微控制器微控制器|嵌入式系统

本文概述

总览
8051建筑
8051引脚说明
8051 I / O端口
1）端口0
2）端口1
3）端口2
4）端口3
8051中断

总览在单个半导体芯片上制造的微计算机称为单芯片微计算机。由于单芯片微型计算机通常用于控制应用程序, 因此它们也称为微控制器。
微控制器包含微计算机的所有基本组件, 例如CPU, RAM, ROM / EPROM, I / O线等。某些单片机包含用于执行特定功能的设备, 例如DMA通道, A / D转换器, 串行端口, 脉冲宽度调制等
微处理器和微控制器之间的区别

微处理器	微控制器
它用于大型应用程序。	它用于在应用程序中执行单个任务。
微处理器是计算机系统的心脏。	它是嵌入式系统的心脏。
它只是一个处理器。内存和I / O组件必须从外部连接。	微控制器包含外部处理器以及内部存储器和I / O组件。
由于I / O和存储器在外部连接, 因此电路变大。	由于内部存在I / O和存储器, 因此电路很小。
不能在紧凑型系统中使用, 因此效率低下。	可以用于紧凑型系统, 而微控制器是一种有效的技术。
整个系统的成本增加。	整个系统的成本很低。
功耗高。	功耗低。
大多数微处理器没有省电模式。	大多数微控制器具有省电模式。
难以更换。	易于更换。
主要用于个人计算机。	主要用于洗衣机, MP3播放器。

8051建筑 1980年, 英特尔推出了功能强大的8051系列8位微控制器。它们是第二代8位微控制器。 8051微控制器可用于涉及有限计算和相对某些控制策略的各种应用。它们用于工业和商业控制应用, 设备控制, 仪器仪表等。
8051除包括8位CPU, RAM, ROM / EPROM / OTPROM, 定时器/计数器和并行I / O线等基本组件外, 还包含布尔处理器, 全双工串行端口和省电电路。
下图显示了Intel 8051微控制器的框图或体系结构。

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8051引脚说明

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8051微控制器的引脚图由40个引脚组成, 如下所示：
引脚1-8（端口1）：这些是带有内部上拉电阻的8位双向I / O端口。它不执行任何任务；它只是一个I / O端口
引脚9（RST）：这是一个复位输入引脚, 用于将微控制器复位到其初始位置。
引脚10至17（端口3）：这也是一个8位双向I / O端口, 带有内部上拉电阻。此外, 它执行一些特殊功能：

端口3针	功能	描述
P3.0	RXD	串行输入
P3.1	TXD	Serial Output
P3.2	INT0	外部中断0
P3.3	INT1	外部中断1
P3.4	T0	Timer 0
P3.5	T1	营业时间1
P3.6	WR	外部存储器写入
P3.7	RD	外部存储器读取

引脚18和19：分别是XTAL1和XTAL1引脚。这些引脚用于连接外部晶振以获取系统时钟。
引脚20（GND）：它是接地引脚。它为电路提供电源。
引脚21至28（端口2）：这些引脚是双向I / O端口。高阶地址总线信号与该双向端口复用。
引脚29（PSEN）：这是一个程序使能引脚。使用该PSEN引脚可以读取外部程序存储器。
引脚30（ALE / PROG）：此引脚是地址锁存使能引脚。使用该引脚, 可以将外部地址与数据分开。
【微控制器】引脚31（EA / VPP）：命名为外部访问使能引脚（EA）。它用于启用或禁用外部存储器接口。
引脚32-39（端口0）：这也是一个双向I / O引脚, 但没有任何内部上拉电阻。因此, 它需要外部引脚才能将端口0引脚用作I / O端口。低阶数据和地址总线信号与该端口复用。
引脚40（VCC）：该引脚用于为电路供电。
8051 I / O端口 8051微控制器具有4个每个8位的I / O端口, 可以将其配置为输入或输出。因此, 总共32个I / O引脚允许微控制器与外围设备连接。
注意：引脚可以配置为输出0和输入1。 1）端口0 P0可以用作双向I / O端口, 也可以用于连接访问外部存储器的地址/数据。当control为1时, 该端口用于地址或数据接口。当控件为0时, 该端口可以用作双向I / O端口。

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图：端口0引脚的结构
PORT 0作为输入端口
如果控件为0, 则将该端口用作输入端口, 并将1写入锁存器。在这种情况下, 两个输出MOSFET均关闭。由于输出引脚浮空, 因此读引脚直接读取写在引脚上的任何数据。
PORT 0作为输出端口
如果我们想在P0的引脚上写入1, 则将一个“ 1”写入锁存器, 从而将“下” FET关闭, 而由于“ 0”控制信号, 上FET也关闭。
假设我们要在端口0的引脚上写入“ 0”, 当将“ 0”写入锁存器时, 该引脚被较低的FET下拉。因此, 输出变为零。
2）端口1 PORT 1仅用于I / O接口。当用作输出端口时, 不需要连接端口0等额外的上拉电阻。
要将PORT 1用作输入端口’ 1′ , 必须将其写入锁存器。在这种模式下, 外部设备将1写入引脚, 然后读取正常。

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图：端口1引脚的结构
3）端口2 PORT 2用于更高的外部地址字节或普通的I / O端口。此处, I / O操作类似于端口1。当端口2引脚用于外部存储器访问时, 端口2的锁存保持稳定。

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图：端口2引脚的结构
4）端口3 以下是PORT 3的替代功能：

端口3针	功能	描述
P3.0	RXD	串行输入
P3.1	TXD	Serial Output
P3.2	INT0	外部中断0
P3.3	INT1	外部中断1
P3.4	T0	Timer 0
P3.5	T1	Timer 1
P3.6	WR	外部存储器写入
P3.7	RD	外部存储器读取

它像端口2一样用作I / O端口。端口3的替代功能使其体系结构不同于其他端口。

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图：端口3引脚的结构
8051中断中断是创建临时停止主程序并将控制权传递给外部源并执行其任务, 然后将控制权传递给主程序的过程。
8051有5个中断信号, 即

INT0,
TFO,
INT1,
TF1,
RI / OF。

中断源的数量因版本而异。从5到15不等。
重要的中断源是：一个来自串行端口, 两个来自定时器, 两个来自外部中断INT0和INT1。
通过设置/清除特殊功能寄存器IE（中断允许）中的某个位, 可以分别启用/禁用每个中断。 IE寄存器还包含一个全局禁用位, 该位禁用所有中断。
通过设置/清除特殊功能寄存器IP（中断优先级寄存器）中的位, 还可以将每个中断编程为优先级方案之一。
低优先级中断可以被高优先级中断打断, 但不能被另一个低优先级中断打断。高优先级中断不能被低优先级中断中断。