3.1.2 Микроконтроллеры 8051 (к1816ве51 и к1830ве51)

Упрощённая структурная схема МК 8051 (отечественные аналоги – ИМС К1816ВЕ51 и К1830ВЕ51) приведена на рисунке 3.1.1, а; подробная – на рисунке 3.1.2; назначение выводов ИМС – в таблице 3.1.1; цоколёвка ИМС – на рисунке 3.1.1, б.

Тактовый генератор вырабатывает импульсы для синхронизации работы всех узлов МК. При частоте кварцевого резонатора 12 МГц большинство команд выполняется за 1 мкс (12 тактов), некоторые команды выполняются за 2 мкс.

ПЗУ ёмкостью 4 Кбайта предназначено для хранения программ и выполнено по технологии Flash. В некоторых моделях ёмкость ПЗУ увеличена до 32 Кбайт.

При обращении к внешней памяти программ все МК семейства 8051 используют 16-разрядный адрес, что обеспечивает доступ к 64 Кбайт ПЗУ.

ОЗУ, обычно ёмкостью 128 или 256 байт предназначено для хранения данных. Адресное пространство АП ОЗУ – 8-разрядное, что соответствует 256 байтам памяти. Старшие адреса АП используются для обращения к функциональным регистрам МК (регистров специальных функций SFR. Первые 32 байта ОЗУ организованы в четыре банка, содержащий каждый по 8 регистров общего назначения РОН. Их физические адреса зависят от содержимого 3 и 4 разрядов 8-разрядного регистра состояния МК.

Таймеры/счётчики Т0 и Т1 – 16-разрядные, программируемые. Могут быть использованы для точного формирования временных интервалов, подсчёты выходных импульсов МК, тактирования последовательного приёмо-передатчика, способны вырабатывать запросы на прерывания.

Последовательный порт – используется как канал информационного обмена МК с внешними удалёнными устройствами на значительные расстояния по двухпроводным двунаправленным линиям. Выполнен как универсальный асинхронный последовательный приёмо-передатчик в соответствии со стандартом RS-232.

Параллельные двунаправленные порты ввода/вывода Р0, Р1, Р2, Р3 обычно используются для связи с датчиками и исполнительными механизмами. Выводы портов Р0 и Р2 могут использоваться для и как регистры ввода-вывода и как шины адреса и данных для подключения внешних устройств (памяти программ и данных, УВВ). Выводы порта Р3 могут использоваться для работы контроллера прерываний.

Контроллер прерываний обеспечивает высокую скорость реакции системы управ-ления на внешние события при работе в реальном времени, а также устанавливает приоритет событий. При поступлении запроса на прерывание от ВУ он прерывает выполнение центральным процессором ЦП текущей программы и переключает его на выполнение подпрограммы обработки прерывания. После окончания обработки прерывания ЦП переключается на выполнение прерванной программы. Система прерываний обслуживает 2 внешних запроса, 2 запроса от таймеров и 1 – от последовательного порта.

76

3.1.3 Структурные схемы и назначение выводов мк 8051 (к1816ве51 и к1830ве51)

а б

Рисунок 3.1.1 – 8-разрядный микроконтроллер: а – упрощённая структурная схема МК;

б – цоколёвка корпуса ИМС МК 8051фирмы Intel

Таблица 3.1.1 – Назначение выводов ИМС МК 8051фирмы Intel

Но- мер	Обозна- чение	Тип	Название и функции
20	Vss	Вх	Земля (общий провод)
40	Vcc	Вх	Питание
39-32	P0.0-P0.7	Вх/вых	Порт 0: двунаправленный; вых.каскады с откр. стоком; мультиплексирование младшего байта адреса и данных
1-8	P1.0-P1.7	Вх/вых	Порт 1: двунаправленный;
1		Вх/вых	Т2: счётный вх/частотный вых. таймера/счётчика 2
2		Вх	Т2ЕХ: управление направлением счёта таймера 2
21-28	P2.0-P2.7	Вх/Вых	Порт 2: двунаправленный; мультиплексирование старшего байта адреса и данных
10-17	P3.0-P3.7	Вх/Вых	Порт 3: двунаправленный;
10		Вх	RxD: вход последовательного порта
11		Вых	TxD: выход последовательного порта
12		Вх	INT0: вход внешнего прерывания 0 при INT0 = 0
13		Вх	INT1: вход внешнего прерывания 1 при INT1 = 0
14		Вх	T0: внешний вход таймера 0
15		Вх	T1: внешний вход таймера 1
16		Вых	WR: строб записи при работе с внешним ОЗУ
17		Вых	RD: строб чтения при работе с внешним ОЗУ
9	RST	Вх	СБРОС: при RST = 1 в течение 2-х циклов сброс МК
30	ALE	Вых	разрешение фиксации мл. байта адреса внеш. памяти
29	PSEN	Вых	Строб чтения внешней памяти программ при PSEN = 0
31	EA/Npp	Вх	при ЕА = 0 разрешение внеш.ПЗУ; при Npp = 1 работа от внутр. ПЗУ; подача U = 5/12 В программирования ППЗУ

77

Рисунок 3.1.2 – Структурная схема микроконтроллера МК 8051

( К1816ВЕ51 и К1830ВЕ51)