Az Intel 8051 egy egychipes Harvard mikrokontroller, amelyet az Intel 1980-ban gyártott először beágyazott rendszerekben való használatra . Az 1980-as években és az 1990-es évek elején rendkívül népszerű volt, de később elavulttá vált, és felváltották a modernebb eszközök, szintén 8051-kompatibilis maggal, amelyeket több mint 20 független gyártó gyártott, mint például az Atmel , a Maxim IC (a Dallas Semiconductor leányvállalata ), az NXP , a Winbond , Silicon Laboratories , Texas Instruments, Cypress Semiconductor és Nuvoton). A 8051-es Intel mikrokontroller család hivatalos neve MCS 51 . Ennek a chipnek van egy szovjet klónja is, a KR1816BE51.
Az Intel 8051-es családjából az elsők n-MOS technológiával készültek, de a későbbi verziók, amelyek nevében a „C” betűt tartalmazták, mint például a 80C51, CMOS technológiát használtak, és kevesebb energiát fogyasztottak, mint az n-MOS elődei (ez megkönnyítette a használatukat ).
A modern 8051-kompatibilis mikrokontrollerek közös jellemzője a továbbfejlesztett és további áramkörök beágyazása, mint például: automatikus visszaállítás a tápfeszültség csökkenésekor; beépített óragenerátorok ; programmemória áramkörön belüli programozása; EEPROM -alapú nem felejtő adatmemória automatikus betöltők ; I²C ; SPI (3 vezetékes soros busz szabvány); USB host interfész; PWM generátorok; analóg komparátorok ; ADC és DAC konverterek; valós idejű óra; további időzítők és számlálók; áramkörön belüli hibakeresők, további megszakítási források; fejlett energiatakarékos módok.
A 8051-kompatibilis mikrokontrollerek általában egy vagy két UART -mal ( UART ), két vagy három időzítővel, 128 vagy 256 bájt chipen belüli RAM-mal (ebből 16 bájt bitcímezhető), 512-128 KB-os chip-programmemóriával rendelkeznek. , és az EEPROM használata néha találkozik . "speciális funkcióregisztereken" keresztül (SFR = speciális funkcióregiszter) címezve. Az UART / UART 9 bites adatmódban való használatra konfigurálható, amely lehetővé teszi az RS-485 hardverprotokollon alapuló pont-többpont adó-vevőt.
Az eredeti 8051-magos egy gépi ciklus 12 órajelet vesz igénybe, és a legtöbb utasítás végrehajtása egy vagy két gépi ciklusban történik. A 8051-es mag 12 MHz-es órajellel egy ciklusban másodpercenként 1 millió , két ciklus alatt pedig 500 ezer műveletet tud végrehajtani másodpercenként. A továbbfejlesztett 8051-kompatibilis mag, amely ma már általánosan elterjedt, egy gépciklust hat, négy, kettő, vagy akár egy órajel ciklusban teljesít, és akár 100 MHz-es frekvenciájú órajelgenerátorok használatát is lehetővé teszi, ami növelte a számot. műveletek száma másodpercenként.
Még gyorsabb 8051 magok, gépi ciklusonként 1 ciklussal, FPGA-k, például FPGA (130-150 MHz sebesség) vagy ASIC (sebesség több száz MHz tartományban) segítségével vannak megszervezve speciális firmware segítségével [ 2 ] . Az összes 8051-kompatibilis eszköz, amelyet a SILabs , néhány a Dallas , néhány az Atmel és a Nuvoton gyártmányú, gépciklusonként 1 órajellel rendelkezik.
A 8051 mag rendkívül hasznos funkciója a logikai adatok feldolgozása, amely lehetővé tette a bináris logika bevezetését, amely közvetlenül a belső RAM bitjein (128 közvetlenül címezhető bitből álló terület) és regisztereken működik. Erre a funkcióra az ipari automatizálási alkalmazásokban volt igény . Egy másik értékes tulajdonság a 4 független regiszterkészlet volt, amely jelentősen csökkentette a megszakítási késleltetést a régebben használt klasszikus veremhez képest .
A 8051-es vezérlő elődje az Intel 8048 volt, amelyet az eredeti IBM PC billentyűzetében használtak - ez alakította át a billentyűleütési jeleket adatfolyammá, amelyet soros vonalon továbbítottak a számítógép rendszeregységéhez. A 8048-as vezérlő, valamint az arra épülő vezérlők továbbra is használatosak a billentyűzetekben.
A 8031 -es vezérlő az Intel 8051 lecsupaszított változata: nincs benne chip-memória a program tárolására.
A 8052 vezérlő az eredeti Intel 8051 kiterjesztett változata: 256 bájt belső RAM-mal (a 8051 128 bájtja helyett), 8 KB ROM-mal (4 KB helyett) és egy harmadik 16 bites időzítővel van felszerelve. hozzáadták hozzá.
A 8058 -as vezérlő a megnövelt 32 KB-os ROM-ban különbözik a 8052-től.
A 8032 -es vezérlő hasonló a 8052-höz, de nem rendelkezik beépített memóriával a programok tárolására. A 8052-es és 8032-es vezérlők elavultnak számítanak, mivel szinte minden modern 8051-es változat ugyanazokkal a bővítményekkel van felszerelve, mint a 8052-ben.
A C programozási nyelvhez több fordító is elérhető a 8051-hez , különösen a Keil, amelyek többsége támogatja a nyelvi kiterjesztéseket a 8051 funkcióinak jobb kihasználása érdekében. Például a programozó megadhatja, hogy a 8051 hat memóriatípusa közül melyikben szerepeljen a változó. tárolva; a fordító megtudhatja, hogyan kell használni a kapcsolható regiszterblokkokat és utasításokat a regiszterek egyes bitjeinek kezelésére.
Más magas szintű nyelveket, mint például a Forth , BASIC , Pascal , PL/M és Modula-2 használják a 8051 programozásához , de ezeket nem használják olyan széles körben, mint a C -t és az assembler -t .
Intel i8085 , i8048 és i8051 összehasonlítása a soros I / O rutinok működésének példájánBeviteli szubrutin
|
kimeneti rutin
|
|---|
A számítási magot továbbra is széles körben használják különféle általános és speciális célokra szolgáló mikrokontrollerekben, különböző perifériákkal.
| Mikrokontrollerek | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Építészet |
| |||||||
| Gyártók |
| |||||||
| Alkatrészek | ||||||||
| Periféria | ||||||||
| Interfészek | ||||||||
| OS | ||||||||
| Programozás |
| |||||||