051

• Architektura mikropočítače

Seznámení s mikropočítačem

Instrukce

Paměť

Čítače

Porovnání s AT89C2051

Seznámení s mikropočítačem řady 8051

Mikroprocesor řady 8051 pochází z

roku 1980 a je vytvořené firmou

Intel. I přes svůj „velký“ věk je v

dnešní době velmi oblíbeným

mikropočítačem a na jádře 8051

staví své mikropočítače řada firem,

jako například Philips, Siemens a

další.

Jádro 8051 je rozšiřitelné o řadu

periferii, jako jsou AD převodníky,

různé typy pamětí, seriová sběrnice

a další.

Nabízený kmitočet je 12 až 33 MHz

Seznámení s mikropočítačem INTEL 8051

•Jednočipový 8 bitový počtač

•Smíšená harwardská a Von Neumanova architektura

• Oddělená datová a programová paměť

• Formát instrukcí a dat je totožný a přenášen po stejné sběrnici

•Napájení 5V

•Paměť ROM, nebo EPROM 4KB pro program a RAM 128bytů pro data

•Možnost správy externí programové, či datové paměti

•CPU je tvořeno •ALJ obsahuje sčítačku/odečítačku, násobičku/děličku, booleovskou ALJ•ACC aritmetický posuvný registr•PSW 7 bitové stavové slovo mikroprocesoru•B jednobitový registr užívaný pro násobení, nebo dělení

Blokové schéma mikropočítače 8051

Instrukční sada 8051

Instrukce přesunu

MOV přesune obsah zdrojového byte do cílového byte, bez ovlivnění zdroje MOVC přesune byte z programové paměti do střadače (A) MOVX přesun dat mezi střadačem a vnější pamětí dat PUSH Instrukce přičte jedničku k ukazateli zásobníku a potom uloží obsah adresovaného místa do vrcholu zásobníku. POP opak k PUSH XCH vymění obsah střadače a registru (paměťového místa) XCHD to samé ale pouze nižší půlbyte (místo v paměti musí být nepřímo adresováno)

Aritmetické instrukce

INC zvětší honotu registru o 1 DECC zmenší hodnotu registru o 1 ADD součet dvou registrů ADDC součet dvou registrů s přenosem DA dekadická korekce SUBB odčítání MUL násobení DIV dělení

Instrukční sada 8051

Logické instrukce

ANL logický součin ORL logický součet ORL exclusive OR CLR smaže registr CPL neguje registr

Instrukce posunu

RL rotace vlevo RR rotace vpravo RLC rotace vlevo s posunemRRC rotace vpravo s posunem

Bitové instrukce

CLR nuluje bit SETB nastaví bit CPL neguje bit

Instrukční sada 8051

Skokové instrukce

CALL volání rutiny ACALL absolutní volání rutiny LCALL dlouhé volání rutiny RET návrat z rutiny RETI návrat přerušení JMP skok AJMP absolutní skok SJMP krátký skok JZ je-li střadač nulový, skočí JNZ není-li střadač nulový, skočí JC je-li nastaven přenos, skočí JB je-li nastaven bit, skočí JNB není-li nastaven bit, skočí

JNC není-li nastaven přenos, skočí CJNE nejsou-li si registry rovny, pak skočí DJNZ zmenší argument o jednu a není li nulový, skočí

Ostatní instrukce

NOP prázdný příkaz - hodí se například při zpoždění

Podrobný přehled intrukcí včetně taktů potřebných k provedení viz papír č.1

Paměť mikropočítače - Rozdělení vnitřní paměti RAM procesoru 8051

Paměť mikropočítače - Rozdělení vnitřní paměti RAM procesoru 8051

A - Střadač je základní registr aritmetickologické jednotky, který vždy obsahuje jeden operand aritmetické nebo logické operace a do něhož se ukládá výsledek této operace.B - Registr Jeden operand, užívaný pro instrukce násobení a děleníPSW - Stavové slovo mikroprocesoru se skládá ze 7 bitůPSW - Stavové slovo mikroprocesoru se skládá ze 7 bitůAC – Vnitřní přenos Nastaven, dojde li k přenosu mezi čtvrtým a pátým bitem střadačeF0 – Uživatelský příznakRS1, RS0 - Určují banku, jejíž registry R0 až R7 budou používányOV - Příznak přetečení indikuje, že došlo k přetečení při aritmetické operaci

PSW

P - Příznak parity indikuje lichou paritu střadače.SP - Ukazatel zásobníku má 8 bitůDPL, DPH - Registry DPL a DPH tvoří nižší a vyšší 8 bitovou slabiku 16-bitového ukazatele DPTR, který slouží k nepřímému adresování vnější datové pamětiPC - Čítač instrukcí 16 bitový čítač instrukcí, není přímo programově přístupný

Čítače mikropočítače

•8051 obsahjuje dva 16 bitové čítače

•Obsa čítačů je dostupný v registrech TH0, TL0 a TH1 a TL1

•Hodinový signál může být odvozen z interního krystalu (časovač), nebo z externího hodinového impulzu připojeného na pomocí vstupu T0 a T1 (čítač)

•Registr TMOD určuje jednu ze čtyř konfigurací čítače

GATE Řídí hradlování. C/T Rozhoduje o zdroji hodinových impulzů pro čítač/časovač.M0, M1 Těmito bity je volen jeden ze čtyř následujících režimů

Čítače mikropočítače MOD0

Pracuje jako osmibitový čítač (THn), jehož vstup je předělen (nastaveni spodními bity TLn), pětibitovým čítačem. Při přetečení nastavují příznakový bit v registru TCON

Čítače mikropočítače MOD1

Pracuje jako mód 0, ovšem s tím rozdílem, že oba čítače jsou 16bitové

Čítače mikropočítače MOD2

Umožňuje využívat tzv. hardwarové přednastavení čítače. To znamená, že když si například uložíme do registru THn hodnotu 7F, pak pak po přetečení hodnoty v registru TLn, se tento registr nastaví také na 7F (tedy hodnotu THn)

Čítače mikropočítače MOD3

v módu 3 je čítač/časovač0 rozdělen na dva samostatné 8-bitové čítače TH0 a TL0. Čítač TL0 využívá standardní signály C/T, GATE, TR0, INT0 a TF0. Čítač TH0 pracuje ve funkci časovače a je ovládán pouze řídícím bitem TR1. Při přetečení nastavuje příznak TF1. Pracuje-li čítač/časovač0 v módu 3, potom čítač/časovač1 může pouze generovat přenosovou rychlost pro sériový kanál nebo může být použit v případě, kdy nebudeme využívat přerušení.

Srovnání Intel 8051 s Atmel AT89C2051

Klady Zápory

Rozšířenost Větší cena

Ověřené jádro Pouzdro o velikosti 40 pinů

Mnoho variací

Poměrně jednoduchá architektura

Paměť typu LFASH

Klady Zápory

Nižší cena Menší paměť 2KB

Menší pouzdro velikost 20 pinů

Nelze připojit vnější paměť

Analogový komparátor

Intel 8051 Atmel AT89C2051

Srovnání Intel 8051 s Atmel AT89C2051

Oba mikropočítače patří do rodiny MCS51. Rovněž by bylo možné prov0st srovnání s některým z mikropočítačů firmy PIC. Ovšem dle mých zkušeností je to jak srovnávat notebooky stejné řady. Každý má své proti i pro. Někomu vyhovuje více nožiček, někomu menší pouzdro apod.

Osobně však mám větší vztah k Intelu 8051, neboť jsem s ním strávil řadu let.

Zdroje:Skripta Ing. Ladislava Škapyhttp://noel.feld.cvut.cz/vyu/scs/prezentace99/8051/http://root.czhttp://wikipedia.org/Velký bratr google

Tištěné materiály pocházejí ze skript P. ladislava Škapy