معماری خانواده 8051
معماری خانواده 8051
8051 يک ميکرو کنترلر 8 بيتی با مصرف کم و قابليت زياد است. تعداد زيادی از اعضای ديگر خانواده 8051 داری معماری مشابهی هستند ، هر يک از اعضا با اعضای ديگر سازگار می باشند. قابليت های ميکرو کنترلر 8051 استاندارد به شرح زير ميباشد:
4-کيلو بايت حافظه برنامه
256-بايت حافظه داده RAM
32-خط I/O قابل برنامه ريزی
-دو عدد تايمر / شمارنده 16 بيتی
6 -منبع وقفه
-درگاه UART
-قابليت اتصال به حافظه بيرونی
-بسته بندی 40 پايه استاندارد
آی سی AT89c51 يکی از اعضای خانواده می باشد. اين آی سی دارای 4 کيلو بايت حافظه فلش قابل برنامه ريزی می باشدکه با استفاده از دستگاه برنامه ريزی کننده مناسب می توان اين حافظه را پاک کرده و مجددا برنامه ريزی کرد....
AT89C51 دارای 256 بايت RAM و 32 خط I/O قابل برنامه ريزی است.
معرفی پایه های 8051:
پورت 0:
پورت 0 در پایه های 32 تا 39 میکروکنترلر برای دو منظور استفاده می شود . در طرح های کوچک که به حافظه خارجی نیاز نداریم این پایه ها برای عملیات ورودی خروجی بکار برده می شود . برای طرح های بزرگتر این پورت به عنوان آدرس باس یا باس داده استفاده می شود .
پورت 1 :
پورت 1 در پایه های 1 تا 8 میکروکنترلر فقط برای اتصال به دستگاه های ورودی و خروجی استفاده می شود.
پورت 2 :
پورت 2 در پایه های 21 تا 28 برای دو منظور یکی به عنوان ورودی و خروجی و یا به عنوان بایت بزرگتر باس آدرس برای طرح هایی که دارای حافظه کد یا حافظه داده خارجی بیشتر از 256 بایت باشند استفاده می شود.
پورت 3:
پورت 3 در پایه های 10 تا 17 نیز برای دو منظور استفاده می شود . یکی برای عملیات ورودی خروجی و دیگری برای عملیات خاص در 8051 استفاده می شود . که جزئیات عملکرد هر یک از پایه ها در شکل شماره 3-2 آمده است.
سیگنال های ورودی خروجی:
عملکرد سیگنال خروجی PSEN(فعال ساز حافظه برنامه)
پایه فعال ساز برنامه یک سیگنال خروجی در پایه 29 می باشد که حافظه برنامه خارجی را فعال می سازد . این سیگنال برای خواندن یک بایت برنامه از حافظه EPROM به فعال ساز خروجی حافظه مذکور متصل می شود . سیگنال PSEN در زمان واکشی یا خواندن یک دستور از حافظه برنامه خارجی برابر 0 یعنی فعال می شود که در این صورت دستور از حافظه EPROM خوانده شده و بر روی باس داده قرار می گیرد و بالاخره وارد ثبات دستورالعمل میکروکنترولر می شود . زمانی که برنامه از ROM داخلی اجرا می شود سیگنال کنترل PSEN برابر 1 یعنی غیر فعال می گردد .
سیگنال خروجی ALE))
سیگنال خروجی ALE در پایه 30 برای دی مولتی پلکس یا جداکردن باس آدرس و داده استفاده می شود . موفعی که پورت 0 به عنوان باس داده و همچنین بایت کم ارزش تر آدرس استفاده می شود سیگنال ALE در نیمه اول سیکل حافظه آدرس حافظه را در ثبات خارجی ذخیره می کند در اینصورت در نیمه دوم سیکل حافظه خط های پورت 0 برای انتقال داده ورودی یا خروجی از حافظه مورد استفاده قرار می گیرد .
فرکانس سیگنال ALE برابر 1.6 فرکانس اسیلاتور تراشه میکروکنترلر است . به این ترتیب اگر سیگنال اسیلاتور 12 مگاهرتز باشد فرکانس ALE برابر2 مگاهرتز می باشد .این پایه همچنین برای پالس ورودی در برنامه ریزی میکروکنترلر هایی که EPROM دارند استفاده می شود .
سیگنال ورودی دسترسی خارجی EA))
ورودی EA در پایه 31 میکروکنترلر معمولا به 5 ولت یا زمین متصل می شود . اگر EA به 5 ولت وصل شود میکروکنترلر برنامه را از داخل ROM . در صورتی که EA به 0(زمین) متصل شود ROM داخلی میکروکنترلر غیر فعال می شود و میکروکنترلر برنامه را فقط از حافظه برنامه EPROM خارجی اجرا می نماید (در اینصورت PSEN برابر 0 و فعال است) . اجرا می کند
سیگنال ورودی RESET(RST)
سیگنال ورودی RST در پایه 9 میکروکنترلر را به حالت RESET میبرد. موقعی که این ورودی حداقل برای دو سیکل ماشین فعال و برابر 1 باشد تمام ثبات های میکروکنترلر با مقدار های مناسب بار می شود . در حالت عادی RST باید 0(یا غیر فعال) باشد .
ورودی اسیلاتور تراشه
کریستال و خازن های اسیلاتور میکروکنترلر 8051 به پایه های 18 و 19 متصل می شود . گرچه میکروکنترلر 80C31BH-1 می تواند تا 16 مگاهرتز کار کند ولی فرکانس معمول اکثر آی سی های خوانواده میکروکنترلر MCS-51 برابر 12 مگاهرتز است. در این میکروکنترولر ها میتوان از منبع پالس خارجی TTL نیز که به XTAL1, XTAL2متصل شده اند استفاده نمود.
اتصالات منبع تغذیه
میکروکنترلر 8051 منبع تغذیه 5 ولت کار می کند که VCC)5 ولت) به پایه 40 و VSS (زمین)به پایه 20 متصل می شود.
8051 يک ميکرو کنترلر 8 بيتی با مصرف کم و قابليت زياد است. تعداد زيادی از اعضای ديگر خانواده 8051 داری معماری مشابهی هستند ، هر يک از اعضا با اعضای ديگر سازگار می باشند. قابليت های ميکرو کنترلر 8051 استاندارد به شرح زير ميباشد:
4-کيلو بايت حافظه برنامه
256-بايت حافظه داده RAM
32-خط I/O قابل برنامه ريزی
-دو عدد تايمر / شمارنده 16 بيتی
6 -منبع وقفه
-درگاه UART
-قابليت اتصال به حافظه بيرونی
-بسته بندی 40 پايه استاندارد
آی سی AT89c51 يکی از اعضای خانواده می باشد. اين آی سی دارای 4 کيلو بايت حافظه فلش قابل برنامه ريزی می باشدکه با استفاده از دستگاه برنامه ريزی کننده مناسب می توان اين حافظه را پاک کرده و مجددا برنامه ريزی کرد....
AT89C51 دارای 256 بايت RAM و 32 خط I/O قابل برنامه ريزی است.
معرفی پایه های 8051:
پورت 0:
پورت 0 در پایه های 32 تا 39 میکروکنترلر برای دو منظور استفاده می شود . در طرح های کوچک که به حافظه خارجی نیاز نداریم این پایه ها برای عملیات ورودی خروجی بکار برده می شود . برای طرح های بزرگتر این پورت به عنوان آدرس باس یا باس داده استفاده می شود .
پورت 1 :
پورت 1 در پایه های 1 تا 8 میکروکنترلر فقط برای اتصال به دستگاه های ورودی و خروجی استفاده می شود.
پورت 2 :
پورت 2 در پایه های 21 تا 28 برای دو منظور یکی به عنوان ورودی و خروجی و یا به عنوان بایت بزرگتر باس آدرس برای طرح هایی که دارای حافظه کد یا حافظه داده خارجی بیشتر از 256 بایت باشند استفاده می شود.
پورت 3:
پورت 3 در پایه های 10 تا 17 نیز برای دو منظور استفاده می شود . یکی برای عملیات ورودی خروجی و دیگری برای عملیات خاص در 8051 استفاده می شود . که جزئیات عملکرد هر یک از پایه ها در شکل شماره 3-2 آمده است.
سیگنال های ورودی خروجی:
عملکرد سیگنال خروجی PSEN(فعال ساز حافظه برنامه)
پایه فعال ساز برنامه یک سیگنال خروجی در پایه 29 می باشد که حافظه برنامه خارجی را فعال می سازد . این سیگنال برای خواندن یک بایت برنامه از حافظه EPROM به فعال ساز خروجی حافظه مذکور متصل می شود . سیگنال PSEN در زمان واکشی یا خواندن یک دستور از حافظه برنامه خارجی برابر 0 یعنی فعال می شود که در این صورت دستور از حافظه EPROM خوانده شده و بر روی باس داده قرار می گیرد و بالاخره وارد ثبات دستورالعمل میکروکنترولر می شود . زمانی که برنامه از ROM داخلی اجرا می شود سیگنال کنترل PSEN برابر 1 یعنی غیر فعال می گردد .
سیگنال خروجی ALE))
سیگنال خروجی ALE در پایه 30 برای دی مولتی پلکس یا جداکردن باس آدرس و داده استفاده می شود . موفعی که پورت 0 به عنوان باس داده و همچنین بایت کم ارزش تر آدرس استفاده می شود سیگنال ALE در نیمه اول سیکل حافظه آدرس حافظه را در ثبات خارجی ذخیره می کند در اینصورت در نیمه دوم سیکل حافظه خط های پورت 0 برای انتقال داده ورودی یا خروجی از حافظه مورد استفاده قرار می گیرد .
فرکانس سیگنال ALE برابر 1.6 فرکانس اسیلاتور تراشه میکروکنترلر است . به این ترتیب اگر سیگنال اسیلاتور 12 مگاهرتز باشد فرکانس ALE برابر2 مگاهرتز می باشد .این پایه همچنین برای پالس ورودی در برنامه ریزی میکروکنترلر هایی که EPROM دارند استفاده می شود .
سیگنال ورودی دسترسی خارجی EA))
ورودی EA در پایه 31 میکروکنترلر معمولا به 5 ولت یا زمین متصل می شود . اگر EA به 5 ولت وصل شود میکروکنترلر برنامه را از داخل ROM . در صورتی که EA به 0(زمین) متصل شود ROM داخلی میکروکنترلر غیر فعال می شود و میکروکنترلر برنامه را فقط از حافظه برنامه EPROM خارجی اجرا می نماید (در اینصورت PSEN برابر 0 و فعال است) . اجرا می کند
سیگنال ورودی RESET(RST)
سیگنال ورودی RST در پایه 9 میکروکنترلر را به حالت RESET میبرد. موقعی که این ورودی حداقل برای دو سیکل ماشین فعال و برابر 1 باشد تمام ثبات های میکروکنترلر با مقدار های مناسب بار می شود . در حالت عادی RST باید 0(یا غیر فعال) باشد .
ورودی اسیلاتور تراشه
کریستال و خازن های اسیلاتور میکروکنترلر 8051 به پایه های 18 و 19 متصل می شود . گرچه میکروکنترلر 80C31BH-1 می تواند تا 16 مگاهرتز کار کند ولی فرکانس معمول اکثر آی سی های خوانواده میکروکنترلر MCS-51 برابر 12 مگاهرتز است. در این میکروکنترولر ها میتوان از منبع پالس خارجی TTL نیز که به XTAL1, XTAL2متصل شده اند استفاده نمود.
اتصالات منبع تغذیه
میکروکنترلر 8051 منبع تغذیه 5 ولت کار می کند که VCC)5 ولت) به پایه 40 و VSS (زمین)به پایه 20 متصل می شود.
+ نوشته شده در ۱۳۸۵/۰۷/۰۱ ساعت توسط مجتبی حداد
|