8051 Mikrocontroller-Lernprogramm und Architektur mit Anwendungen

8051 Mikrocontroller

Der 8051 Mikrocontroller wurde in den 1980er Jahren entwickeltvon Intel. Die Gründung erfolgte auf Harvard Architecture und wurde hauptsächlich für die Einführung in Embedded Systems entwickelt. Zunächst wurde es mit Hilfe der NMOS-Technologie erstellt. Da die NMOS-Technologie jedoch mehr Leistung benötigt, um zu funktionieren, hat der neu entwickelte Intel Microcontroller 8051 mit CMOS-Technologie eine neue Edition mit dem Buchstaben 'C' im Titel erstellt. 80C51. Die meisten modernen Mikrocontroller benötigen im Vergleich zu ihren Vorläufern weniger Leistung.

Es gibt zwei Busse im 8051 Microcontrollerfür Programm und Sonstiges für Daten. Daher verfügt es über zwei Speicherräume für Programm und Daten mit einer Größe von 64 x 8. Der Mikrocontroller umfasst einen 8-Bit-Akkumulator und eine 8-Bit-Verarbeitungseinheit. Es besteht auch aus 8-Bit-B-Register als hauptsächlich funktionierende Blöcke. Die Programmierung des 8051-Mikrocontrollers erfolgt mit eingebetteter C-Sprache unter Verwendung der Keil-Software. Es hat auch eine Reihe anderer 8-Bit- und 16-Bit-Register.

Für die interne Funktionsweise und VerarbeitungDer Mikrocontroller 8051 verfügt über ein integriertes RAM. Dies ist ein Hauptspeicher und wird zum Speichern temporärer Daten verwendet. Es ist ein unvorhersehbarer Speicher, d. H. Seine Daten können verloren gehen, wenn die Stromversorgung des Mikrocontrollers ausgeschaltet wird.

Es gibt viele Anwendungen mit dem 8051-Mikrocontroller. So, 8051 Mikrocontroller-Projekte haben große Bedeutung im letzten Jahr des Maschinenbaus.

8051 Mikrocontroller-Architektur:

Das Blockdiagramm des Mikrocontrollers 8051 ist unten gezeigt. Schauen wir uns die Funktionen des 8051-Mikrocontroller-Designs genauer an:

Blockdiagramm des 8051 Mikrocontrollers

CPU (zentrale Prozessoreinheit):

Da kennen Sie vielleicht den ZentralprozessorEinheit oder CPU ist der Verstand einer Verarbeitungsmaschine. Es prüft und verwaltet alle Prozesse, die im Mikrocontroller ausgeführt werden. Der Benutzer hat keine Macht über die Funktionsweise der CPU. Es interpretiert ein Programm, das in einem Speicherbereich (ROM) gedruckt ist, und führt alle von ihnen aus und erledigt die geplanten Aufgaben. Die CPU verwaltet verschiedene Arten von Registern im 8051-Mikrocontroller.

Unterbricht:

Wie die Überschrift anführt, ist Interrupt aUnterprogrammaufruf, der die Schlüsselfunktion oder den Job des Mikrocontrollers liest und ihm hilft, ein anderes Programm auszuführen, das zu diesem Zeitpunkt besonders wichtig ist. Das Merkmal von 8051 Interrupt ist äußerst konstruktiv, da es in Notfällen hilfreich ist. Interrupts bietet uns eine Methode, um den aktuellen Prozess zu verschieben oder zu verzögern, eine Subroutinenaufgabe auszuführen und die Standardprogrammimplementierung erneut zu starten.

Der Mikrocontroller 8051 kann montiert werdenso, dass das Kernprogramm beim Auftreten eines Interrupts vorübergehend angehalten oder unterbrochen wird. Wenn die Unterprogrammaufgabe abgeschlossen ist, wird die Implementierung des Kernprogramms wie üblich automatisch gestartet. Es gibt 5 Interruptversorgungen im 8051 Microcontroller, zwei von fünf sind periphere Interrupts, zwei sind Timer-Interrupts und einer ist ein Interrupt für serielle Anschlüsse.

Erinnerung:

Der Mikrocontroller benötigt ein Programm, das ein Set istvon Befehlen. Mit diesem Programm wird der Mikrocontroller für präzise Aufgaben ausgeleuchtet. Diese Programme benötigen einen Speicherplatz, auf dem sie vom Mikrocontroller angesammelt und interpretiert werden können, um auf einen bestimmten Prozess zu reagieren. Der Speicher, der zum Sammeln des Programms des Mikrocontrollers ins Spiel gebracht wird, wird als Programmspeicher oder Codespeicher erkannt. In allgemeiner Sprache wird es auch als Nur-Lese-Speicher oder ROM bezeichnet.

Der Mikrocontroller benötigt auch einen Speicher, um Daten zu sammelnoder Operanden für die kurze Zeit. Der Speicherplatz, der zum zeitweiligen Speichern von Daten für das Funktionieren verwendet wird, wird als Datenspeicher erkannt, und aus diesem Grund verwenden wir Direktzugriffsspeicher oder RAM. Der Mikrocontroller 8051 enthält einen Codespeicher oder einen Programmspeicher 4K, so dass er 4 KB Rom hat und außerdem einen Datenspeicher (RAM) von 128 Bytes aufweist.

Bus:

Grundsätzlich ist Bus eine Gruppe von Drähten welchefungiert als Kommunikationskanal oder Mittelwert für die Datenübertragung. Diese Busse umfassen 8, 16 oder mehr Kabel. Infolgedessen kann ein Bus 8 Bits und 16 Bits insgesamt tragen. Es gibt zwei Arten von Bussen:

  1. Adressbus: Der Mikrocontroller 8051 besteht aus einem 16-Bit-Adressbus. Es wird ins Spiel gebracht, um Speicherpositionen zu adressieren. Es wird auch verwendet, um die Adresse von der Zentraleinheit zum Speicher zu übertragen.
  2. Datenbus: Der Mikrocontroller 8051 umfasst einen 8-Bit-Datenbus. Es wird verwendet, um Daten zu karren.

Oszillator:

Wie wir alle feststellen, ist der Mikrocontroller eindigitales Schaltungsgerät, daher benötigt es einen Timer für seine Funktion. Für diese Funktion besteht der Mikrocontroller 8051 aus einem On-Chip-Oszillator, der als Zeitquelle für die CPU (Central Processing Unit) dient. Da die Produktivitätsschwankungen des Oszillators gleichbleibend sind, erleichtert dies die harmonisierte Verwendung aller 8051-Mikrocontroller. Input / Output Port: Wie wir wissen, wird der Mikrocontroller in eingebetteten Systemen zur Verwaltung der Funktionen von Geräten eingesetzt.

Also, um es zu anderen Maschinen, Gadgets oder zu sammelnPeripheriegeräte Wir benötigen E / A- (Eingabe / Ausgabe) Schnittstellen in einem Micro-Controller. Für diese Funktion besteht der Mikrocontroller 8051 aus 4 Eingangs- / Ausgangsports, um ihn mit anderen Peripheriegeräten zu verbinden. Timer / Zähler: Der Mikrocontroller 8051 ist mit zwei 16-Bit-Zählern und -Timern ausgestattet. Die Zähler sind in 8-Bit-Register unterteilt. Die Timer werden zum Messen der Intervalle, zum Ermitteln der Impulsbreite usw. verwendet.

8051 Mikrocontroller-Pin-Diagramm

8051 Mikrocontroller-Pin-Diagramm

Zur Erläuterung des Pin-Diagramms und der Pin-Konfiguration des Mikrocontrollers 8051 wird ein 40-Pin-Dual-Inline-Package (DIP) in Betracht gezogen. Lassen Sie uns nun kurz die Pin-Konfiguration durchgehen: -

Pins 1 - 8: - Als Port 1 erkannt. Im Gegensatz zu anderen Ports bietet dieser Port keinen anderen Zweck. Port 1 ist ein im Inland hochgezogener, quasi bidirektionaler Input / Output-Port.

Pin 9: - Wie zuvor deutlich gemacht wurde, wird der RESET-Pin verwendetStellen Sie den Mikrocontroller 8051 auf seine Primärwerte ein, während der Mikrocontroller funktioniert oder zu Beginn der Anwendung beginnt. Der RESET-Pin muss für zwei Maschinendrehungen angehoben werden.

Pins 10 - 17: - als Port 3 erkannt. Dieser Port bietet auch eine Reihe weiterer Funktionen, wie z. B. Timereingänge, Interrupts, serielle Kommunikationsanzeigen TxD & RxD, Kontrollanzeigen für die externe Speicherschnittstelle WR & RD usw. Dies ist ein inländischer Pullup-Port mit quasi bidirektionalem Port.

Pins 18 und 19: - Diese werden verwendet, um einen äußeren Kristall mit dem Systemtakt zu verbinden.

Pin 20: - Als Vss betitelt - es symbolisiert die Masseverbindung (0 V).

Pins 21-28: - Als Port 2 (P 2.0 - P 2.7) erkannt - mit Ausnahme des Eingangs- / Ausgangs-Ports werden Adreßbusanzeiger mit älterem Auftrag mit diesem quasi-bidirektionalen Port gemultiplext.

Pin-29: - Program Store Enable oder PSEN wird verwendet, um Vorzeichen aus dem äußeren Programmspeicher zu interpretieren.

Pin-30: - Ein externer Zugriff oder ein EA-Eingang wird verwendet, um das Anschließen eines äußeren Speichers zuzulassen oder zu verbieten. Wenn kein äußerer Speicherbedarf besteht, wird dieser Pin durch Verknüpfen mit Vcc nach oben gezogen.

Pin-31: - Aka Address Latch Enable oder ALE wird ins Spiel gebracht, um die Adressdatenanzeige von Port 0 (für äußere Speicherschnittstellen) zu demultiplexen. Für jede Maschinendrehung sind zwei ALE-Takte erhältlich.

Pins 32-39: als Port 0 (P0.0 bis P0) erkannt.7) - Mit Ausnahme der als Eingangs- / Ausgangsport dienenden Signale werden niederwertige Daten- und Adressbussignale mit diesem Port gemultiplext (um die Verwendung einer äußeren Speicherschnittstelle zu ermöglichen). Dieser Pin ist ein bidirektionaler Eingangs- / Ausgangsport (der einzige im Mikrocontroller 8051) und äußere Pull-Up-Widerstände sind erforderlich, um diesen Port als Ein- / Ausgang zu verwenden.

Pin-40: als Vcc bezeichnet ist die Hauptstromversorgung. Im großen und ganzen ist es + 5V DC.

Anwendungen des 8051 Mikrocontrollers:

Der Mikrocontroller 8051 umfasst Anwendungeneine große Anzahl von Maschinen, vor allem weil es einfach ist, sie in ein Projekt einzubauen oder um eine Maschine herumzubauen Im Folgenden sind die wichtigsten Punkte des Scheinwerfers:

Anwendungen des 8051 Mikrocontrollers
  1. Energiemanagement: Kompetente Messgerätesysteme helfen bei der Berechnung des Energieverbrauchs in häuslichen und industriellen Anwendungen. Diese Zählersysteme werden durch die Integration von Mikrocontrollern kompetent vorbereitet.
  2. Touchscreen: Ein hohes Maß an Mikrocontroller-Lieferantenberührungsempfindliche Fähigkeiten in ihre Designs integrieren. Transportable Geräte wie Mediaplayer, Spielgeräte und Mobiltelefone sind einige Beispiele für Mikrocontroller, die mit berührungsempfindlichen Bildschirmen integriert sind.
  3. Automobile: Der Mikrocontroller 8051 entdeckt die BreiteAnerkennung bei der Lieferung von Automobillösungen. Sie werden in Hybridfahrzeugen umfassend eingesetzt, um Motorvariationen zu steuern. Darüber hinaus haben Arbeiten wie Cruise Power und Anti-Brake-Mechanismus mit der Verschmelzung von Mikrocontrollern eine bessere Leistungsfähigkeit geschaffen.
  4. Medizinische Geräte: Praktische medizinische Geräte wie Glukose und BlutDruckmonitore bringen Mikrocontroller ins Spiel, um die Messwerte anzuzeigen und bieten dadurch eine höhere Zuverlässigkeit bei der Bereitstellung korrekter medizinischer Ergebnisse.
  5. Medizinische Geräte: Praktische medizinische Geräte wie Glukose und BlutDruckmonitore bringen Mikrocontroller ins Spiel, um die Messwerte anzuzeigen und bieten dadurch eine höhere Zuverlässigkeit bei der Bereitstellung korrekter medizinischer Ergebnisse.

Bildnachweis:

  • 8051 Mikrocontroller von blogspot
  • Blockschaltbild des 8051 Mikrocontrollers von anitadhikary
  • 8051 Mikrocontroller-Pin-Diagramm von engineersgarag
  • Anwendungen des 8051 Mikrocontrollers von Eet

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