*	PSW	CY	AC	F0	RS1	RS0	OV	-	P
0xC0*	IP	-	-	-	PS	PT1	PX1	PT0	PX0
0xB0*	P3	/RD	/WR	T1	T0	/INT1	/INT0	TxD	RxD
0xA8*	IE	EA	-	-	ES	ET1	EX1	ET0	EX0
0xA0*	P2
0x99	SBUF
0x98*	SCON	SM0	SM1	SM2	REN	TB8	RB8	TI	RI
0x90*	P1
0x8D	TH1
0x8C	TH0
0x8B	TL1
0x8A	TL0
0x89	TMOD	GATE	C/T	M1	MO	GATE	C/T	M1	M0
0x88*	TCON	TF1	TR1	TF0	TR0	IE1	IT1	IE0	IT0
0x87	PCON	SMOD	-	-	-	GF1	GF0	PD	IDL
0x83	DPH
0x82	DPL
0x81	SP
0x80*	P0

[edytuj] Ważniejsze rejestry specjalne

ACC - akumulator, jeden z najczęściej wykorzystywanych rejestrów, gdyż obsługuje większość operacji arytmetycznych, logicznych, skoków warunkowych i wiele innych
B - dodatkowy akumulator, wykorzystywany w trakcie operacji mnożenia (MUL) i dzielenia (DIV)
PSW - rejestr stanu programu (Program Status Word), jest to zbór rożnych flag (wskaźników):
- CY - przeniesienia (Carry), oznaczana również jako C, przekroczenie zakresu w operacjach arytmetycznych NKB
- AC - przeniesienie pomocnicze (Auxiliary Carry), przekroczenie zakresu dla BCD
- F0 - flaga ogólnego zastosowania (Flag 0)
- RS1 - starszy bit numeru banku
- RS0 - młodszy bit numeru banku
- OV - przepełnienie (Overflow), przekroczenie zakresu w U2
- PSW.1 - (1 bit PSW) flaga, którą może zdefiniować użytkownik
- P - parzystość (Parity), flaga stanu akumulatora
Porty P0-P3 - wykorzystywane są do komunikacji ze światem zewnętrznym (wszelkimi urządzeniami peryferyjnymi), niektóre mają jeszcze dodatkowe funkcje
- P0 i P2 - mogą zostać wykorzystanie jako wyprowadzenia szyny systemowej mikrokontrolera
- P1 - portu ogólnego zastosowania
- P3 - port posiada wyspecjalizowane linie (w SRF przedstawiane jako bity)
  - RD - odczyt pamięci danych
  - WR - zapis pamięci danych
  - T0,T1 - wejścia timerów zewnętrznych (zliczanie impulsów trybie pracy timerów jako liczniki)
  - INT0,INT1 - wejścia zewnętrznych przerwań
  - TxD, RxD - wysyłanie (Transmit) i odbieranie (Receive) danych (Data) przy transmisji szeregowej
Sterowanie przerwań
- IE - zezwolenia dla przerwań (Interrupt Enable)
  - EA - ogólne zezwolenie dla przerwań
  - ES - zezwolenie dla przerwań od transmisji szeregowej
  - ET0, ET1 - zezwolenie dla przerwań od timerów
  - EX0, EX1 - zezwolenie dla przerwań zewnętrznych
- IP - priorytety przerwań (Interrupt Priority)
  - PS - priorytet dla przerwań od transmisji szeregowej
  - PT0, PT1 - priorytet dla przerwań od timerów
  - PX0, PX1 - priorytet dla przerwań zewnętrznych
- TCON - tylko młodsze 4 bity
  - IF0, IF1 - flagi przerwań zewnętrznych (zgłoszenie zewnętrznego przerwania)
  - IT0, IT1 - sposób zewnętrznego przerwania (0 - poziom niski, 1 - opadające zbocze)
Sterowanie timerów
- TMOD - młodsze 4 bity odpowiadają timerowi 0, starsze - timerowi 1
  - GATE - bramkowanie, zliczanie impulsów kiedy GATE=0
  - C/T - tryb pracy timera (0 - timer wewnętrzny, 1 - licznik impulsów zewnętrznych)
  - M0, M1 - ustalają trybu pracy licznika

M0	M1	Tryb
0	0	0
0	1	1	licznik 16 bitowy
1	0	2	licznik 8 bitowy
1	1	3

- TCON - starsze 4 bity
  - TF0, TF1 - flaga przepełnienia timera
  - TR0, TR1 - flaga pracy timera (0 - stop, 1 - zliczanie)
DPTR - 16 bitowy wskaźnik adresu danych
- DPH - starszy bajt wskaźnika
- DPL - młodszy bajt wskaźnika
SP - wskaźnik stosu (Stack Pointer)

[edytuj] Zobacz też

[edytuj] Linki zewnętrzne

http://www.atmel.com/products/8051/ - mikrokontrolery rodziny 8051 firmy Atmel
http://www.intel.com/design/mcs51/ - mikrokontrolery rodziny 8051 firmy Intel
http://sdcc.sourceforge.net/ - Small Device C Compiler (SDCC), darmowy kompilator C dla mikrokontrolerów
http://www.keil.com/c51/ - narzędzia programistyczne, w tym kompilator C dla rodziny 8051 firmy Keil

Mikrokontrolery
Intel	Motorola (Freescale Semiconductor)
8-bitowe: MCS-48 \| MCS-51 \| 8xC251 16-bitowe: 80186/80188 \| MCS-96 \| MXS296 32-bitowe: i386EX \| i960	8-bitowe: 68HC05 \| 68HC08 \| 68HC11 16-bitowe: 68HC12 \| 68HC16 \| DSP56k 32-bitowe: MPC500 \| MPC 860 \| MPC 8240/MPC 8250 \| MPC 8540/MPC 8560 \| 683XX
ZiLOG	Atmel
Z8 \| Z86E02	Atmel AT89 \| Atmel AT90 - AVR \| Atmel AT91SAM - ARM \| MARC 4
Microchip Technology	Texas Instruments
PIC	MSP430 \| TMS370
Philips	Renesas Tech. Corp.
LPC2000 \| LPC900 \| LPC700	H8 \| SuperH \| M16C \| M32R