Chương 1: Các bộ vi điều khiển

pdf
Số trang Chương 1: Các bộ vi điều khiển 284 Cỡ tệp Chương 1: Các bộ vi điều khiển 1,000 KB Lượt tải Chương 1: Các bộ vi điều khiển 0 Lượt đọc Chương 1: Các bộ vi điều khiển 0
Đánh giá Chương 1: Các bộ vi điều khiển
4 ( 3 lượt)
Nhấn vào bên dưới để tải tài liệu
Đang xem trước 10 trên tổng 284 trang, để tải xuống xem đầy đủ hãy nhấn vào bên trên
Chủ đề liên quan

Tài liệu tương tự

Nội dung

Ch−¬ng I C¸c bé vi ®iÒu khiÓn 8051 1.1 c¸c bé vi ®iÒu khiÓn vμ c¸c bé xö lý nhóng. Trong môc nμy chóng ta bμn vÒ nhu cÇu ®èi víi c¸c bé vi ®iÒu khiÓn (V§K) vμ so s¸nh chóng víi c¸c bé vi xö lý cïng d¹ng chung nh− Pentium vμ c¸c bé vi xö lý × 86 kh¸c. Chóng ta cïng xem xÐt vai trß cña c¸c bé vi ®iÒu khiÓn trong thÞ tr−êng c¸c s¶n phÈm nhóng. Ngoμi ra, chóng ta cung cÊp mét sè tiªu chuÈn vÒ c¸ch lùa chän mét bé vi ®iÒu khiÓn nh− thÕ nμo. 1.1.1 Bé vi ®iÒu khiÓn so víi bé vi xö lý cïng dïng chung Sù kh¸c nhau gi÷a mét bé vi ®iÒu khiÓn vμ mét bé vi xö lý lμ g×? Bé vi xö lý ë ®©y lμ c¸c bé vi xö lý c«ng dung chung nh− hä Intell × 86 (8086, 80286, 80386, 80486 vμ Pentium) hoÆc hä Motorola 680 × 0(68000, 68010, 68020, 68030, 68040 v.v...). Nh÷ng bé VXL nμy kh«ng cã RAM, ROM vμ kh«ng cã c¸c cæng vμo ra trªn chÝp. Víi lý do ®ã mμ chóng ®−îc gäi chung lμ c¸c bé vi xö lý c«ng dông chung. Data bus CPU GeneralPurpose Microprocessor RA ROM I/O Port Timer CPU RAM ROM I/O Timer Serial COM Port Serial COM Port Address bus (a) General-Purpose Microcessor System (b) Microcontroller H×nh 1.1: HÖ thèng vi xö lý ®−îc so s¸nh víi hÖ thèng vi ®iÒu khiÓn. a) HÖ thèng vi xö lý c«ng dông chung b) HÖ thèng vi ®iÒu khiÓn Mét nhμ thiÕt kÕ hÖ thèng sö dông mét bé vi xö lý c«ng dông chung ch¼ng h¹n nh− Pentium hay 68040 ph¶i bæ xung thªm RAM , ROM, c¸c cæng vμo ra vμ c¸c bé ®Þnh thêi ngoμi ®Ó lμm cho chóng ho¹t ®éng ®−îc. MÆc dï viÖc bæ xung RAM, ROM vμ c¸c cæng vμo ra bªn ngoμi lμm cho hÖ thèng cång cÒnh vμ ®¾t h¬n, nh−ng chóng cã −u ®iÓm lμ linh ho¹t ch¼ng h¹n nh− ng−êi thiÕt kÕ cã thÓ quyÕt ®Þnh vÒ sè l−îng RAM, ROM vμ c¸c cæng vμo ra cÇn thiÕt phï hîp víi bμi to¸n trong tÇm tay cña m×nh. §iÒu nμy kh«ng thÓ cã ®−îc ®èi víi c¸c bé vi ®iÒu khiÓn. Mét bé vi ®iÒu khiÓn cã mét CPU (mét bé vi xö lý) cïng víi mét l−îng cè ®Þnh RAM, ROM, c¸c cæng vμo ra vμ mét bé ®Þnh thêi tÊt c¶ trªn cïng mét chÝp. Hay nãi c¸ch kh¸c lμ bé xö lý, RAM, ROM c¸c cæng vμo ra vμ bé ®Þnh thêi ®Òu ®−îc nhóng víi nhau trªn mét chÝp; do vËy ng−êi thiÕt kÕ kh«ng thÓ bæ xung thªm bé nhí ngoμi, cæng vμo ra hoÆc bé ®Þnh thêi cho nã. Sè l−îng cè ®Þnh cña RAM, ROM trªn chÝp vμ sè c¸c cæng vμo - ra trong c¸c bé vi ®iÒu khiÓn lμm cho chóng trë nªn lý t−ëng ®èi víi nhiÒu øng dông mμ trong ®ã gi¸ thμnh vμ kh«ng gian l¹i h¹n chÕ. Trong nhiÒu øng dông, vÝ dô mét ®iÒu khiÓn TV tõ xa th× kh«ng cÇn c«ng suÊt tÝnh to¸n cña bé vi sö lý 486 hoÆc thËm chÝ nh− 8086. Trong rÊt nhiÒu øng dông th× kh«ng gian nã chiÕm, c«ng suÊt nã tiªu tèn vμ gi¸ thμnh trªn mét ®¬n vÞ lμ nh÷ng c©n nh¾c nghiªm ngÆt h¬n nhiÒu so víi c«ng suÊt tÝnh to¸n. Nh÷ng øng dông th−êng yªu cÇu mét sè thao t¸c vμo - ra ®Ó ®äc c¸c tÝn hiÖu vμ t¾t - më nh÷ng bit nhÊt ®Þnh. V× lý do nμy mμ mét sè ng−êi gäi c¸c bé xö lý nμy lμ IBP ( Itty-Bitty-Processor ), (tham kh¶o cuèn Generating Big product opportunities Good things in small packages are do Rick Grehan viÕt trªn t¹p BYTE th¸ng 9.1994; WWW. Byte. Com ®Ó biÕt vÒ nh÷ng trao ®æi tuyÖt vêi vÒ c¸c bé vi ®iÒu khiÓn). §iÒu thó vÞ lμ mét sè nhμ s¶n xuÊt c¸c bé vi ®iÒu khiÓn ®· ®i xa h¬n lμ tÝch hîp c¶ mét bé chuyÓn ®æi ADC vμ c¸c ngo¹i vi kh¸c vμo trong bé vi ®iÒu khiÓn. B¶ng 1.1: Mét sè s¶n phÈm ®−îc nhóng sö dông c¸c bé vi ®iÒu khiÓn ThiÕt bÞ néi thÊt gia ®×nh V¨n phßng « t« §å ®iÖn trong nhμ §iÖn tho¹i M¸y tÝnh hμnh tr×nh M¸y ®μm tho¹i M¸y tÝnh §iÒu khiÓn ®éng c¬ M¸y ®iÖn tho¹i C¸c hÖ thèng an toμn Tói ®Öm khÝ C¸c hÖ thèng an toμn M¸y Fax ThiÕt bÞ ABS C¸c bé më cöa ga-ra xe Lß vi sãng §o l−êng M¸y tr¶ lêi M¸y sao chôp HÖ thèng b¶o mËt M¸y Fax M¸y in lazer §Ýòu khiÓn truyÒn tin M¸y tÝnh gia ®×nh M¸y in mμu Gi¶i trÝ M¸y nh¾n tin Tivi §iÒu hoμ nhiÖt ®é TruyÒn h×nh c¸p §iÖn tho¹i tæ ong VCR Më cöa kh«ng cÇn ch×a M¸y quy camera kho¸ §iÒu khiÓn tõ xa Trß ch¬i ®iÖn tö §iÖn tho¹i tæ ong C¸c nh¹c cô ®iÖn tö M¸y kh©u §iÒu khiÓn ¸nh s¸ng M¸y nh¾n tin M¸y ch¬i Pootball §å ch¬i C¸c dông cô tËp thÓ h×nh 1.1.2 C¸c bé V§K cho c¸c hÖ thèng nhóng. Trong tμi liÖu vÒ c¸c bé vi xö lý ta th−êng thÊy kh¸i niÖm hÖ thèng nhóng (Embeded system). C¸c bé vi xö lý vμ c¸c bé vi ®iÒu khiÓn ®−îc sö dông réng r·i trong c¸c s¶n phÈm hÖ thèng nhóng. Mét s¶n phÈm nhóng sö dông mét bé vi xö lý (hoÆc mét bé vi ®iÒu khiÓn ®Ó thùc hiÖn mét nhiÖm vô vμ chØ mét mμ th«i. Mét m¸y in lμ mét vÝ dô vÒ mét viÖc nhóng v× bé xö lý bªn trong nã chØ lμm mét viÖc ®ã lμ nhËn d÷ liÖu vμ in nã ra. §iÒu nμy kh¸c víi mét m¸y t×nh PC dùa trªn bé xö lý Pentium (hoÆc mét PC t−¬ng thÝch víi IBM × 86 bÊt kú). Mét PC cã thÓ ®−îc sö dông cho mét sè bÊt kú c¸c tr¹m dÞch vô in, bé ®Çu cuèi kiÓm kª nhμ b¨ng, m¸y ch¬i trß ch¬i ®iÖn tö, tr¹m dÞch vô m¹ng hoÆc tr¹m ®Çu cuèi m¹ng Internet. PhÇn mÒm cho c¸c øng dông kh¸c nhau cã thÓ ®−îc n¹p vμ ch¹y. TÊt nhiªn lμ lý do hiÓn nhiªn ®Ó mét PC thùc hiÖn hμng lo¹t c¸c c«ng viÖc lμ nã cã bé nhí RAM vμ mét hÖ ®iÒu hμnh n¹p phÇn mÒm øng dông th−êng ®−îc ®èt vμo trong ROM. Mét m¸y tÝnh PC × 86 chøa hoÆc ®−îc nèi tíi c¸c s¶n phÈm nhóng kh¸c nhau ch¼ng h¹n nh− bμn phÝm, m¸yin, Modem, bé ®iÒu khiÓn ®Üa, Card ©m thanh, bé ®iÒu khiÓn CD = ROM. Chuét v.v... Mét néi ngo¹i vi nμy cã mét bé vi ®iÒu khiÓn bªn trong nã ®Ó thùc hiÖn chØ mét c«ng viÖc, vÝ dô bªn trong mçi con chuét cã mét bé vi ®iÒu khiÓn ®Ó thùc thi c«ng viÖc t×m vÞ trÝ chuét vμ göi nã ®Õn PC B¶ng 1.1 liÖt kª mét sè s¶n phÈm nhóng. 4.1.3 C¸c øng dông nhóng cña PC × 86. MÆc dï c¸c bé vi ®iÒu khiÓn lμ sù lùa chän −a chuéng ®èi víi nhiÒu hÖ thèng nhóng nh−ng cã nhiÒu khi mét bé vi ®iÒu khiÓn kh«ng ®ñ cho c«ng viÖc. V× lý do ®ã mμ nh÷ng n¨m gÇn ®©y nhÝÒu nhμ s¶n xuÊt c¸c bé vi sö lý c«ng dông chung ch¼ng h¹n nh− Intel, Motorla, AMD (Advanced Micro Devices, Inc...). Vμ Cyric (mμ b©y giê lμ mét bé phËn cña National Senicon ductir, Inc) ®· h−íng tíi bé vi xö lý cho hiÖu suÊt cao cña thÞ tr−êng nhóng. Trong khi Intel, AMD vμ Cyrix ®Èy c¸c bé xö lý × 86 cña hä vμo cho c¶ thÞ tr−êng nhóng vμ thÞ tr−êng m¸y tÝnh PC ®Ó b¸n th× Motorola vÉn kiªn ®Þnh gi÷ hä vi xö lý 68000 l¹i chñ yÕu h−íng nã cho c¸c hÖ thèng nhóng hiÖu suÊt cao vμ b©y giê Apple kh«ng cßn dïng 680 × trong c¸c m¸y tÝnh Macintosh n÷a. Trong nh÷ng n¨m ®Çu thËp kû 90 cña thÕ kû 20 m¸y tÝnh Apple b¾t ®Çu sö dông c¸c bé vi xö lý Power PC (nh− 603, 604, 620 v.v...) thay cho 680 ×0 ®èi víi Macintosh. Bévi xö lý Power PC lμ kÕt qu¶ liªn doanh ®Çu t− cña IBM vμ Motorola vμ nã ®−îc h−íng cho thÞ tr−íng nhóng hiÖu suÊt cao còng nh− cho c¶ thÞ tr−êng m¸y tÝnh PC. CÇn ph¶i l−u ý r»ng khi mét c«ng ty h−íng mét bé vi xö lý c«ng dông chung cho thÞ tr−êng nhóng nã tèi −u ho¸ bé xö lý ®−îc sö dông cho c¸c hÖ thèng nhóng. V× lý do ®ã mμ c¸c bé vi xö lý nμy th−êng ®−îc gäi lμ c¸c bé xö lý nhóng hiÖu suÊt cao. Do vËy c¸c kh¸i niÖm c¸c bé vi ®iÒu khiÓn vμ bé xö lý nhóng th−êng ®−îc sö dông thay ®æi nhau. Mét trong nh÷ng nhu cÇu kh¾t khe nhÊt cña hÖ thèng nhóng lμ gi¶m c«ng suÊt tiªu thô vμ kh«ng gian. §iÒu nμy cã thÓ ®¹t ®−îc b»ng c¸ch tÝch hîp nhiÒu chøc n¨ng vμo trong chÝp CPU. TÊt c¶ mäi bé xö lý nhóng dùa trªn × 86 vμ 680 × 0 ®Òu cã c«ng suÊt tiªu thu thÊp ngoμi ra ®−îc bæ xung mét sè d¹ng cæng vμo - ra, cæng COM vμ bé nhí ROM trªn mét chÝp. Trong c¸c bé xö lý nhóng hiÖu suÊt cao cã xu h−íng tÝch hîp nhiÒu vμ nhiÒu chøc n¨ng h¬n n÷a trªn chÝp CPU vμ cho phÐp ng−êi thiÕt kÕ quyÕt ®Þnh nh÷ng ®Æc tÝnh nμo hä muèn sö dông. Xu h−íng nμy còng ®ang chiÕm lÜnh thiÕt kÕ hÖ thèng PC. B×nh th−êng khi thiÕt kÕ bo m¹ch chñ cña PC (Motherboard) ta cÇn mét CPU céng mét chÝp - set cã chøa c¸c cèng vμo - ra, mét bé ®iÒu khiÓn cache, mét bé nhí Flash ROM cã chøa BIOS vμ cuèi cïng lμ bé nhí cache thø cÊp. Nh÷ng thiÕt kÕ míi ®ang Comment [URG1]: khÈn tr−¬ng ®i vμo c«ng nghiÖp s¶n xuÊt hμng lo¹t. VÝ dô Cyrix ®· tuyªn bè r»ng hä ®ang lμm viÖc trªn mét chÝp cã chøa toμn bé mét m¸y tÝnh PC ngo¹i trõ DRAM. Hay nãi c¸ch kh¸c lμ chóng ta x¾p nh×n thÊy mét m¸y tÝnh PC trªn mét chÝp. HiÖn nay do chuÈn ho¸ MS - DOS vμ Windows nªn c¸c hÖ thèng nhóng ®ang sö dông c¸c m¸y t×nh PC × 86 . Trong nhiÒu tr−êng hîp viÖc sö dông c¸c m¸y tÝnh PC × 86 cho c¸c øng dông nhóng hiÖu suÊt cao lμ kh«ng tiÕt kiÖm tiÒn b¹c, nh−ng nã lμm rót ng¾n thêi gian ph¸t triÓn v× cã mét th− viÖn phÇn mÒm bao la ®· ®−îc viÕt cho nÒn DOS vμ Windows. Thùc tÕ lμ Windows lμ mét nÒn ®−îc sö dông réng r·i vμ dÔ hiÓu cã nghÜa lμ viÖc ph¸t triÓn mét s¶n phÈm nhóng dùa trªn Windows lμm gi¶m gi¸ thμnh vμ rót ng¾n thêi gian ph¸t triÓn ®¸ng kÓ. 1.1.4 Lùa chän mét bé vi ®iÒu khiÓn. Cã 4 bé vi ®iÒu khiÓn 8 bit chÝnh. §ã lμ 6811 cña Motorola, 8051 cña Intel z8 cña Xilog vμ Pic 16 × cña Microchip Technology. Mçi mét kiÓu lo¹i trªn ®©y ®Òu cã mét tËp lÖnh vμ thanh ghi riªng duy nhÊt, nÕu chóng ®Òu kh«ng t−¬ng thÝch lÉn nhau. Còng cã nh÷ng bé vi ®iÒu khiÓn 16 bit vμ 32 bit ®−îc s¶n xuÊt bëi c¸c h·ng s¶n xuÊt chÝp kh¸c nhau. Víi tÊt c¶ nh÷ng bé vi ®iÒu khiÓn kh¸c nhau nh− thÕ nμy th× lÊy g× lμm tiªu chuÈn lùa chän mμ c¸c nhμ thiÕt kÕ ph¶i c©n nh¾c? Cã ba tiªu chuÈn ®Ó lùa chän c¸c bé vi ®iÒu khiÓn lμ: 1) §¸p øng nhu cÇu tÝnh to¸n cña bμi to¸n mét c¸ch hiÖu qu¶ vÒ mÆt gi¸ thμnh vμ ®Çy ®ñ chøc n¨ng cã thÓ nh×n thÊy ®−îc (kh¶ dÜ). 2) Cã s½n c¸c c«ng cô ph¸t triÓn phÇn mÒm ch¼ng h¹n nh− c¸c tr×nh biªn dÞch, tr×nh hîp ng÷ vμ gì rèi. 3) Nguån c¸c bé vi ®iÒu khiÓn cã s½n nhiÒu vμ tin cËy. 1.1.5 C¸c tݪu chuÈn lùa chän mét bé vi ®iÒu khiÓn. 1. Tiªu chuÈn ®Çu tiªnvμ tr−íc hÕt tronglùa chän mét bé vi ®iÒu khiÓn lμ nã ph¶i ®¸p øng nhu cÇu bμi to¸n vÒ mét mÆt c«ng suÊt tÝnh to¸n vμ gi¸ thμnh hiÖu qu¶. Trong khi ph©n tÝch c¸c nhu cÇu cña mét dù ¸n dùa trªn bé vi ®iÒu khiÓn chóng ta tr−íc hÕt ph¶i biÕt lμ bé vi ®iÒu khiÓn nμo 8 bit, 16 bit hay 32 bit cã thÓ ®¸p øng tèt nhÊt nhu cÇu tÝnh to¸n cña bμi to¸n mé tc¸ch hiÖu qu¶ nhÊt? Nh÷ng tiªu chuÈn ®−îc ®−a ra ®Ó c©n nh¾c lμ: a) Tèc ®é: Tèc ®é lín nhÊt mμ bé vi ®iÒu khiÓn hç trî lμ bao nhiªu. b) KiÓu ®ãng vá: §ã lμ kÝÓu 40 ch©n DIP hay QFP hay lμ kiÓu ®ãng vá kh¸c (DIP ®ãng vá theo 2 hμng ch©n. QFP lμ ®ãng vá vu«ng dÑt)? §©y lμ ®iÒu quan träng ®èi víi yªu cÇu vÒ kh«ng gian, kiÓu l¾p r¸p vμ t¹o mÉu thö cho s¶n phÈm cuèi cïng. c) C«ng suÊt tiªu thô: §iÒu nμy ®Æc biÖt kh¾t khe ®èi víi nh÷ng s¶n phÈm dïng pin, ¾c quy. d) Dung l−îng bé nhí RAM vμ ROM trªn chÝp. e) Sè ch©n vμo - ra vμ bé ®Þnh thêi trªn chÝp f) Kh¶ n¨ng dÔ dμng n©ng cÊp cho hiÖu suÊt cao hoÆc gi¶m c«ng suÊt tiªu thô. g) Gi¸ thμnh cho mét ®¬n vÞ: §iÒu nμy quan träng quyÕt ®Þnh gi¸ thμnh cuèi cïng cña s¶n phÈm mμ mét bé vi ®iÒu khiÓn ®−îc sö dông. VÝ dô cã c¸c bé vi ®iÒu khiÓn gi¸ 50 cent trªn ®¬n vÞ khi ®−îc mua 100.000 bé mét lóc. 2) Tiªu chuÈn thø hai trong lùa chän mét bé vi ®iÒu khiÓn lμ kh¶ n¨ng ph¸t triÓn c¸c s¶n phÈm xung quanh nã dÔ dμng nh− thÕ nμo? C¸c c©u nh¾c chñ yÕu bao gåm kh¶ n¨ng cã s½n tr×nh l−îng ng÷, gì rèi, tr×nh biªn dÞch ng«n ng÷ C hiÖu qu¶ vÒ m· nguån, tr×nh m« pháng hç trî kü thuËt vμ kh¶ n¨ng sö dông trong nhμ vμ ngoμi m«i tr−êng. Trong nhiÒu tr−êng hîp sù hç trî nhμ cung cÊp thø ba (nghÜa lμ nhμ cung cÊp kh¸c kh«ng ph¶i lμ h·ng s¶n xuÊt chÝp) cho chÝp còng tèt nh−, nÕu kh«ng ®−îc tèt h¬n, sù hç trî tõ nhμ s¶n xuÊt chÝp. 3) Tiªu chuÈn thø ba trong lùa chän mét bé vi ®iÒu khiÓn lμ kh¶ n¨ng s½n sμng ®¸p øng vÒ sè l−îng trong hiÖn t¹i vμ t−¬ng lai. §èi víi mét sè nhμ thiÕt kÕ ®iÒu nμy thËm chÝ cßn quan trong h¬n c¶ hai tiªu chuÈn ®Çu tiªn. HiÖn nay, c¸c bé vi ®iÒu khiÓn 8 bit dÊu ®Çu, hä 8051 lμ cã sè l−¬ng lín nhÊt c¸c nhμ cung cÊp ®a d¹ng (nhiÒu nguån). Nhμ cung cÊp cã nghÜa lμ nhμ s¶n xuÊt bªn c¹nh nhμ s¸ng chÕ cña bé vi ®iÒu khiÓn. Trong tr−êng hîp 8051 th× nhμ s¸ng chÕ cña nã lμ Intel, nh−ng hiÖn nay cã rÊt nhiÒu h·ng s¶n xuÊt nã (còng nh− tr−íc kia ®· s¶n xuÊt). C¸c h·ng nμy bao gåm: Intel, Atmel, Philips/signe-tics, AMD, Siemens, Matra vμ Dallas, Semicndictior. B¶ng 1.2: §Þa chØ cña mét sè h·ng s¶n xuÊt c¸c thμnh viªn cña hä 8051. H·ng §Þa chØ Website Intel www.intel.com/design/mcs51 Antel www.atmel.com Plips/ Signetis www.semiconductors.philips.com Siemens www.sci.siemens.com Dallas Semiconductor www.dalsemi.com Còng nªn l−u ý r»ng Motorola, Zilog vμ Mierochip Technology ®· dμnh mét l−îng tμi nguyªn lín ®Ó ®¶m b¶o kh¶ n¨ng s½n sμng vÒ mét thêi gian vμ ph¹m vi réng cho c¸c s¶n phÈm cña hä tõ khi c¸c s¶n phÈm cña hä ®i vμo s¶n xuÊt æn ®Þnh, hoμn thiÖn vμ trë thμnh nguån chÝnh. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y hä còng ®· b¾t ®Çu b¸n tÕ bμo th− viÖn Asic cña bé vi ®iÒu khiÓn. 1.2 Tæng quan vÒ hä 8051. Trong môc nμy chóng ta xem xÐt mét sè thμnh viªn kh¸c nhau cña hä bé vi ®iÒu khiÓn 8051 vμ c¸c ®Æc ®iÓm bªn trong cña chóng. §ång thêi ta ®iÓm qua mét sè nhμ s¶n xuÊt kh¸c nhau vμ c¸c s¶n phÈm cña hä cã trªn thÞ tr−êng. 1.2.1 Tãm t¾t vÒ lÞch sö cña 8051. Vμo n¨m 1981. H·ng Intel giíi thiÖu mét sè bé vi ®iÒu khiÓn ®−îc gäi lμ 8051. Bé vi ®iÒu khiÓn nμy cã 128 byte RAM, 4K byte ROM trªn chÝp, hai bé ®Þnh thêi, mét cæng nèi tiÕp vμ 4 cæng (®Òu réng 8 bit) vμo ra tÊt c¶ ®−îc ®Æt trªn mét chÝp. Lóc Êy nã ®−îc coi lμ mét hÖ thèng trªn chÝp . 8051 lμ mét bé xö lý 8 bit cã nghÜa lμ CPU chØ cã thÓ lμm viÖc víi 8 bit d÷ liÖu t¹i mét thêi ®iÓm. D÷ liÖu lín h¬n 8 bit ®−îc chia ra thμnh c¸c d÷ liÖu 8 bit ®Ó cho xö lý. 8051 cã tÊt c¶ 4 cæng vμo - ra I/O mçi cæng réng 8 bit (xem h×nh 1.2). MÆc dï 8051 cã thÓ cã mét ROM trªn chÝp cùc ®¹i lμ 64 K byte, nh−ng c¸c nhμ s¶n xuÊt lóc ®ã ®· cho xuÊt x−ëng chØ víi 4K byte ROM trªn chÝp. §iÒu nμy sÏ ®−îc bμn chi tiÕt h¬n sau nμy. 8051 ®· trë nªn phæ biÕn sau khi Intel cho phÐp c¸c nhμ s¶n xuÊt kh¸c s¶n xuÊt vμ b¸n bÊt kú d¹ng biÕn thÕ nμo cña 8051 mμ hä thÝch víi ®iÒu kiÖn hä ph¶i ®Ó m· l¹i t−¬ng thÝch víi 8051. §iÒu nμy dÉn ®Õn sù ra ®êi nhiÒu phiªn b¶n cña 8051 víi c¸c tèc ®é kh¸c nhau vμ dung l−îng ROM trªn chÝp kh¸c nhau ®−îc b¸n bëi h¬n nöa c¸c nhμ s¶n xuÊt. §iÒu nμy quan träng lμ mÆc dï cã nhiÒu biÕn thÓ kh¸c nhau cña 8051 vÒ tèc ®é vμ dung l−¬ng nhí ROM trªn chÝp, nh−ng tÊt c¶ chóng ®Òu t−¬ng thÝch víi 8051 ban ®Çu vÒ c¸c lÖnh. §iÒu nμy cã nghÜa lμ nÕu ta viÕt ch−¬ng tr×nh cña m×nh cho mét phiªn b¶n nμo ®ã th× nã còng sÏ ch¹y víi mäi phiªn b¶n bÊt kú kh¸c mμ kh«ng ph©n biÖt nã tõ h·ng s¶n xuÊt nμo. B¶ng 1.3: C¸c ®Æc tÝnh cña 8051 ®Çu tiªn. §Æc tÝnh Sè l−îng ROM trªn chÝp 4K byte RAM 128 byte Bé ®Þnh thêi 2 C¸c ch©n vμo - ra 32 Cæng nèi tiÕp 1 Nguån ng¾t 6 1.2.2 Bé vÝ ®iÒu khiÓn 8051 Bé vi ®iÒu khiÓn 8051 lμ thμnh viªn ®Çu tiªn cña hä 8051. H·ng Intel ký hiÖu nã nh− lμ MCS51. B¶ng 3.1 tr×nh bμy c¸c ®Æc tÝnh cña 8051. EXTERNAL INTERRUPTS INTERRUPT CONTROL ON - CHIP RAM COUNTER INPUTS ETC TIMER 0 TIMER 1 CPU OSC BUS CONTROL 4 I/O PORTS SERIAL PORT H×nh 1.2: Bè trÝ bªn trong cña s¬ ®å khèi 8051. P0 P1 P2 P3 1.2.3 c¸c thμnh viªn kh¸c cña hä 8051 TXD RXD ADDRESS/DATA Cã hai bé vi ®iÒu khiÓn thμnh viªn kh¸c cña hä 8051 lμ 8052 vμ 8031. a- Bé vi ®iÒu khiÓn 8052: Bé vi ®iÒu khiÓn 8052 lμ mét thμnh viªn kh¸c cña hä 8051, 8052 cã tÊt c¶ c¸c ®Æc tÝnh chuÈn cña 8051 ngoμi ra nã cã thªm 128 byte RAM vμ mét bé ®Þnh thêi n÷a. Hay nãi c¸ch kh¸c lμ 8052 cã 256 byte RAM vμ 3 bé ®Þnh thêi. Nã còng cã 8K byte ROM. Trªn chÝp thay v× 4K byte nh− 8051. Xem b¶ng 1.4. B¶ng1.4: so s¸nh c¸c ®Æc tÝnh cña c¸c thμnh viªn hä 8051. §Æc tÝnh 8051 8052 8031 ROM trªn chÝp 4K byte 8K byte OK RAM 128 byte 256 byte 128 byte Bé ®Þnh thêi 2 3 2 Ch©n vμo - ra 32 32 32 Cæng nèi tiÕp 1 1 1 Nguån ng¾t 6 8 6 Nh− nh×n thÊy tõ b¶ng 1.4 th× 8051 lμ tËp con cña 8052. Do vËy tÊt c¶ mäi ch−¬ng tr×nh viÕt cho 8051 ®Òu ch¹y trªn 8052 nh−ng ®iÒu ng−îc l¹i lμ kh«ng ®óng. b- Bé vi ®iÒu khiÓn 8031: Mét thμnh viªn kh¸c n÷a cña 8051 lμ chÝp 8031. ChÝp nμy th−êng ®−îc coi nh− lμ 8051 kh«ng cã ROM trªn chÝp v× nã cã OK byte ROM trªn chÝp. §Ó sö dông chÝp nμy ta ph¶i bæ xung ROM ngoμi cho nã. ROM ngoμi ph¶i chøa ch−¬ng tr×nh mμ 8031 sÏ n¹p vμ thùc hiÖn. So víi 8051 mμ ch−¬ng tr×nh ®−îc chøa trong ROM trªn chÝp bÞ giíi h¹n bëi 4K byte, cßn ROM ngoμi chøa ch−¬ng trinh ®−îc g¾n vμo 8031 th× cã thÓ lín ®Õn 64K byte. Khi bæ xung cæng, nh− vËy chØ cßn l¹i 2 cæng ®Ó thao t¸c. §Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nμy ta cã thÓ bæ xung cæng vμo - ra cho 8031. Phèi phÐp 8031 víi bé nhí vμ cæng vμo - ra ch¼ng h¹n víi chÝp 8255 ®−îc tr×nh bμy ë ch−¬ng 14. Ngoμi ra cßn cã c¸c phiªn b¶n kh¸c nhau vÒ tèc ®é cña 8031 tõ c¸c h·ng s¶n xuÊt kh¸c nhau. 1.2.4. C¸c bé vi ®iÒu khiÓn 8051 tõ c¸c h·ng kh¸c nhau. MÆc dï 8051 lμ thμnh viªn phæi biÕn nhÊt cña hä 8051 nh−ng chóng ta sÏ thÊy nã trong kho linh kiÖn. §ã lμ do 8051 cã d−íi nhiÒu d¹ng kiÓu bé nhí kh¸c nhau nh− UV - PROM, Flash vμ NV - RAM mμ chóng ®Òu cã sè ®¨ng ký linh kiÖn kh¸c nhau. ViÖc bμn luËn vÒ c¸c kiÓu d¹ng bé nhí ROM kh¸c nhau sÏ ®−îc tr×nh bμy ë ch−¬ng 14. Phiªn b¶n UV-PROM cña 8051 lμ 8751. Phiªn b¶n Flash ROM ®−îc b¸n bëi nhiÒu h·ng kh¸c nhau ch¼ng h¹n cña Atmel corp víi tªn gäi lμ AT89C51 cßn phiªn b¶n NVRAM cña 8051 do Dalas Semi Conductor cung cÊp th× ®−îc gäi lμ DS5000. Ngoμi ra cßn cã phiªn b¶n OTP (kh¶ tr×nh mét lÇn) cña 8051 ®−îc s¶n xuÊt bëi rÊt nhiÒu h·ng. a- Bé vi ®iÒu khiÓn 8751: ChÝp 8751 chØ cã 4K byte bé nhí UV-EPROM trªn chÝp. §Ó sö dông chÝp nμy ®Ó ph¸t triÓn yªu cÇu truy cËp ®Õn mét bé ®èt PROM còng nh− bé xo¸ UV- EPROM ®Ó xo¸ néi dung cña bé nhí UV-EPROM bªn trong 8751 tr−íc khi ta cã thÓ lËp tr×nh l¹i nã. Do mét thùc tÕ lμ ROM trªn chÝp ®èi víi 8751 lμ UV-EPROM nªn cÇn ph¶i mÊt 20 phót ®Ó xo¸ 8751 tr−íc khi nã cã thÓ ®−îc lËp tr×nh trë l¹i. §iÒu nμy ®· dÉn ®Õn nhiÒu nhμ s¶n xuÊt giíi thiÖu c¸c phiªn b¶n Flash Rom vμ UV-RAM cña 8051. Ngoμi ra cßn cã nhiÒu phiªn b¶n víi c¸c tèc ®é kh¸c nhau cña 8751 tõ nhiÒu h·ng kh¸c nhau.
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.