Bộ vi điều khiển 8051

Vi điều khiển 8051 được thiết kế vào những năm 1980 bởi Intel. Nền tảng của nó dựa trên Kiến trúc Harvard và được phát triển chủ yếu để phát huy Những hệ thống nhúng . Lúc đầu, nó được tạo ra bằng công nghệ NMOS nhưng vì công nghệ NMOS cần nhiều năng lượng hơn để hoạt động, do đó Intel đã định lại Vi điều khiển 8051 sử dụng công nghệ CMOS và một phiên bản mới đã ra đời với chữ 'C' trong tên tiêu đề, để minh họa: 80C51 . Các Bộ vi điều khiển hiện đại nhất này cần ít năng lượng hơn để hoạt động so với các bộ vi điều khiển tiền thân của chúng.

Có hai bus trong Vi điều khiển 8051, một cho chương trình và một cho dữ liệu. Do đó, nó có hai phòng lưu trữ cả chương trình và dữ liệu 64K x 8 kích thước. Bộ vi điều khiển bao gồm bộ tích lũy 8 bit và bộ xử lý 8 bit. Nó cũng bao gồm thanh ghi 8 bit B như các khối hoạt động chính và lập trình vi điều khiển 8051 được thực hiện với ngôn ngữ C nhúng bằng phần mềm Keil. Nó cũng có một số thanh ghi 8 bit và 16 bit khác.

Đối với vi điều khiển xử lý và hoạt động bên trong, 8051 đi kèm với bộ nhớ RAM tích hợp bên trong. Đây là bộ nhớ chính và được sử dụng để lưu trữ dữ liệu tạm thời. Đây là một bộ nhớ không thể đoán trước, tức là dữ liệu của nó có thể bị mất khi nguồn điện cho Bộ vi điều khiển bị TẮT.

Có rất nhiều ứng dụng với vi điều khiển 8051. Vì thế, Dự án vi điều khiển 8051 có ý nghĩa lớn trong ngành Kỹ thuật năm cuối.

Kiến trúc vi điều khiển 8051:

Sơ đồ khối của vi điều khiển 8051 được hiển thị bên dưới. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn các đặc điểm của thiết kế vi điều khiển 8051:

Sơ đồ khối của Vi điều khiển 8051

CPU (Bộ xử lý trung tâm):

Như bạn có thể quen thuộc rằng Bộ xử lý trung tâm hoặc CPU là tâm của bất kỳ máy xử lý nào. Nó xem xét và quản lý tất cả các quy trình được thực hiện trong Vi điều khiển. Người dùng không có quyền đối với hoạt động của CPU. Nó diễn giải chương trình được in trong không gian lưu trữ (ROM) và thực hiện tất cả chúng và làm nhiệm vụ dự kiến. CPU quản lý các loại thanh ghi khác nhau trong vi điều khiển 8051 .

Ngắt:

Như tiêu đề đã đưa ra phía trước, Ngắt là một lệnh gọi chương trình con đọc chức năng hoặc công việc chính của Vi điều khiển và giúp nó thực hiện một số chương trình khác cực kỳ quan trọng sau đó. Các đặc điểm của 8051 ngắt cực kỳ mang tính xây dựng vì nó hỗ trợ trong các trường hợp khẩn cấp. Ngắt cung cấp cho chúng ta một phương pháp để trì hoãn hoặc trì hoãn tiến trình hiện tại, thực hiện một tác vụ phụ và sau đó bắt đầu lại việc thực hiện chương trình chuẩn.

Bộ điều khiển vi mô 8051 có thể được lắp ráp theo cách sao cho nó dừng hoặc ngắt chương trình cốt lõi trong giây lát khi xảy ra ngắt. Khi nhiệm vụ thường trình con kết thúc thì việc triển khai chương trình lõi sẽ tự động bắt đầu như bình thường. Có 5 nguồn cung cấp ngắt trong Vi điều khiển 8051, hai trong số năm nguồn là ngắt ngoại vi, hai là ngắt bộ định thời và một là ngắt cổng nối tiếp.

Ký ức:

Bộ điều khiển vi mô cần một chương trình là một tập hợp các lệnh. Chương trình này khai sáng Vi điều khiển để thực hiện các tác vụ chính xác. Các chương trình này cần một không gian lưu trữ mà chúng có thể được Vi điều khiển tích lũy và giải thích để hoạt động theo bất kỳ quy trình cụ thể nào. Bộ nhớ được sử dụng để tích lũy chương trình của Vi điều khiển được công nhận là Bộ nhớ chương trình hoặc bộ nhớ mã. Trong ngôn ngữ thông thường, nó còn được gọi là Bộ nhớ chỉ đọc hoặc ROM.

Bộ vi điều khiển cũng cần bộ nhớ để tích lũy dữ liệu hoặc toán hạng trong thời gian ngắn. Không gian lưu trữ được sử dụng để lưu trữ dữ liệu tạm thời cho hoạt động được thừa nhận là Bộ nhớ dữ liệu và chúng tôi sử dụng Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên hoặc RAM vì lý do nguyên tắc này. Vi điều khiển 8051 chứa bộ nhớ mã hoặc bộ nhớ chương trình 4K để có Rom 4KB và nó cũng bao gồm bộ nhớ dữ liệu (RAM) 128 byte.

Xe buýt:

Về cơ bản Bus là một nhóm dây có chức năng như một kênh truyền thông hoặc phương tiện cho việc truyền Dữ liệu. Các xe buýt này bao gồm 8, 16 hoặc nhiều dây cáp. Kết quả là, một bus có thể có 8 bit, 16 bit. Có hai loại xe buýt:

“cung cấp điện liên tục như thế nào nó hoạt động ”

Địa chỉ xe buýt: Vi điều khiển 8051 bao gồm bus địa chỉ 16 bit. Nó được sử dụng để giải quyết các vị trí bộ nhớ. Nó cũng được sử dụng để truyền địa chỉ từ Bộ xử lý trung tâm đến Bộ nhớ.
Bus dữ liệu: Vi điều khiển 8051 bao gồm bus dữ liệu 8 bit. Nó được sử dụng để giỏ hàng dữ liệu.

Bộ tạo dao động:

Như tất cả chúng ta đều hiểu rằng Vi điều khiển là một thiết bị mạch kỹ thuật số, do đó nó cần một bộ đếm thời gian cho chức năng của nó. Đối với chức năng này, Vi điều khiển 8051 bao gồm một bộ dao động trên chip đóng vai trò là nguồn thời gian cho CPU (Bộ xử lý trung tâm). Do năng suất đập của bộ dao động ổn định nên nó tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng hài hòa tất cả các phần của Bộ vi điều khiển 8051. Cổng vào / ra: Như chúng ta đã làm quen với Vi điều khiển được sử dụng trong các hệ thống nhúng để quản lý các chức năng của thiết bị.

Vì vậy, để tập hợp nó vào máy móc, thiết bị hoặc thiết bị ngoại vi khác, chúng ta cần các cổng giao tiếp I / O (đầu vào / đầu ra) trong bộ điều khiển Vi mô. Đối với chức năng này Bộ điều khiển vi mô 8051 bao gồm 4 cổng đầu vào / đầu ra để kết hợp nó với các thiết bị ngoại vi khác. Bộ đếm / Bộ đếm: Bộ điều khiển vi mô 8051 được kết hợp với hai bộ đếm và bộ định thời 16 bit . Các bộ đếm được tách thành các thanh ghi 8 bit. Bộ hẹn giờ được sử dụng để đo khoảng thời gian, để tìm ra độ rộng xung, v.v.

Sơ đồ chân vi điều khiển 8051

Để giải thích sơ đồ chân và cấu hình chân của vi điều khiển 8051, chúng tôi đang xem xét một gói nội tuyến kép 40 chân (DIP). Bây giờ chúng ta hãy nghiên cứu sơ lược về cấu hình pin: -

Các chân 1 - 8: - được công nhận là Cổng 1. Khác với các cổng khác, cổng này không cung cấp bất kỳ mục đích nào khác. Cổng 1 là cổng vào / ra được kéo lên trong nước, gần như hai chiều.

Pin 9: - Như đã nói rõ trước đó, chân ĐẶT LẠI được sử dụng để đặt bộ điều khiển vi mô 8051 về các giá trị chính của nó, trong khi bộ điều khiển vi mô đang hoạt động hoặc ở phần đầu của ứng dụng. Chốt ĐẶT LẠI phải được đặt cao cho hai lần xoay máy.

Các chân 10 - 17: - được công nhận là Cổng 3. Cổng này cũng cung cấp một số chức năng khác như đầu vào bộ định thời, ngắt, chỉ báo giao tiếp nối tiếp TxD & RxD, chỉ báo điều khiển cho giao tiếp bộ nhớ bên ngoài WR & RD, v.v. Đây là một cổng kéo trong nước lên với bán định hướng hai chiều cổng trong.

Các chân 18 và 19: - Chúng được sử dụng để giao tiếp với một tinh thể bên ngoài để tạo xung nhịp cho hệ thống.

Pin 20: - Được đặt tên là Vss - nó tượng trưng cho liên kết mặt đất (0 V).

Các chân- 21-28: - được công nhận là Cổng 2 (P 2.0 - P 2.7) - không phải là cổng vào / ra, các chỉ báo bus địa chỉ thứ tự cao cấp được ghép với cổng bán định hướng này.

Pin- 29: - Program Store Enable hoặc PSEN được sử dụng để giải thích các dấu hiệu từ bộ nhớ chương trình bên ngoài.

Pin-30: - Truy cập bên ngoài hoặc đầu vào EA được sử dụng để cho phép hoặc cấm giao tiếp bộ nhớ ngoài. Nếu không cần bộ nhớ ngoài, chân này được kéo lên cao bằng cách liên kết nó với Vcc.

Pin-31: - Aka Address Latch Enable hoặc ALE được sử dụng để khử ghép kênh chỉ thị dữ liệu địa chỉ của cổng 0 (đối với giao diện bộ nhớ ngoài). Hai điều chỉnh ALE có thể đạt được cho mỗi vòng quay của máy.

Các chân 32-39: được công nhận là Cổng 0 (P0.0 đến P0.7) - không phải là cổng vào / ra, tín hiệu bus địa chỉ và dữ liệu bậc thấp được ghép với cổng này (để cung cấp việc sử dụng giao tiếp bộ nhớ ngoài). Chân này là cổng Đầu vào / đầu ra hai chiều (cổng duy nhất trong vi điều khiển 8051) và các điện trở kéo lên bên ngoài là cần thiết để sử dụng cổng này làm Đầu vào / đầu ra.

Pin-40: gọi là Vcc là nguồn cung cấp điện chính. Nói chung, nó là + 5V DC.

Các ứng dụng của Vi điều khiển 8051:

Các ứng dụng của bộ vi điều khiển 8051 bao gồm một lượng lớn máy móc, chủ yếu là vì nó đơn giản để kết hợp trong một dự án hoặc lắp ráp một máy xung quanh nó. Sau đây là những điểm chính của tiêu điểm:

Các ứng dụng của vi điều khiển 8051

Quản lý năng lượng: Hệ thống thiết bị đo có thẩm quyền hỗ trợ tính toán mức tiêu thụ năng lượng trong các ứng dụng trong nước và công nghiệp. Các hệ thống đồng hồ này được chuẩn bị có thẩm quyền bằng cách tích hợp các bộ vi điều khiển.
Những màn hình cảm ứng: Nhiều nhà cung cấp vi điều khiển tích hợp khả năng cảm ứng trong thiết kế của họ. Các thiết bị có thể vận chuyển như máy nghe nhạc, thiết bị chơi game & điện thoại di động là một số minh họa về bộ điều khiển vi mô được tích hợp với màn hình cảm ứng.
Ô tô: Bộ vi điều khiển 8051 phát hiện ra sự công nhận rộng rãi trong việc cung cấp các giải pháp ô tô. Chúng được sử dụng rộng rãi trong các phương tiện có động cơ hybrid để kiểm soát các biến thể của động cơ. Ngoài ra, các công việc như công suất hành trình và cơ cấu chống phanh đã tạo ra khả năng hoạt động tốt hơn với sự kết hợp của các bộ điều khiển vi mô.
Các thiết bị y tế: Các thiết bị y tế tiện dụng như máy đo đường huyết & huyết áp phát huy tác dụng của bộ điều khiển vi mô, do đó, giúp hiển thị các phép đo, mang lại độ tin cậy cao hơn trong việc đưa ra kết quả y tế chính xác.
Các thiết bị y tế: Các thiết bị y tế tiện dụng như máy đo đường huyết & huyết áp phát huy tác dụng của bộ điều khiển vi mô, do đó, giúp hiển thị các phép đo, mang lại độ tin cậy cao hơn trong việc đưa ra kết quả y tế chính xác.