متحكم 8051: 9 حقائق مهمة يجب أن تعرفها


محتويات

  • ما هو الميكروكونترولر؟
  • طرق معالجة مختلفة للميكروكونترولر
  • 8051 مخطط PIN متحكم
  • 8051 معمارية متحكم
  • ذاكرة 8051
  • المقاطعات 8051
  • ملامح متحكم
  • المعالج الدقيق مقابل متحكم
  • التطبيقات

ما هو المتحكم الدقيق؟

"المتحكم الدقيق هو جهاز كمبيوتر صغير يتكون من معالج ، وذاكرة وصول عشوائي داخلية ، وذاكرة قراءة فقط أو فلاش ، وأجهزة ضبط الوقت ، ومعالج المقاطعة ، والواجهة التسلسلية ، والمنافذ وغيرها من الأجهزة الخاصة بالتطبيقات."

  • يتم استخدام متحكم دقيق إذا كان متطلب الذاكرة الأساسي للحسابات صغيرًا وتستخدم البرامج والمنافذ لغرض التحكم والاتصال.
  • على سبيل المثال ، 8051 ، PIC و ARM هي وحدات التحكم الدقيقة القياسية.
8051 متحكم
حقوق الصورة: Konstantin Lanzet (بإذن) ، KL إنتل P8051CC BY-SA 3.0

الميزات الرئيسية لمتحكم 8051:

  • 8-bit ALU and Accumulator ، ومسجلات 8 بت ، وناقل بيانات 8 بت و 2 × 16 بت عنوان ناقل / عداد / مؤشر بيانات وعمليات 8/11/16 بت ذات الصلة.
  • مقاطعة سريعة مع السجل التشغيلي.
  • وضع توفير الطاقة.

وضع معالجة متحكم 8051:

"يشير وضع العنونة إلى الطريقة التي تتناول موقعًا معينًا في الذاكرة."

هناك خمسة أوضاع عنونة مهمة في متحكم 8051 ، وهي:

يوفر كل من أوضاع العنونة هذه مرونة مهمة.

عنونة فورية

العنونة الفورية هي مثل البيانات التي سيتم تخزينها في الذاكرة على الفور حسب كود التشغيل. الأمر نفسه يأمر بالقيمة التي يمكن الاحتفاظ بها في الذكريات على وجه التحديد.

على سبيل المثال ، التعليمات على النحو التالي:

موف أ ، # 20H

هنا تستخدم memonics العنونة الفورية لسبب ملء المجمع بالقيمة المذكورة.

في المعالجة المباشرة ، تعتمد القيمة التي سيتم تحميلها على الوقت ، وهذا العنوان بالتأكيد ليس مرنًا.

عنونة غير مباشرة

تعتبر المعالجة غير المباشرة أمرًا جيدًا حقًا نسبيًا حيث تساهم في معظم الحالات بدرجة استثنائية من المرونة. هذا عن طريق الحصول على 128 بايت إضافية من ذاكرة الوصول العشوائي الداخلية الموجودة في 8051. مثال مثل

موف أ ، @ R0

تستند هذه التعليمات إلى 8051 Microcontroller لإلقاء نظرة أخرى على قيمة سجل R0. سيقوم 8051 بعد ذلك بتحميل المجمع بمعلومات ذاكرة الوصول العشوائي الداخلية الموجودة على العنوان المشار إليه بواسطة سجل R0.

على سبيل المثال ، دعنا نقول أن R0 يحتفظ بالقيمة 50H والعنوان 50H يحتفظ بالقيمة 66H. عند تنفيذ التعليمات المذكورة أعلاه ، سيقيم 8051 قيمة R0. نظرًا لأن R0 يحتفظ بـ 50H ، سيجد 8051 قيمة عنوان RAM الداخلي 50H ويحتفظ بها في المجمع. تحدد العنونة غير المباشرة باستمرار ذاكرة الوصول العشوائي الداخلية ؛ إنه يشير إلى SFR

مباشر خارجي

يتم الدخول إلى الذاكرة الخارجية عن طريق مجموعة من التعليمات التي تستخدم العنونة "الخارجية المباشرة". هناك نوعان من هذه الأوامر التي يمكن استخدامها لعمليات العنونة الخارجية المباشرة ، وهما

موفكس أ ،DPTR

موفكسDPTR ، أ

هنا ، يستخدم ضابطا التحكم DPTR. في هذه الأوامر ، يجب أولاً تحميل DPTR باستخدام موقع الذاكرة الخارجية التي يجب قراءتها أو كتابتها. بعد أن يحتفظ DPTR ببطاقة الذاكرة الخارجية المناسبة ، سينقل الأمر الأولي محتويات عنوان الذاكرة الخارجية إلى المجمع. الأمر التالي سيفعل العكس ؛ يسمح لكتابة قيمة المجمع إلى عنوان الذاكرة الخارجية الذي تم الإشارة إليه بالفعل بواسطة DPTR.

غير مباشر خارجي

يمكن الحصول على الذاكرة الخارجية باستخدام عنونة غير مباشرة تُعرف باسم العنونة الخارجية غير المباشرة. يتم استخدام هذا النوع من العنونة بشكل عام في المهام الصغيرة نسبيًا التي تحتوي على عدد متواضع من ذاكرة الوصول العشوائي الخارجية. هذا المثال هو

MOVX @ R0 ، أ

يجب قراءة قيمة R0 وقيمة المجمع من موقع ذاكرة الوصول العشوائي الخارجية. بالنظر إلى أن قيمة R0 يمكن أن تكون ببساطة من 00 إلى FFh ، وتقتصر على 256 بايت. استخدام العنونة الخارجية غير المباشرة ؛ ومع ذلك ، من الأسهل عادةً استخدام الوضع المباشر الخارجي إذا كانت المهمة تحتوي على أكثر من 256 بايت.

عمارة 8051 متحكم دقيق:

  • 8051 مجهز بوحدة معالجة مركزية 8 بت مع معالج منطقي.
  • 5 مقاطعات. 2 الخارجيين ، مستويان من الأولوية.
  • هذا لديه اثنين من عداد / عداد XNUMX بت.
  • منفذ تسلسلي مزدوج كامل قابل للبرمجة.
  • إجمالي 32 خط I / O.
  • مجهزة بـ 4 كيلوبايت من ذاكرة القراءة فقط على الرقاقة ؛ يتوفر EPROM أيضًا في بعض الطرازات.
  • 128 بايت من ذاكرة الوصول العشوائي على الرقاقة ، وهو ما يكفي للعديد من الشرائح الفردية.
عمارة 8051 متحكم دقيق
حقوق الصورة: Appaloosaقوس إنتل 8051CC BY-SA 3.0

مخطط PIN لمتحكم 8051:

8051 متحكم
مخطط PIN لمتحكم 8051:

تكوين رمز PIN الخاص بالمتحكم 8051:

رقم التعريف الشخصي من 1 إلى 8

يتم استخدام هذه المسامير بشكل عام كـ I / P أو O / P وفقًا لمتطلبات المستخدم.

رقم التعريف الشخصي 9:

يستخدم هذا كهدف إعادة تعيين ؛ بشكل عام ، يوقف دبوس إشارة HL وحدة MCU ويمسح جميع السجلات. عندما يعود هذا الدبوس إلى LO ، سيبدأ البرنامج الجديد.

رقم التعريف الشخصي 10-17:

يتم استخدام هذه كما هو الحال مع المنفذ 1 ، يمكن استخدام كل من هذه المسامير على أنها عالمية i / p أو o / p.

دبوس 10:

RXD- Ac باعتباره I / P تسلسليًا للمسار غير المتزامن وإلا خرج الساعة لوضع التشغيل المتزامن.

دبوس 11:

TXD- بمثابة O / P تسلسلي من أجل النقل غير المتزامن وإلا خرج الساعة لوضع التشغيل المتزامن.

دبوس 12:

INT0- هذا مخصص لمقاطعة الإدخال 0

دبوس 13:

INT1- هذا مخصص لمقاطعة الإدخال 1

دبوس 14:

T0- يستخدم هذا لإدخال الساعة للمؤقت 0

دبوس 15:

T1- هذا مخصص لإدخال ساعة العداد 1

دبوس 16:

WR- هذا مخصص لعملية الكتابة التي تتحكم من جهاز ذاكرة RAM خارجي.

دبوس 17:

RD- هذا الدبوس مخصص لعملية القراءة على ذاكرة RAM الخارجية

رقم التعريف الشخصي 18-19:

X2 و X1- هذه مخصصة لتشغيل المدخلات والمخرجات للمذبذب الداخلي

رقم التعريف الشخصي 20:

GND- الأرض ؛ هذا من أجل تأريض الشريحة.

رقم التعريف الشخصي 21-28:

المنفذ 2 - الذاكرة الخارجية المؤقتة غير موجودة ، وسيعمل المنفذ 2 كعملية إدخال / إخراج عالمية.

رقم التعريف الشخصي 29:

PSEN: يتم تشغيل MCU بعد قراءة كل بايت من ذاكرة البرنامج. عندما يتم استخدام ذاكرة خارجية لغرض تخزين البرنامج ، فسيتم ربط PSEN بعملية التحكم.

رقم التعريف الشخصي 30:

ALE: سيكون لهذه الوظيفة مهمة قبل قراءة الذاكرة الخارجية ، وسوف ترسل MCU البايت السفلي لسجلات العنوان إلى المنفذ P0 ويطلق ALE الناتج.

رقم التعريف الشخصي 31:

EA: تشير إشارة LOW إلى المنفذ P2 و P3 لنقل العناوين بغض النظر عن حالة الذاكرة.

رقم التعريف الشخصي 32-39: 

المنفذ 0: مشابه للمنفذ 2 ، يمكن استخدام دبابيس المنفذ 0 كإدخال / إخراج عالمي. يعمل P0 كعنوان O / P إذا كان دبوس ALE في حالة عالية.

رقم التعريف الشخصي 40:

VCC: هذا هو مصدر طاقة + 5 فولت تيار مستمر.

مقاطعات متحكم 8051:

يتم توفير خمس مقاطعات في 8051. ثلاث مجموعات تلقائيًا عن طريق العمليات الداخلية ويتم تشغيل مجموعتين أخريين عن طريق إشارة خارجية مرتبطة بالدبابيس INT0 و INT1.

المقاطعات التلقائية هي:

  1. علم المؤقت 0
  2. علم المؤقت 1
  3. مقاطعة المنفذ التسلسلي (R1 أو T1)

اسم المقاطعة                                          عنوان المقاطعة

علم المؤقت o 0 0 0 B

علم المؤقت 1 0 0 1 ب

INT0 0 0 0 3

INT1 0 0 1 3

الإدخال التسلسلي R1 / T1                             

تطبيقات الميكروكونترولر:

  • متحكم يعمل في الهواتف المحمولة ، وكاميرات الدوائر.
  • تستخدم وحدات التحكم الدقيقة على نطاق واسع في صناعة السيارات
  • أنظمة الكمبيوتر مثل التحكم في إشارات المرور.
  • عمليات تحكم مختلفة مثل السخان ، والجريزر ، والتحكم في الرفع ، والفرن الصغير ، إلخ.

مقارنة بين المعالج الدقيق والمتحكم الدقيق:

     معالج دقيق    متحكم دقيق
وحدة المعالجة المركزية‏:لديها 1 وحدة معالجة مركزية يحتوي على وحدة معالجة مركزية ، ذاكرة ، دبابيس إدخال وإخراج.
استخداميستخدم المعالجات الدقيقة في أجهزة الكمبيوتر الشخصية.متحكم لديه تطبيقات في نظام مضمن.
INTERFACEواجهة المعالجات الدقيقة معقدة.واجهة أبسط
يكلفإنها غالية الثمنفهي غير مكلفة
اشتركلديها عدد أقل من السجلات ، والعمليات تعتمد في الغالب على الذاكرة.عدد أكبر من السجلات يجعل من السهل للعمليات.

لمزيد من مقالات الإلكترونيات وإجابات الأسئلة المتعلقة بالإلكترونيات اضغط هنا

سومالي بهاتاشاريا

أنا حاليا أستثمر في مجال الإلكترونيات والاتصالات. تركز مقالاتي على المجالات الرئيسية للإلكترونيات الأساسية بأسلوب بسيط للغاية ولكنه غني بالمعلومات. أنا متعلم حي وأحاول أن أطلع نفسي على أحدث التقنيات في مجال الإلكترونيات. دعنا نتواصل عبر LinkedIn - https://www.linkedin.com/in/soumali-bhattacharya-34833a18b/

آخر المقالات