Introducción a las funciones del microcontrolador 8051
La microcomputadora de un solo chip, también conocida como microcontrolador, es una rama importante de la microcomputadora. El microcontrolador es un chip de circuito integrado a gran escala desarrollado a mediados de los años 1970. Es un dispositivo que integra CPU, RAM, ROM, interfaz de E/S y sistema de interrupción en el mismo chip de silicio. Desde la década de 1980, los microcontroladores se han desarrollado rápidamente, han surgido varios productos nuevos uno tras otro y han surgido muchos modelos nuevos de alto rendimiento. Poco a poco se ha convertido en una de las industrias pilares en la automatización de fábricas y en diversos campos de control.
Función de edición de este pin
MCS-51 es un chip de circuito integrado dual en línea estándar de 40 pines. Para la distribución de pines, consulte el diagrama de pines del microcontrolador: puerto l Línea de puerto bidireccional de 8 bits P0.0~P0.7 P0 (en los terminales 39~32 del pin). l p 1.0 ~ p 1.7 p 1 Línea de puerto bidireccional de 8 bits (en los terminales de pin 1~8). L P2.0~P2.7 P2 Línea de puerto bidireccional de 8 bits (en los terminales de pin 21~28). L P3.0~P3.7 P3 Línea de puerto bidireccional de 8 bits (terminales de pines 10~17). Estos cuatro puertos de E/S tienen funciones diferentes, por lo que debes aprenderlas con atención. Aunque hay algunos en otros libros, son demasiado profundos para que los comprendan los principiantes. Todo aquí está escrito a mi manera, creo que tú también puedes entenderlo.
Edite los cuatro puertos de E/S en este párrafo:
El puerto P0 tiene tres funciones.
1. Cuando se usa una memoria de expansión externa, se considera como un bus de datos (D0~D7 en 1 es la interfaz del bus de datos 2. Cuando se usa una memoria de expansión externa, se considera como un bus de direcciones); (A0 en 1 ~ A7 son todas interfaces de bus de direcciones); 3. Cuando no está expandido, se puede usar como E/S de uso general, pero no hay una resistencia pull-up interna como entrada o bus de direcciones.
Puerto P1
Solo puerto de E/S: hay una resistencia pull-up interna.
El puerto P2 tiene dos funciones.
1. Al ampliar la memoria externa, se utiliza como bus de direcciones. 2. Se utiliza como puerto de E/S de uso general y tiene una resistencia pull-up interna.
El puerto P3 tiene dos funciones
Además de usarse como E/S (con resistencia pull-up interna), también hay algunas funciones especiales configuradas por registros especiales. Para funciones específicas, consulte nuestra descripción de pin a continuación. Los chips de microcontrolador con EPROM incorporada (como el 8751) necesitan proporcionar pulsos de programación especiales y potencia de programación para escribir programas. Estas señales también se proporcionan en forma de pines de señal, es decir, pulso de programación: 30 pines (ALE/PROG) voltaje de programación (25 V): 31 pines (EA/Vpp). Es posible que los hermanos que hayan estado expuestos a equipos industriales vean algunas impresiones. Esta es la fuente de alimentación de respaldo para el microcontrolador. Cuando la fuente de alimentación externa cae al límite inferior, el pin 9 (RST/VPD) introducirá energía de respaldo a través de la segunda función para proteger la información en la RAM interna contra la pérdida. (Nota: además de la segunda función de los 9 pines, todas las aplicaciones funcionales de estos pines se utilizan en el kit de aprendizaje "New Power 2004 Edition".)
Resistencia pull-up
Al presentar estos cuatro puertos de E/S, se mencionó una "resistencia pull-up". Entonces, ¿qué es una resistencia pull-up? ¿Qué papel juega? Dicen que es una resistencia, claro que es una resistencia. Cuando se usa como entrada, la resistencia pull-up aumenta su potencial y puede proporcionar una fuente de corriente si la entrada es baja. Por lo tanto, si el puerto P0 está en un estado de alta impedancia cuando se usa como entrada, solo la resistencia pull-up externa es efectiva.
Señal de control del pestillo de datos ALE/PROG
Cuando el sistema se expande, ALE se utiliza para controlar la dirección de 8 bits de orden inferior del puerto P0 y enviarla al pestillo. lock para realizar la dirección de orden inferior y los datos de aislamiento. (Veremos el circuito EEPROM extendido 8051 en un curso posterior sobre expansión. En la figura, ALE está conectado a G del pestillo 74LS373, que se usa para bloquear la dirección de orden inferior de la dirección cuando la CPU accede al exterior. es decir, la salida del puerto P0 puede ser alta o baja. Cuando ALE está alto, la señal de bloqueo de datos está habilitada. Al acceder a la memoria externa, la señal ALE cambia inversamente (es decir, de positiva a negativa) para enviar el 8 inferior. Señal de dirección de bits en el pestillo del puerto P0.
Cuando ALE es bajo, el contenido del puerto P0 es consistente con la salida del pestillo. También cubriremos los pestillos más adelante. Durante el período en el que no se accede a la memoria externa, ALE genera una frecuencia de período de oscilación de 1/6 (es decir, frecuencia dividida por 6), y al acceder a la memoria externa, genera una frecuencia de período de oscilación de 1/12 (dividida a las 12). Desde aquí podemos ver que cuando el sistema no está expandido, ALE emitirá a una frecuencia fija de 1/6 del período de oscilación, por lo que puede usarse como un reloj externo o como un pulso de sincronización externo.
PORG es la entrada de pulso de programación.
Lección 5, la estructura interna y composición del microcontrolador Ya sabemos que hay una memoria de programa (ROM) de 4 KB o 8 KB en el microcontrolador 8051. La función de la ROM es almacenar los programas que. el usuario necesita ejecutar. Entonces, ¿cómo almacenamos el programa escrito en esta ROM? De hecho, solo se puede escribir mediante la entrada de pulso de programación. El puerto de entrada de este pulso es PROG. Señal estroboscópica de lectura de memoria de programa externa de PSEN: al leer la ROM externa, PSEN está activo en nivel bajo para realizar la operación de lectura de la unidad de ROM externa. 1. Al leer la ROM interna, PSEN no actúa; 2. Al leer la ROM externa, actuará dos veces en cada ciclo de la máquina 3. Al leer desde la RAM externa, se omitirán los dos pulsos del PSEN. salida; 4. Cuando la ROM está conectada externamente, está conectada al pin OE de la ROM. Consulte la Figura 2-(circuito EEPROM extendido de 2 KB 8051, donde PSEN está conectado al pin OE de la ROM extendida). Cuando la señal 1 de control de memoria secuencial y acceso EA/VPP está conectada en nivel alto, la CPU lee la memoria de programa interna (ROM) y expande la ROM externa. Cuando la lectura de la memoria interna del programa excede 0ffh (8051) 65438. 2. Cuando está conectado en nivel bajo, la CPU lee la memoria de programa externa (ROM). En el estudio anterior, ya sabemos que no hay ROM dentro del microcontrolador 8031, por lo que cuando se usa el microcontrolador 8031, este pin está directamente bajo. 3. Cuando el 8751 escribe en la EPROM interna, use este pin para ingresar un voltaje de escritura de 21 V. Señal de reinicio RST: es válida cuando la señal de entrada es de nivel alto durante más de 2 ciclos consecutivos de la máquina y se utiliza para completar la operación de inicialización de reinicio del microcontrolador. Después del reinicio, cuando el contador del programa PC = 0000H, es decir, el primer código de instrucción se leerá de la unidad 0000H de la memoria del programa después del reinicio. XTAL1 y XTAL2 son pines de oscilador de cristal externo. Cuando se utiliza el reloj interno del chip, estos dos pines se utilizan para conectar el cristal de sincronización externo y el condensador de ajuste; cuando se utiliza el reloj externo, se utilizan para recibir señales de pulso de reloj externo. VCC: fuente de alimentación entrada de 5V VSS: tierra GND. AVR y pic son microcontroladores de 8 bits, con estructuras diferentes a partir de 8051. Dado que sus estructuras son diferentes, sus instrucciones de montaje también lo son, a diferencia del 8051 que utiliza el conjunto de instrucciones CISC. Todos son conjuntos de instrucciones RISC, con solo unas pocas docenas de instrucciones, y la mayoría de ellas son instrucciones de ciclo de instrucción única, por lo que son más rápidas que 8051 con la misma frecuencia de oscilador de cristal. Además, el microcontrolador de 8 bits de PIC era el microcontrolador más grande del mundo hace unos años, seguido de cerca por el microcontrolador de Freescale. ARM es en realidad un microcontrolador de 32 bits con muchos más recursos internos (registros y funciones periféricas) que 8051, PIC y AVR, y está muy cerca del chip CPU de una computadora. Comúnmente utilizado en teléfonos móviles, enrutadores, etc. DSP es en realidad un microcontrolador especial, que va desde 8 bits hasta 32 bits. Se utiliza específicamente para calcular señales digitales. En algunos cálculos de fórmula, es más rápido que la CPU más rápida de las computadoras domésticas actuales. Por ejemplo, un DSP de 32 bits de uso general puede calcular el producto de 32 bits por 32 bits y sumar 32 bits en un ciclo de instrucción. Se utiliza en algunas situaciones que requieren un alto procesamiento en tiempo real.