Microcontrolador 8051

O microcontrolador 8051 foi projetado na década de 1980 pela Intel. Sua base foi na arquitetura de Harvard e foi desenvolvida principalmente para colocar em prática Sistemas Embarcados . No início, ele foi criado usando a tecnologia NMOS, mas como a tecnologia NMOS precisa de mais poder para funcionar, a Intel re-intentou o Microcontrolador 8051 empregando a tecnologia CMOS e uma nova edição surgiu com a letra 'C' no nome do título, para ilustração: 80C51 . Esses microcontroladores mais modernos precisam de menos quantidade de energia para funcionar em comparação com seus precursores.

Existem dois barramentos no microcontrolador 8051, um para o programa e outro para os dados. Como resultado, ele tem duas salas de armazenamento para programas e dados de 64 K por 8 tamanhos. O microcontrolador é composto por um acumulador de 8 bits e uma unidade de processamento de 8 bits. Ele também consiste em um registro B de 8 bits como blocos de funcionamento principal e a programação do microcontrolador 8051 é feita com linguagem C incorporada usando o software Keil. Ele também possui vários outros registradores de 8 e 16 bits.

Para funcionamento interno e microcontrolador de processamento, o 8051 vem com RAM embutida integrada. Esta é a memória principal e é utilizada para armazenar dados temporários. É uma memória imprevisível, ou seja, seus dados podem ser perdidos quando a fonte de alimentação do microcontrolador é desligada.

Existem muitas aplicações com um microcontrolador 8051. Então, Projetos de microcontrolador 8051 têm grande significado no último ano de Engenharia.

Arquitetura do microcontrolador 8051:

O diagrama de blocos do microcontrolador 8051 é mostrado abaixo. Vamos dar uma olhada mais de perto nos recursos do design do microcontrolador 8051:

Diagrama de Bloco do Microcontrolador 8051

CPU (Unidade Central do Processador):

Como você deve estar familiarizado, a unidade central de processamento ou CPU é a mente de qualquer máquina de processamento. Ele examina e gerencia todos os processos que são realizados no Microcontrolador. O usuário não tem poder sobre o funcionamento da CPU. Ele interpreta o programa impresso no espaço de armazenamento (ROM) e executa todos eles e cumpre a função projetada. CPU gerencia diferentes tipos de registros nos microcontroladores 8051 .

Interrupções:

Conforme o título apresentado, Interromper é uma chamada de sub-rotina que lê a função-chave ou trabalho do Microcontrolador e o ajuda a executar algum outro programa que é extremamente importante. O característica da interrupção 8051 é extremamente construtivo, pois ajuda em casos de emergência. As interrupções nos fornecem um método para adiar ou atrasar o processo atual, realizar uma tarefa sub-rotina e reiniciar novamente a implementação do programa padrão.

O microcontrolador 8051 pode ser montado de tal maneira que momentaneamente pare ou interrompa o programa principal no momento da interrupção. Quando a tarefa da sub-rotina é concluída, a implementação do programa principal é iniciada automaticamente, como de costume. Existem 5 fontes de interrupção no microcontrolador 8051, duas em cada cinco são interrupções periféricas, duas são interrupções temporizadas e uma é interrupção da porta serial.

Memória:

O microcontrolador precisa de um programa que é um conjunto de comandos. Este programa ilumina o Microcontrolador para realizar tarefas precisas. Esses programas precisam de um espaço de armazenamento no qual possam ser acumulados e interpretados por um microcontrolador para atuar em qualquer processo específico. A memória que é acionada para acumular o programa do microcontrolador é reconhecida como memória de programa ou memória de código. Na linguagem comum, também é conhecido como memória somente leitura ou ROM.

O microcontrolador também precisa de memória para acumular dados ou operandos a curto prazo. O espaço de armazenamento que é empregado para armazenamento momentâneo de dados para funcionamento é conhecido como Memória de Dados e nós empregamos memória de acesso aleatório ou RAM por esta razão principal. O microcontrolador 8051 contém memória de código ou memória de programa de 4K de modo que tem ROM de 4KB e também é composto de memória de dados (RAM) de 128 bytes.

Ônibus:

Fundamentalmente Bus é um grupo de fios que funcionam como um canal de comunicação ou meio para a transferência de dados. Esses barramentos são compostos por 8, 16 ou mais cabos. Como resultado, um barramento pode suportar 8 bits, 16 bits no total. Existem dois tipos de ônibus:

“semicondutor de óxido metálico complementar ”

Endereço de ônibus: O microcontrolador 8051 consiste em um barramento de endereço de 16 bits. É acionado para endereçar posições de memória. Também é utilizado para transmitir o endereço da Unidade Central de Processamento para a Memória.
Barramento de dados: O microcontrolador 8051 é composto por um barramento de dados de 8 bits. É empregado para carregar dados.

Oscilador:

Como todos sabemos que o Microcontrolador é um equipamento com circuito digital, necessita de um temporizador para funcionar. Para esta função, o Microcontrolador 8051 consiste em um oscilador no chip que trabalha como fonte de tempo para CPU (Unidade Central de Processamento). Como as batidas de produtividade do oscilador são constantes como resultado, ele facilita o emprego harmonizado de todas as peças do microcontrolador 8051. Porta de entrada / saída: Como sabemos, esse microcontrolador é empregado em sistemas embarcados para gerenciar as funções dos dispositivos.

Assim, para reuni-lo a outras máquinas, dispositivos ou periféricos, precisamos de portas de interface de E / S (entrada / saída) no Micro-controlador. Para esta função, o Micro-controlador 8051 consiste em 4 portas de entrada / saída para uni-lo a outros periféricos. Temporizadores / Contadores: Micro-controlador 8051 é incorporado com dois contadores e temporizadores de 16 bits . Os contadores são separados em registros de 8 bits. Os temporizadores são utilizados para medir os intervalos, para descobrir a largura do pulso, etc.

Diagrama de pinos do microcontrolador 8051

Para explicar o diagrama de pinos e a configuração de pinos do microcontrolador 8051, estamos considerando um pacote dual inline (DIP) de 40 pinos. Agora vamos estudar resumidamente a configuração dos pinos: -

Pinos 1 - 8: - reconhecida como Porta 1. Diferente de outras portas, esta porta não oferece nenhuma outra finalidade. A porta 1 é uma porta de entrada / saída quase bidirecional instalada internamente.

Pino 9: - Conforme deixado claro anteriormente, o pino RESET é utilizado para definir o microcontrolador 8051 para seus valores primários, enquanto o microcontrolador está funcionando ou no início da aplicação. O pino RESET deve ser definido elevado para duas rotações da máquina.

Pinos 10 - 17: - reconhecida como porta 3. Esta porta também fornece várias outras funções, como entrada de temporizador, interrupções, indicadores de comunicação serial TxD e RxD, indicadores de controle para interface de memória externa WR e RD, etc. Esta é uma porta doméstica com quase bidirecional porta dentro.

Pinos 18 e 19: - Eles são empregados para fazer a interface de um cristal externo para fornecer o relógio do sistema.

Pin 20: - Intitulado como Vss - simboliza a associação de solo (0 V).

Pins- 21-28: - reconhecido como Porta 2 (P 2.0 - P 2.7) - diferente de servir como porta de entrada / saída, os indicadores de barramento de endereço de ordem sênior são multiplexados com esta porta quase bidirecional.

Pin- 29: - Ativar armazenamento de programa ou PSEN é empregado para interpretar os sinais da memória externa do programa.

Pin-30: - Acesso externo ou entrada EA é empregado para permitir ou proibir a interface de memória externa. Se não houver necessidade de memória externa, este pino é arrastado para cima, vinculando-o ao Vcc.

Pin-31: - Aka Address Latch Enable ou ALE é acionada para desmultiplexar a indicação de dados de endereço da porta 0 (para interface de memória externa). Dois throbs ALE podem ser obtidos para cada rotação da máquina.

Pinos 32-39: reconhecido como porta 0 (P0.0 a P0.7) - diferente de servir como porta de entrada / saída, dados de ordem inferior e sinais de barramento de endereço são multiplexados com esta porta (para fornecer o uso de interface de memória externa). Este pino é uma porta de entrada / saída bidirecional (o único no microcontrolador 8051) e resistores pull up externos são necessários para utilizar esta porta como entrada / saída.

Pin-40: denominado como Vcc é a fonte de alimentação principal. Em geral, é + 5V DC.

Aplicações do microcontrolador 8051:

As aplicações do microcontrolador 8051 incluem uma grande quantidade de máquinas, principalmente porque é simples de incorporar em um projeto ou de montar uma máquina em torno dele. A seguir estão os principais pontos de destaque:

Aplicações do microcontrolador 8051

Gerenciamento de energia: Sistemas de dispositivos de medição competentes auxiliam no cálculo do consumo de energia em aplicações domésticas e industrializadas. Esses sistemas de medidores são preparados de forma competente, integrando microcontroladores.
Telas de toque: Um alto nível de fornecedores de microcontroladores integra habilidades de detecção de toque em seus projetos. Dispositivos transportáveis, como reprodutores de mídia, dispositivos de jogos e telefones celulares são algumas ilustrações de microcontroladores integrados a telas sensíveis ao toque.
Automóveis: O microcontrolador 8051 descobre amplo reconhecimento no fornecimento de soluções automotivas. Eles são amplamente utilizados em veículos motorizados híbridos para controlar variações de motor. Além disso, trabalhos como a potência de cruzeiro e o mecanismo anti-freio o tornaram mais capaz com o amálgama de microcontroladores.
Dispositivos médicos: Dispositivos medicinais úteis, como monitores de glicose e pressão arterial, acionam microcontroladores para colocar as medições em exibição, oferecendo maior confiabilidade na obtenção de resultados médicos corretos.
Dispositivos médicos: Dispositivos medicinais úteis, como monitores de glicose e pressão arterial, acionam microcontroladores para colocar as medições em exibição, oferecendo maior confiabilidade na obtenção de resultados médicos corretos.