Marco estructural del microcontrolador 8051
La CPU del PC se basa en la arquitectura von Neumann, mientras que la MCU (microordenador de un solo chip) y el Dsp (procesador de señal digital) se basan ambos en la arquitectura Harvard. La arquitectura de Harvard es muy diferente de la arquitectura de von Neumann. En la arquitectura de von Neumann, solo hay un espacio de direcciones y la RAM se puede organizar aleatoriamente en diferentes espacios dentro de este rango de direcciones, es decir, las direcciones de ROM y RAM se asignan de manera uniforme. . Cuando la CPU accede a la memoria, una dirección corresponde a una unidad de almacenamiento única, que puede ser ROM o RAM. Bajo la arquitectura Harvard, la ROM y la RAM se abordan por separado, es decir, el programa y los datos se almacenan por separado cuando se accede a ellos mediante diferentes instrucciones, y se puede acceder a ellos al mismo tiempo. beneficioso para aumentar la velocidad de ejecución de las instrucciones. En los siguientes capítulos presentaremos en detalle la configuración de la memoria del microcontrolador.
(1) Un microprocesador (CPU) de 8 bits.
(2) Memoria RAM de datos en chip (128B/256B), utilizada para almacenar datos de lectura/escritura, como resultados intermedios de operaciones, resultados finales y datos que se mostrarán, etc. La serie SST89 de microcontroladores tiene la mayor cantidad Proporciona 1K de RAM.
(3) Memoria de programa en chip ROM/EPROM (4KB/8KB), utilizada para almacenar programas, algunos datos originales y tablas. Pero también hay algunos microcontroladores sin ROM/EPROM en su interior, como el 8031, 8032, 80C31, etc. La tendencia actual de desarrollo de microcontroladores es integrar RAM y ROM en el microcontrolador, lo que no solo facilita el diseño del usuario sino que también mejora el rendimiento antiinterferencias del sistema. Los microcontroladores de la serie 89 lanzados por SST Company integran memorias Flash de 16K, 32K y 64K respectivamente, que los usuarios pueden seleccionar según sus necesidades. Los lectores pueden consultar la parte posterior del libro.
(4) Cuatro interfaces de E/S paralelas de 8 bits P0~P3, cada puerto se puede utilizar como entrada o salida.
(5) Dos temporizadores/contadores. Cada temporizador/contador se puede configurar en modo de conteo para contar eventos externos. También se puede configurar en modo de temporización y se puede configurar de acuerdo con el conteo o los resultados de temporización son por computadora. revisado. Para facilitar el diseño de la comunicación en serie, los microcontroladores actuales de la serie 52 proporcionarán tres temporizadores/contadores de 16 bits.
(6) Sistema de control de interrupciones con cinco fuentes de interrupción. Hoy en día, los microcontroladores recién lanzados tienen más de 5 fuentes de interrupción. Por ejemplo, SST89E58RD tiene 9 fuentes de interrupción.
(7) Un puerto de E/S serie UART (Transmisor receptor asíncrono universal) full-duplex, utilizado para realizar comunicación serie entre microcontroladores o entre una sola computadora y una microcomputadora.
(8) Oscilador en chip y circuito de generación de reloj, pero el cristal de cuarzo y el condensador recortador deben conectarse externamente. La frecuencia de oscilación máxima permitida es de 12MHz. SST89V58RD tiene una frecuencia de oscilación máxima permitida de 40MHz, lo que mejora en gran medida la velocidad de ejecución de instrucciones.
Las partes anteriores están conectadas entre sí a través del bus de datos interno.
La estructura interna del microcontrolador 8051 se muestra en la Figura 2-2. Una computadora completa debe estar compuesta por una unidad aritmética, un controlador, una memoria (ROM y RAM), un bus de datos y una interfaz de E/S. Generalmente, los microprocesadores (como el 8086) solo incluyen dos partes: unidad aritmética y controlador. En comparación con los microprocesadores normales, el 8051 agrega cuatro puertos de E/S de 8 bits, un puerto serie, 4 KB de ROM, 128 BRAM, muchos registros de trabajo y registros de funciones especiales (SFR), por lo que el microcontrolador es más potente que un microprocesador. el microcontrolador está especialmente diseñado para el control, mientras que el microprocesador común se utiliza para funciones informáticas. La descripción de la función de cada parte se muestra en la siguiente figura.