تحقیق درباره خانواده ميكروكنترلر 8051 و ويژگی های آن ها

تحقیق درباره خانواده ميكروكنترلر 8051 و ويژگی های آن ها

فصل اول : ميكروكنترلر 8051
1-1 دراين بخش اتبدا به اعضاي مختلف خانواده ميكروكنترلر 8051 و ويژگي هاي آنها نگاه مي كنيم . به علاوه خواهيم ديد كه سازندگان 8051 چه كساني هستندوچه نوع محصولي ارائه مي دهند .
تاريخچه مختصري از 8051
درسال 1981 شركت Intel ميكروكنترلربه نام 8051 را معرفي كرد . اين ميكروكنترلرداراي 128 بايت 4k , RAM بايت ROM دو تايمر ، يك پورت سريال وچهار پورت موازي ( هريك 8 بيت ) بود كه همه آنها دريك تراشه تعبيه شده بودند . زماني به آن سيستم در يك تراشه مي گفتند . 8051 يك پروسسور 8 بيت است ، يعني CPU هر بار مي تواند فقط روي 8بيت داده كار كند . داده هاي بزرگتر از 8 بيت بايد به قطعات 8 بيت بشكنند وسپس بوسيلهCPU پردازش شوند . 8051 كلا داراي چهار پورت I/O با عرض 8 بيت است . شكل 2-1 را ملاحظه كنيد گرچه 8051 مي تواندحداكثر 64K حافظه ROM درتراشه داشته باشد ، بسياري از سازندگان فقط 4K بايت را درتراشه كار گذاشته اند .اين مطلب بعدا بطور مفصل بحث شده است .

تحقیق درباره خانواده ميكروكنترلر 8051 و ويژگی های آن ها
پس از آنكه Intel بشرط حفظ سازگاري با 8051 اجازه توليد را به ديگر سازندگان داد تراشه مذكور بسيار مورد توجه قرار گرفت .اين توافق منجر به توليد انواع 8051 با سرعت هاي متفاوت مقداري ROM در تراشه بوسيله نيم دو جين سازنده شد . ما بعضي از آنها را بعدا بررسي خواهيم كرد . آنچه اهميت دارداين است كه گرچه انواع مختلف 8051 با سرعت ومقدار ROM متفاوت در تراشه موجودند ولي همه آنها با 8051 اصلي از نظر دستورات سازگارند . اين بدان معني است كه اگرشما برنامه اي براي يكي بنويسيد ، مستقل از سازنده روي ديگري هم قابل اجرا ست .
ميكروكنترلر 8051
8051 عضواصلي خانواده 8051 است Intel آن را MCS-51 مي نامد . جدول 1-1 امكانات اصلي 8051 را نشان مي دهد .
جدول 1-1 امكانات 8051
Quantity Feature
4K bytes ROM
128 bytes RAM
2 Timer
32 I/O Pins
1 Serial port
6 Interrupt sources

توجه : مقدار ROM د رتراشه حجم برنامه را نشان مي دهد .
ديگر اعضاي خانواده 8051
دو عضو ديگر از ميكروكنترلهاي خانواده 8051 با نام 8052 و 8031 نيز وجود دارند .
ميكروكنترلر 8052
8052 عضوي ديگر از خانواده 8051 است اين كنترلر همه امكانات 8051 بعلاوه 128 بايت RAM ويك تايمر اضافي را دارد به بيان ديگر ، 8052 داراي 256 بايت RAM و 3تايمر است اين كنترلر بجاي 8K,4K حافظه ROM را در تراشه داراست .جدول 2-1 ملاحظه شود .
ميكروكنترلرها و پردازنده هاي دروني

تحقیق درباره خانواده ميكروكنترلر 8051 و ويژگی های آن ها
همانطور كه از جدول 4-1 ملاحظه مي شود ، 8051 زير مجموعه اي از 8052 است بنابراين همه برنامه هاي نوشته شده براي 8051 قابل اجرا بر روي 8052 نيز هستند ولي عكس آن صحيح نيست .
ميكروكنترلر 8053
ديگر عضو خانواده 8051 تراشه 8053 است .اين تراشه اغلب بنام 8051 بي ROM خوانده مي شود زيرا داراي OK بايت حافظه ROM است .براي استفاده از اين تراشه بايد يك ROM خارجي به آن اضافه كرد اين ROM خارجي حاوي برنامه اي است كه بايد برداشته شده واجرا شود .اين تراشه را با 8051 مقايسه كنيد كه در آن ROM دروني حاوي برنامه مشابهي براي برداشت و اجرا مي تواند باشد ولي به 4K بايت كد محدود است .
ROM متصل به 8031 مي تواند تا 64K بايد باشد .درروند افزايش ROM خارجي به 8031 دو پورت را از دست مي دهيد .بنابراين دو پورت I/O براي كاربر باقي مي ماند . براي حل اين مشكل ، مي توان دو I/Oخارجي به 8031 اضافه كرد . اتصال 8031 به حافظه وپورت هاي I/O همچون تراشه 8255 در فصل 14 بحث شده است .همچنين انواع 8031 با سرعت هاي مختلف بوسيله كمپاني هاي متفاوت در دسترسند .

8031 8052 8051 Feature
OK 8K 4K ROMon –chip- program space in bytes) )
128 256 128 RAM ( bytes)
2 3 2 Timers
32 32 32 I/O
1 1 1 Serial port
6 8 6 Interrupt sources

جدول 2-1 مقايسه اعضاي خانواده 8051
فصل اول :ميكروكنترلرهاي 8051
انواع ميكروكنترلر 8051
گرچه 8051 رايج ترين عضو خانواده 8051 است ، ولي شما قادر نخواهيد بود شماره قطعه اي بصورت 8051 ملاحظه كنيد . دليل اين است كه 8051 با حافظه هاي متفاوتي چون ROM UV-EPحافظه سريع ، NV-RAM در دسترس است كه هر يك شماره قطعه متفاوتي دارد . نوع ROM UV-EP خانواده 8051 تراشه 8751 است نوع ROM سريع بوسيله كمپاني هاي متعدد از جمله Atmel راهي بازار شده است . 8051 نوع سريع از Atmel است كه AT89C51 خوانده مي شود . نوع NV-RAM از 8051 بوسيلهDallas semiconductor بنام DS500 شناخته مي شود .همچنين نوع OTP ( يكبار قابل برنامه ريزي ) خانواده 8051 بوسيله سازندگان متعددي توليد شده است اكنون هر يك از تراشه هاي فوق را بطور خلاصه توصيف و كاربرد آنها را بيان مي كنيم .

تحقیق درباره خانواده ميكروكنترلر 8051 و ويژگی های آن ها
ميكرو كنترلر 8751
تراشه 8751 فقط بايت حافظه ROM UV- EPدروني است .هنگام استفاده از اين تراشه در طراحي و پياده سازي به دستگاه برنامه نويسي ROM Pو پاك كننده براي پاك كردن ROM UV-EPدردرون 8751 قبل از برنامه نويسي نياز است .باتوجه به اين نكته كه ROM درون اين تراشه از نوع ROM UV-EPاست ،حدود 20 دقيقه براي پاك كردن آن وقت لازم است تا بتوان بعد از آن عمل برنامه نويسي را انجام داد ، اين مسئله موجب شد تا بسياري از توليد كنندگان انواع سريع و NV-RAM نوع 8751 را كه در زير بحث شده بكار ببرند .همچنين نوع سريع 8751 نيز توسط تعدادي از توليد كنندگان ساخته شده است .
AT89C51 از شركت Atmel
اين تراشه 8051 رايج داراي ROM سريع مي باشد ، در طراحي هاي سريع اين نوع حافظه ايده ال است زيرا حافظه سريع مي تواند طي چند ثانيه ،درمقايسه 20 دقيقه لازم براي 8751 پاك شود .با اين دليل AT89C51 بجاي 8751 بكار برده شده است .تا هنگام پاك كردن تراشه وقتي تلف نشود وبدينوسيله ساخت سيستم سريع گردد هنگام استفاده از AT89C51 براي سخت سيستم هاي مبتني بر ميكروكنترلر به سوزاننده يا برنامه ريز ROM سريع نياز داريم ، بااين وجود به پاك كننده ROM نياز نيست .توجه داشته باشيد كه در حافظه سريع بايد تمام حافظه پاك شود تا بتواند مجددا آن را برنامه نويسي كرد .پاك كردن حافظه سريع با خود سوزاننده صورت ميگيرد و با اين دليل پاك كننده جداگانه اي لازم نمي باشد .براي حذف سوزاننده ROM P Atmelروي نوعي از AT89C51 كار مي كند كه مي تواند از طريق پورت سريال COM يك IBM PC برنامه ريزي شود .

تحقیق درباره خانواده ميكروكنترلر 8051 و ويژگی های آن ها

جدول 3-1 انواع 8051 از Amtel
بسته بندي Vcc وقفه تايمر پايه هايI/O RAM ROM شماره قطعه
40 5V 6 2 32 128 4K AT89C51
40 3V 6 2 32 128 4K AT89LV51
20 3V 3 1 15 64 1K AT89C1051
20 3V 6 2 15 128 2K AT89C2051
40 5V 8 3 32 128 8K AT89C52
40 3V 8 3 32 128 8K AT89LV52

توجه : C درشماره قطعه بمعني CMOS است .
محصولات مختلفي از نظرسرعت و بسته بندي توليد شده است . جدول 4-1 را ببينيد مثلا به AT89C51-12PCتوجه كنيد كه در آن C قبل از 51 به معني CMOS است بنابراين توان مصرفي كمي دارد .
جدول 4-1 8051 با سرعت هاي مختلف از Amell
مورد استفاده بسته بندي پايه ها سرعت شماره قطعه
تجاري پلاستيك DIP 40 12MHz At89c51-12PC
تجاري پلاستيكDIP 40 16MHz AT89C51- 16PC
تجاري پلاستيكDIP 40 20MHz AT89C51-20PC

12 به معني P.12MHz براي پلاستيكي بودن بسته C,DIP بمعني تجاري است كه د رمقابل M به معني نظامي بكار مي رود-12PC AT89C51 براي پروژه هاي دانشجويي مناب است .

تحقیق درباره خانواده ميكروكنترلر 8051 و ويژگی های آن ها

DS5000از Dollas Semiconductor
نوع رايج ديگر از 8051 تراشه DS5000از Dollas Semiconductor است . ROM در DS5000 از نوعNV – RAM است قابليت نوشتن / خواندن NV-RAM اجازه مي دهد تا برنامه در ROM در حالي كه روي سيستم نصب است بار شود . اين كار راحتي مي توان ازطريق IBM PC انجام داد . به اين نوع برنامه نويسي ، بار كردن برنامه در سيستم DS5000 مي گويند . كه انجام آن ا زطريق پورت سريال PC آن را براي ساخت سيستم ها درخانه ايده ال مي كند . مزيت ديگر NV- RAM قابليت تغيير يك بايت در هر بار است . اين قابليت با ROM UV- EPو حافظه سريع كار

تحقیق درباره خانواده ميكروكنترلر 8051 و ويژگی های آن ها

پسورد فایل: www.bazaarfile.ir

مطالعه بیشتر