
- •БАЗОВАЯ СТРУКТУРА МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ MCS-51
- •МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ СЕМЕЙСТВА MCS-51
- •ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНТРОЛЛЕРОВ СЕМЕЙСТВА MCS-51
- •ПЕРЕЧЕНЬ ПЕРИФЕРИЙНЫХ УСТРОЙСТВ КОНТРОЛЛЕРОВ СЕМЕЙСТВА MCS-51
- •СОСТАВ ПЕРИФЕРИЙНЫХ УСТРОЙСТВ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ РАЗЛИЧНЫХ ПОДСЕМЕЙСТВ
- •НАЗНАЧЕНИЕ ВЫВОДОВ БИС 8051
- •СХЕМА ВНУТРЕННЕГО ТАКТОВОГО ГЕНЕРАТОРА
- •ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВНЕШНЕГО ТАКТОВОГО ГЕНЕРАТОРА
- •а) ТАКТОВЫЕ ИМПУЛЬСЫ, СОСТОЯНИЯ И МАШИННЫЕ ЦИКЛЫ
- •ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ВЫБОРКИ КОМАНД В MCS-51:
- •РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АДРЕСНОГО ПРОСТРАНСТВА RDM
- •Адрес
- •Адрес
- •КАРТА АДРЕСУЕМЫХ БИТОВ В БЛОКЕ РЕГИСТРОВ СПЕЦИАЛЬНЫХ ФУНКЦИЙ
- •ФОРМАТ СЛОВА СОСТОЯНИЯ ПРОГРАММЫ PSW
- •СХЕМА ВКЛЮЧЕНИЯ ВНЕШНИХ МИКРОСХЕМ
- •FFFF
- •ФОРМИРОВАНИЕ 16-РАЗРЯДНОЙ ШИНЫ АДРЕСА
- •СХЕМА СОВМЕЩЕНИЯ АДРЕСНОГО ПРОСТРАНСТВА EPM И EDM
- •ТИПЫ КОМАНД MCS51
- •Обозначения, используемые при описании команд:
- •РЕГИСТРОВАЯ АДРЕСАЦИЯ (ФОРМАТ КОМАНДЫ
- •ПРЯМАЯ АДРЕСАЦИЯ (ФОРМАТ КОМАНДЫ
- •КОМАНДЫ, МОДИФИЦИРУЮЩИЕ ФЛАГИ РЕЗУЛЬТАТА
- •ГРАФ ПУТЕЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
- •Обращение к внешней памяти данных
- •Обращение к внешней памяти данных
- •Обращение к памяти программ
- •Обращение к стеку
- •Обращение к стеку
- •Арифметические операции
- •Арифметические операции
- •Арифметические операции
- •Арифметические операции
- •Арифметические операции
- •Арифметические операции
- •Арифметические операции
- •Арифметические операции
- •Арифметические операции
- •Арифметические операции
- •Арифметические операции
- •Арифметические операции
- •Арифметические операции
- •Арифметические операции
- •Логические операции
- •Логические операции
- •Логические операции
- •Логические операции
- •Логические операции
- •Логические операции
- •Логические операции
- •Логические операции
- •Логические операции
- •Логические операции
- •Логические операции
- •Логические операции
- •Логические операции
- •Логические операции
- •Логические операции
- •Команды передачи управления
- •Команды передачи управления
- •Команды передачи управления
- •Команды передачи управления
- •Команды передачи управления
- •Команды передачи управления
- •Команды передачи управления
- •Команды передачи управления
- •Команды передачи управления
- •Команды передачи управления
- •Команды передачи управления
- •Команды передачи управления
- •Команды передачи управления
- •Операции с битами
- •Операции с битами
- •Типовая схема подключения внешнего вывода
- •Схема подключения вывода с открытым коллектором
- •Разряд порта Р0 MCS-51
- •Использование линий порта Р0 для ввода/вывода
- •Разряд порта Р2 MCS-51
- •Альтернативные функции порта Р3 MCS-51
- •Команды, реализующие режим «чтение-модификация-запись»
- •Временные параметры обновления данных в портах
- •Структура таймера в микроконтроллерах
- •Реализация тахометра
- •Сигнал с широтно-импульсной модуляцией PWM
- •Схема генератора PWM-сигнала
- •Схема измерения длительности импульса
- •Регистр режима работы таймера/счетчика TMOD
- •Регистр управления/статуса таймера TCON
- •Функциональная схема таймера/счетчика в режиме 0
- •Функциональная схема таймера/счетчика в режиме 1
- •Функциональная схема таймера/счетчика в режиме 2
- •Функциональная схема таймера/счетчика в режиме 3
- •Асинхронная последовательная передача данных
- •Чтение данных при асинхронном последовательном обмене
- •Последовательный обмен с манчестерским кодированием
- •Форма сигналов при синхронной передаче данных
- •Синхронная последовательная шина
- •Схема синхронного вывода данных
- •Чтение данных в протоколе Microwire
- •Подключение входа «Din» и выхода «Dout» к одной линии
- •Пример I2C сети
- •Форма сигналов на шине I2С
- •Передача байта по шине I2С
- •Временная диаграмма сигналов на шине I2С
- •Формат передачи данных по шине I2С: R/W – вид обмена (прием или передача);
- •Регистр управления/статуса UART
- •Скорость приема/передачи информации через последовательный порт
- •Скорость приема/передачи информации через последовательный порт
- •Передача
- •Передача
- •Передача
- •Логическая схема системы прерываний
- •Регистр масок прерывания IE
- •Регистр приоритетов прерываний IP
- •Распределение приоритетов вторичного арбитража
- •Вызов процедуры обслуживания прерывания

БАЗОВАЯ СТРУКТУРА МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ MCS-51
MK
CPU
IROM IRAM
ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА |
EROM ERAM

МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ СЕМЕЙСТВА MCS-51
Подсемейство |
|
Тип МК |
|
Объем памяти |
||
|
|
EPROM |
ROM, |
RAM, |
||
МК |
ROM less |
maskROM |
||||
OTPROM |
Кбайт |
байт |
||||
|
|
|
||||
51 |
8031АН* |
8051АН* |
8751Н* |
4 |
128 |
|
С51 |
|
8051АНР |
8751ВН |
4 |
128 |
|
80С31ВН* |
80С51ВН* |
87С51* |
4 |
128 |
||
|
|
80С51ВНР |
|
4 |
128 |
|
52 |
8032АН |
8052АН |
8752ВН |
8 |
256 |
|
|
80С32 |
80С52 |
87С52 |
8 |
256 |
|
С52 |
|
80С54 |
87С54 |
16 |
256 |
|
|
80С58 |
87С58 |
32 |
256 |
||
|
|
|||||
|
|
80L52 |
87L52 |
8 |
256 |
|
L52 |
|
80L54 |
87L54 |
16 |
256 |
|
|
80L58 |
87L58 |
32 |
256 |
||
|
|
|||||
|
80C51RA |
83C51RA |
87C51RA |
8 |
512 |
|
CRx |
|
83C51RB |
87C51RB |
16 |
512 |
|
|
83C51RC |
87C51RC |
32 |
512 |
||
|
|
|||||
|
80C51FA |
83C51FA |
87C51FA |
8 |
256 |
|
CFx |
|
83C51FB |
87C51FB |
16 |
256 |
|
|
83C51FC |
87C51FC |
32 |
256 |
||
|
|
|||||
|
80L51FA |
83L51FA |
87L51FA |
8 |
256 |
|
LFx |
|
83L51FB |
87L51FB |
16 |
256 |
|
|
83L51FC |
87L51FC |
32 |
256 |
||
|
|
|||||
GB |
80C51GB |
83C51GB |
87C51GB |
8 |
256 |
|
|
80C152JA |
83C152JA |
|
8 |
256 |
|
152 |
80C152JB |
|
|
8 |
256 |
|
80C152JC |
83C152JC |
|
8 |
256 |
||
|
|
* – аналог выпускается в СНГ

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНТРОЛЛЕРОВ СЕМЕЙСТВА MCS-51
|
|
|
|
Значение параметров |
|
||
№ |
Параметр |
Обозначение |
n-МОП |
КМОП |
|||
п/п |
мин |
макс |
мин |
макс |
|||
|
|
||||||
|
|
|
|||||
1 |
Выходное напряжение высокого уровня, В |
U1OUT |
2,4 |
|
2,4 |
|
|
|
|
|
|||||
2 |
Выходное напряжение низкого уровня, В |
U0OUT |
|
0,45 |
|
0,45 |
|
|
|
|
|||||
|
Выходной ток высокого уровня, мА |
|
|
|
|
|
|
3 |
Р1(0…7), Р2(0…7), Р3(0…7): |
I1OUT |
–0,08 |
|
–0,08 |
|
|
|
Р0(0…7), ALE, PSEN: |
|
–0,4 |
|
–0,4 |
|
|
|
Выходной ток низкого уровня, мА |
|
|
|
|
|
|
4 |
Р1(0…7), Р2(0…7), Р3(0…7): |
I0OUT |
|
1,6 |
|
1,6 |
|
|
Р0(0…7), ALE, PSEN: |
|
|
3,2 |
|
3,2 |
|
5 |
Входное напряжение высокого уровня, В |
U1IN |
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|||||
6 |
Входное напряжение низкого высокого уровня, В |
U0IN |
–0,5 |
0,8 |
–0,5 |
0,8 |
|
|
|||||||
7 |
Входной ток высокого уровня, мА |
I1IN |
|
–0,5 |
|
–0,5 |
|
|
Входной ток низкого уровня, мА |
|
|
|
|
|
|
8 |
Р0(0…7), Р1(0…7), Р2(0…7), Р3(0…7): |
I0IN |
|
–0,8 |
|
–0,05 |
|
|
XTAL2: |
|
|
–2,5 |
|
||
|
|
|
|
|
|||
9 |
Ток потребления, мА |
IСС |
|
150 |
|
18 |
|
10 |
Ток потребления в режиме холостого хода, мА |
ICCIDL |
|
|
|
4,2 |
|
|
|
|
|
||||
11 |
Ток в режиме микропотребления, мА |
ICCPD |
|
|
|
0,05 |
|
12 |
Емкость линий ввода/вывода, пФ |
CI/O |
|
20 |
|
20 |

ПЕРЕЧЕНЬ ПЕРИФЕРИЙНЫХ УСТРОЙСТВ КОНТРОЛЛЕРОВ СЕМЕЙСТВА MCS-51
1. Устройства приема и выдачи данных
1.1.Параллельный порт. Port (P0, P1,…)
1.2.Последовательный порт. Serial Port (SP)
1.3.Усовершенствованный последовательный порт. Enhanced Serial Port (ESP)
1.4.Последовательный порт расширения. Serial Expansion Port (SEP)
1.5.Общий последовательный канал. Global Serial Channel (GSC)
1.6.Блок прямого доступа к памяти. Direct Memory Accessing (DMA)
2. Устройства приема и выдачи событий
2.1. Таймер/счетчик. Timer/Counter (T/C0, T/C1) 2.2. Усовершенствованный таймер/счетчик (T/C2)
2.3. Программируемая счетная матрица. Programmable Counter Array (PCA)
3. Устройства ввода аналоговых сигналов
3.1. Аналого-цифровой преобразователь. Analog-to Digital Converter (ADC) 4. Устройства контроля
4.1.Сторожевой таймер. Watchdog Timer (WDT)
4.2.Детектор падения частоты. Oscillator Fall Detect (OFD) 5. Контроллер прерываний. Interrupt Controller (IC)

СОСТАВ ПЕРИФЕРИЙНЫХ УСТРОЙСТВ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ РАЗЛИЧНЫХ ПОДСЕМЕЙСТВ
Подсемейство 51, С51
52
С52, L52
CRx
CFx*, LFx
8xC51FA, x=0;3
GB
152**
80C152JB,JD
P |
AF |
SP |
ESP |
SEP |
GSC |
DMA |
T/C2 |
PCA |
ADC |
WDT |
OFD |
4 |
24 |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
26 |
+ |
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
4 |
26 |
|
+ |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
4 |
26 |
|
+ |
|
|
|
+ |
|
|
+ |
|
4 |
32 |
|
+ |
|
|
|
+ |
1 |
|
|
|
4 |
32 |
|
+ |
|
|
|
+ |
1 |
|
|
|
6 |
45 |
|
+ |
+ |
|
|
+ |
2 |
8 |
+ |
+ |
5 |
24 |
+ |
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
|
7 |
40 |
+ |
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
|

НАЗНАЧЕНИЕ ВЫВОДОВ БИС 8051
|
|
P1.0 |
|
1 |
40 |
|
Vcc |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
P1.1 |
|
2 |
39 |
|
P0.0 |
(AD0) |
||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
P1.2 |
|
3 |
38 |
|
P0.1 |
(AD1) |
||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
P1.3 |
|
4 |
37 |
|
P0.2 |
(AD2) |
||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
P1.4 |
|
5 |
36 |
|
P0.3 |
(AD3) |
||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
P1.5 |
|
6 |
35 |
|
P0.4 |
(AD4) |
||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
P1.6 |
|
7 |
34 |
|
P0.5 |
(AD5) |
||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
P1.7 |
|
8 |
33 |
|
P0.6 |
(AD6) |
||||||
|
|
|||||||||||||
|
RESET |
|
9 |
32 |
|
P0.7 |
(AD7) |
|||||||
|
|
|||||||||||||
(RxD) P3.0 |
|
10 |
31 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
EA/Vpp |
|||||||||||
|
|
|||||||||||||
(TxD) P3.1 |
|
11 |
30 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
ALE/PROG |
||||||||||||
|
|
|||||||||||||
(INT0) P3.2 |
|
12 |
29 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
PSEN |
||||||||||||
|
|
|||||||||||||
(INT1) P3.3 |
|
13 |
28 |
|
P2.7 |
(A15) |
||||||||
|
|
|||||||||||||
|
(T0) P3.4 |
|
14 |
27 |
|
P2.6 |
(A14) |
|||||||
|
|
|||||||||||||
|
(T1) P3.5 |
|
15 |
26 |
|
P2.5 |
(A13) |
|||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
P3.6 |
|
16 |
25 |
|
P2.4 |
(A12) |
||||||
(WR) |
|
|
||||||||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
P3.7 |
|
17 |
24 |
|
P2.3 |
(A11) |
||||||
(RD) |
|
|
||||||||||||
|
|
|||||||||||||
|
XTAL2 |
|
18 |
23 |
|
P2.2 |
(A10) |
|||||||
|
|
|||||||||||||
|
XTAL1 |
|
19 |
22 |
|
P2.1 |
(A9) |
|||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
Vss |
|
20 |
21 |
|
P2.0 |
(A8) |
||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|

|
|
|
8 |
|
|
|
8 |
RPM |
16 |
16 |
8 |
|
|
||
EPROM |
|
16 |
8 |
(4K×8) |
|
|
|
|
|
|
8 |
RDM |
|
8 |
8 |
|
|
||
RAM |
|
8 |
|
|
|
||
(128×8) |
|
|
|
|
|
|
8 |
PSW |
|
T1 |
T2 |
|
|
Управление |
|
|
|
PSEN |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ALE/PROG |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
CU |
IR |
|
|
Блок прерываний, таймеров и |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
последовательного порта |
|||||||||
|
EA/VPP |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
RST/VPD |
|
|
|
|
PCON |
TMOD |
TCON |
SCON |
|||||
|
|
|
|
IE |
Timer 0 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
XTAL1 |
|
|
|
|
TH0 |
TL0 |
SBUF |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
IP |
Timer 1 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
OSC |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
XTAL2 |
|
|
|
TH1 |
TL1 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P0.0 |
||
|
|
|
|
P0 |
P0..1 |
||
|
. |
|
|
|
|
. |
|
|
P0.7 |
||
|
|||
|
P2.0 |
||
|
|||
|
|
|
|
P2 |
P2..1 |
||
|
. |
|
|
|
|
. |
|
|
P2.7 |
||
|
|||
|
P1.0 |
||
|
|
|
|
P1 |
|
P1..1 |
|
|
. |
|
|
|
|
. |
|
|
|
P1.7 |
|
|
8
|
P3.0 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
P3 |
|
P3..1 |
|||
|
. |
|
|
||
|
|
. |
|
|
|
|
|
P3.7 |
|||
|
+Ucc
GND
СТРУКТУРНАЯ
СХЕМА MCS-51

СХЕМА ВНУТРЕННЕГО ТАКТОВОГО ГЕНЕРАТОРА
ZQ1
C1 |
C2 |
XTAL1 |
R1 |
|
|
DD1 |
|
PCON |
1 |
PD |
|
XTAL2
|
fOSC |
к системе прерываний, таймерам, |
DD2 |
|
последовательному порту |
fOSC |
|
|
1 |
к ЦП |
|
|
|
IDL
РЕГИСТР PCON (87H)
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
||
SMOD |
- |
|
- |
- |
GF1 |
GF0 |
PD |
|
IDL |

ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВНЕШНЕГО ТАКТОВОГО ГЕНЕРАТОРА
ВНЕШНИЙ
ТАКТОВЫЙ
ГЕНЕРАТОР
|
|
|
|
MCS-51 |
|
|
|
|
|
|
MCS-51 |
|
|
|
|
HMOS |
|
|
|
N.C. |
CHMOS |
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
XTAL2 |
|
|
|
XTAL2 |
|||
|
|
|
|
|
ВНЕШНИЙ |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
XTAL1 |
|
ТАКТОВЫЙ |
|
|
|
|
XTAL1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Vss |
|
ГЕНЕРАТОР |
|
|
|
|
Vss |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N.C. ‒ No Connection
MCS-51
HMOS/CHMOS
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
XTAL2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВНЕШНИЙ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТАКТОВЫЙ |
|
|
|
|
|
|
|
|
XTAL1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ГЕНЕРАТОР |
|
|
|
|
|
|
|
|
Vss |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|

а) ТАКТОВЫЕ ИМПУЛЬСЫ, СОСТОЯНИЯ И МАШИННЫЕ ЦИКЛЫ
|
|
|
машинный цикл |
|
|
|
|
|
|
|
машинный цикл |
|
|
|
|
||||||||
S1 |
S2 |
S3 |
S4 |
S5 |
S6 |
S1 |
S2 |
S3 |
S4 |
S5 |
S6 |
||||||||||||
P1 |
P2 |
P1 |
P2 |
P1 |
P2 |
P1 |
P2 |
P1 |
P2 |
P1 |
P2 P1 |
P2 |
P1 |
P2 |
P1 |
P2 |
P1 |
P2 |
P1 |
P2 |
P1 |
P2 |
|
XTAL1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б) ЧТЕНИЕ ИЗ ЕPM |
|
|
|||
ALE |
|
|
|
|
|
|
|
|
PSEN |
|
|
|
|
|
|
|
|
P0 |
A7-А0 |
команда |
A7-А0 |
команда |
A7-А0 |
команда |
A7-А0 |
|
P2 |
|
A15-А8 |
|
A15-А8 |
|
A15-А8 |
A15-А8 |
t |

|
|
в) ЗАПИСЬ В EDM |
|
|
|
ALE |
|
|
|
|
|
WR |
|
|
|
|
|
P2 |
A15-А8 |
|
A15-А8 |
A15-А8 |
|
P0 |
данные из МК |
A7-А0 |
данные из МК |
A7-А0 |
t |
|
|
Г) ЧТЕНИЕ ИЗ EDM |
|
|
RD |
|
|
|
|
|
P0 |
данные в МК |
A7-А0 |
данные в МК |
A7-А0 |
t |