Структурная схема кристалла 80с51.

Наиболее простая структурная схема кристалла имеет вид, представленный на рис. 11. Она содержит:

- контроллер прерываний – узел, управляющий действиями микроконтроллера во время обработки внешних и внутренних прерываний;

- постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) объёмом не менее 4К;

- ОЗУ объёмом не менее 128 байт, предназначенное для организации регистровых банков, стека и хранения пользовательских данных;

- два таймера\счётчика ТС0 и ТС1, предназначенные для подсчёта внешних событий, реализации различных функций времени (временные задержки, генерация импульсных сигналов);

- процессор – ядро микроконтроллера, выполняющее арифметические, и логические операции с данными.

- тактовый генератор, задающий временную сетку, к узлам которой жёстко привязаны определённые события в микроконтроллере; - контроллер шины – узел, обеспечивающий управление шиной адреса и данных;

- порты ввода-вывода, обеспечивающие обмен данными с внешними устройствами в параллельном коде;

- последовательный порт, предназначенный для обмена данными с внешними устройствами в последовательном коде;

- системная магистраль представляет собой, расположенные на кристалле 16-разрядную шину адреса и 8-разрядную шину данных. Эти шины связывают между собой основные узлы микроконтроллера;

На рис. 11 изображены линии, по которым в микроконтроллер поступают внешние сигналы, и линии, по которым идут данные, поступающие в микроконтроллер и выходящие из него. Внешние прерывания подаются в виде логических уровней или задних фронтов импульсов на определённые 2 линии параллельного порта. По этим сигналам запрашивается переключение микроконтроллера с выполнения текущей программы на выполнение подпрограммы обработки прерывания по поступившему запросу.

RST – вход инициализации. Высокий уровень на этом входе в течение 2-х машинных циклов запускает процесс инициализации микроконтроллера. Инициализация микроконтроллера заключается в установке начальных значений регистров специальных функций и обнуления программного счётчика для того, чтобы выполнение программы начиналось с нулевого адреса. Инициализация необходима при включении питания микроконтроллера и при зацикливании программы (зависании микроконтроллера).

ALE – выход сигнала фиксации младшего байта адреса. Активное значение сигнала на этом выходе разрешает фиксацию младшего байта адреса во внешней микросхеме регистра-защёлки при обращениях микроконтроллера к внешней (расположенной во внешней микросхеме) памяти программ или данных. При переходе логического уровня на этом вводе из состояния 1 в 0 младший байт адреса ячейки внешней памяти запоминается в микросхеме регистра-защёлки. У микроконтроллеров с репрограммируемой внутренней (расположенной на кристалле микроконтроллера) памятью программ этот вывод имеет альтернативную функцию PROG. При программировании внутренней памяти на него подаётся стробирующий сигнал (импульс определённой длительности).

PSEN – выход сигнала разрешения чтения байта из микросхемы памяти программ. Активное значение этого сигнала (низкий уровень) разрешает чтение байта из внешней памяти программ.

ЕА – выход сигнала переключающего источник кода при обращении к младшим 4к байтам памяти программ. При ЕА=0 и диапазоне адресов ОООН…FFFFH MK 8051 выполняют цикл обращения к внешней памяти программ, при ЕА=1 обращение по одному из этих адресов приводит к чтению из внутренней (расположенной на кристалле микроконтроллера) памяти программ. У микроконтроллеров с репрограммируемой внутренней памятью этот вывод имеет альтернативную функцию . При программировании внутренней памяти на него подаётся напряжение программирования.

P0, P1, P2, P3. Линии одноимённых 8-разрядных портов микроконтроллера, по которым происходит обмен с внешними устройствами.

TxD – выход передатчика последовательного порта.

RxD – вход приёмника последовательного порта микроконтроллера.

XTAL1 - вход инвертирующего усилителя синхронизатора.

XTAL2 - выход инвертирующего усилителя синхронизатора.

К этим вводам подключается цепь обратной связи, обычно состоящая из кварцевого резонатора и двух конденсаторов, превращающая усилитель, расположенный на кристалле, в тактовый генератор.