mikrokontrolery (PDF)

MIKROKONTROLERY1

Mikrokontroler - idea

Niektóre cechy i możliwości mikrokontrolerów• Przeznaczone głównie do sterowania• Posiadają wejścia \ wyjścia cyfrowe• Mogą posiadać także wejścia analogowe• Możliwość generacji opóźnień czasowych• Możliwość dokonywania obliczeń arytmetycznych• Możliwość współpracy z zewnętrznymi pamięciamiprogramu i danych• Możliwość współpracy z innymi urządzeniamizewnętrznymi, np. przetwornikami A/C i C/A• Możliwość dokonywania np. pomiarów temperatury iinnych przy współpracy z odpowiednimi czujnikami• Możliwość gromadzenia danych i ich wymiany z innymiurządzeniami.5

Zastosowania mikrokontrolerów• Sprzęt powszechnego użytku, np. odbiorniki radiowe itelewizyjne:– programowanie funkcji, cyfrowe sterowanieparametrami odbiorników, telegazeta, itp.• Motoryzacja– sterowanie silników, klimatyzacja, ABS, itp.• Aparaty fotograficzne i kamery video• Artykuły gospodarstwa domowego– sterowanie pracą pralek automatycznych, itp.• Rejestratory danych w różnych urządzeniach• Wiele innych6

„drzewo genealogiczne” 80517

Przedstawiciele MCS-51a) 80C51 - 4 KB ROM, od niego często stosowany symbol 8051,b) 80C31 - bez pamięci programu,c) 87C51 - 4 KB EPROM lub EPROM OTP (ang. One Time Programmable),d) 80C52 - jak 80C51, ale 8KB ROM + timer T2 + dodatkowo 128B RAM,e) 80C32 - jak 80C31 + timer T2 + dodatkowo 128B RAM,f) 87C52 - jak 87C51, ale 8KB EPROM + timer T2 + dodatkowo 128B RAM,g) 80C535- we A/C i wiele innych dodatkowych możliwości - firma Siemens,h) 80C537 - we A/C, wy PWM i wiele innych dodatkowych możliwości - firma Siemens,i) AT89C1051 - 1 KB Flash, 64B RAM, 1 timer - (AT... - firma Atmel),j) AT89C2051 - 2 KB Flash, 128B RAM, 2 timery,k) AT89C51 - 4 KB Flash,l) AT89C52 - 8 KB Flash,m) T89C51RD2 – możliwość programowania przez złącze szeregowe RS232 – nie jestwymagany specjalny programator.n) jest jeszcze wiele innych odmian o różnych możliwościach, niektóre są o zmienionejarchitekturze, np. mikrokontrolery firmy Dallas DS80C320.8

Schemat funkcjonalny 80519

Schemat logiczny 805110

Schemat logiczny 8051- opis• XTAL1, XTAL2 – zegar systemowy,• EA\ – wybór pamięci programu,• RST\UPD – zerowanie (resetowanie) mikrokontrolera• PSEN\ – sterowanie odczytem z zewn. pamięci programu,• ALE – wyjście sterujące (pamięć zewnętrzna),• Porty P0, P1, P2,• Port P3 – dodatkowe funkcje:– RD\, WR\ – odczyt i zapis (zewn. pamięć danych),– INT0\, INT1\ – wejścia przerwań zewnętrznych,– T0, T1 – wejścia impulsów zewnętrznych,– RXD, TXD – transmisja szeregowa,• Zasilanie: UCC, „(„+”), USS – masa.11

Wewnętrzny schemat blokowy12

Wewnętrzny schemat blokowy - opis• Jednostka arytmetyczno-logiczna (ALU),• Akumulator (A, ACC) i rejestr B,• Słowo stanu programu PSW:– znacznik przeniesienia CY (C),• Wskaźnik stosu SP,• Rejestry 16-bitowe:– licznik rozkazów PC,– DPTR (DPH, DPL),• Magistrala wewnętrzna,• Rejestr rozkazów i układ sterowania,• Rejestry związane z poszczególnymi blokami.13

Porty mikrokontrolera - opis• 4 porty wejść\wyjść cyfrowych ogólnego przeznaczeniaP0, P1, P2 i P3:–każdy port ma 8 linii,–każdą linię portu można użyć jako wejściową lubwyjściową,• Każdemu portowi przyporządkowany jest rejestr wpamięci mikrokontrolera,• Struktura linii portu,• Jeśli linia ma być wejściem, do odpowiadającego jejprzerzutnika musi być wpisana wartość 1.14

Wewnętrzna pamięć RAM mikrokontrolera 8051FFh80h7Fh00hSFRpamięćużytkowa255128127Wewnętrzna pamięć danych mikrokontrolera015

Pamięć SFR – obszar rejestrów specjalnychFFh80h7Fh00hSFRpamięćużytkowa2551281270128128bajtówObszar rejestrów specjalnych SFR16