8051 متحكم

تم تصميم 8051 Microcontroller في الثمانينيات من قبل Intel. كان تأسيسها على هارفارد للهندسة المعمارية وتم تطويرها بشكل أساسي للمشاركة في اللعبة الأنظمة المضمنة . في البداية ، تم إنشاؤه باستخدام تقنية NMOS ولكن نظرًا لأن تقنية NMOS تحتاج إلى مزيد من القوة لتعمل ، وبالتالي فإن وحدة التحكم الدقيقة 8051 التي أعيد تصميمها من Intel تستخدم تقنية CMOS وظهرت نسخة جديدة إلى حيز الوجود بحرف 'C' في اسم العنوان ، للتوضيح: 80C51 . تحتاج معظم وحدات التحكم الدقيقة هذه إلى قدر أقل من الطاقة لتعمل مقارنة بأسلافها.

هناك حافلتان في 8051 متحكم واحد للبرنامج والآخر للبيانات. نتيجة لذلك ، يحتوي على غرفتي تخزين لكل من البرنامج والبيانات بحجم 64 كيلو بايت في 8 أحجام. يتكون الميكروكونترولر من مجمع 8 بت ووحدة معالجة 8 بت. ويتكون أيضًا من سجل 8 بت B ككتل تعمل بشكل رئيسي ويتم إجراء برمجة 8051 متحكم باستخدام لغة سي المدمجة باستخدام برنامج Keil. كما أن لديها العديد من السجلات 8 بت و 16 بت.

للعمل الداخلي والمعالجة Microcontroller ، يأتي 8051 مزودًا بذاكرة وصول عشوائي مدمجة. هذه ذاكرة رئيسية وتستخدم لتخزين البيانات المؤقتة. إنها ذاكرة لا يمكن التنبؤ بها ، أي يمكن أن تضيع بياناتها عند إيقاف تشغيل مصدر الطاقة لوحدة التحكم الدقيقة.

هناك العديد من التطبيقات باستخدام متحكم 8051. وبالتالي، 8051 مشاريع متحكم لها أهمية كبيرة في الهندسة العام الماضي.

8051 معمارية متحكم دقيق:

يتم عرض مخطط كتلة متحكم 8051 أدناه. دعونا نلقي نظرة فاحصة على ميزات تصميم متحكم 8051:

رسم تخطيطي لمتحكم 8051

وحدة المعالجة المركزية (وحدة المعالجة المركزية):

كما تعلم أن وحدة المعالجة المركزية أو وحدة المعالجة المركزية هي العقل لأي آلة معالجة. يفحص ويدير جميع العمليات التي يتم تنفيذها في وحدة التحكم الدقيقة. لا يملك المستخدم أي سلطة على عمل وحدة المعالجة المركزية. يفسر البرنامج المطبوع في مساحة التخزين (ROM) وينفذ كل منهم ويقوم بالواجب المتوقع. تدير وحدة المعالجة المركزية أنواع مختلفة من السجلات في 8051 ميكروكنترولر .

المقاطعات:

كما تم طرح العنوان ، المقاطعة عبارة عن مكالمة روتين فرعي تقرأ الوظيفة أو الوظيفة الرئيسية للمتحكم الدقيق وتساعده على أداء بعض البرامج الأخرى التي تكون أكثر أهمية بعد ذلك. ال خاصية 8051 المقاطعة هو بناء للغاية لأنه يساعد في حالات الطوارئ. توفر لنا المقاطعات طريقة لتأجيل أو تأخير العملية الحالية ، وتنفيذ مهمة روتينية فرعية ثم إعادة تشغيل تنفيذ البرنامج القياسي مرة أخرى.

يمكن تجميع Micro-controller 8051 بطريقة تؤدي إلى إيقاف البرنامج الأساسي أو كسره مؤقتًا عند حدوث المقاطعة. عند الانتهاء من مهمة الروتين الفرعي ، يبدأ تنفيذ البرنامج الأساسي تلقائيًا كالمعتاد. يوجد 5 مستلزمات للمقاطعة في 8051 Microcontroller ، اثنان من كل خمسة عبارة عن مقاطعات طرفية ، واثنان من مقاطعات المؤقت وواحد هو مقاطعة منفذ تسلسلي.

ذاكرة:

يحتاج جهاز التحكم الجزئي إلى برنامج عبارة عن مجموعة من الأوامر. هذا البرنامج ينير متحكم دقيق لأداء مهام دقيقة. تحتاج هذه البرامج إلى مساحة تخزين يمكن تجميعها عليها وتفسيرها بواسطة Microcontroller للعمل وفقًا لأي عملية محددة. يتم التعرف على الذاكرة التي يتم تشغيلها لتجميع برنامج Microcontroller كذاكرة برنامج أو ذاكرة رمز. في اللغة الشائعة ، تُعرف أيضًا باسم ذاكرة القراءة فقط أو ROM.

يحتاج الميكروكونترولر أيضًا إلى ذاكرة لتجميع البيانات أو المعاملات على المدى القصير. يتم التعرف على مساحة التخزين التي يتم استخدامها لتخزين البيانات مؤقتًا للعمل على أنها ذاكرة بيانات ونستخدم ذاكرة الوصول العشوائي أو ذاكرة الوصول العشوائي لهذا السبب الأساسي. يحتوي Microcontroller 8051 على ذاكرة كود أو ذاكرة برنامج 4K بحيث تحتوي على 4KB Rom كما أنها تتألف من ذاكرة بيانات (RAM) بسعة 128 بايت.

أوتوبيس:

في الأساس ، الحافلة عبارة عن مجموعة من الأسلاك التي تعمل كقناة اتصال أو وسيلة لنقل البيانات. تتكون هذه الحافلات من 8 أو 16 أو أكثر من الكابلات. نتيجة لذلك ، يمكن للحافلة أن تتحمل 8 بتات ، 16 بتًا إجمالاً. هناك نوعان من الحافلات:

“الدوائر الخطية وغير الخطية pdf ”

عنوان الحافلة: يتكون متحكم 8051 من ناقل عنوان 16 بت. يتم تشغيله لمعالجة أوضاع الذاكرة. يتم استخدامه أيضًا لنقل العنوان من وحدة المعالجة المركزية إلى الذاكرة.
مركبة البيانات: يتكون متحكم 8051 من ناقل بيانات 8 بت. يتم توظيفه في بيانات عربة التسوق.

مذبذب:

نظرًا لأننا جميعًا نوضح أن وحدة التحكم الدقيقة عبارة عن قطعة دائرة رقمية من المعدات ، فإنها تحتاج إلى مؤقت لوظيفتها. لهذه الوظيفة ، يتكون Microcontroller 8051 من مذبذب على الشريحة يعمل كمصدر زمني لوحدة المعالجة المركزية (وحدة المعالجة المركزية). نظرًا لأن معدلات إنتاجية المذبذب ثابتة نتيجة لذلك ، فإنه يسهل التوظيف المنسق لجميع قطع متحكم 8051. منفذ الإدخال / الإخراج: كما هو معروف لدينا ، يتم استخدام وحدة التحكم الدقيقة في الأنظمة المدمجة لإدارة وظائف الأجهزة.

وبالتالي لتجميعها في الآلات أو الأدوات أو الأجهزة الطرفية الأخرى ، نحتاج إلى منافذ I / O (إدخال / إخراج) في وحدة التحكم الصغيرة. لهذه الوظيفة ، تتكون وحدة التحكم الصغيرة 8051 من 4 منافذ إدخال / إخراج لتوحيدها مع الأجهزة الطرفية الأخرى. تم دمج 8051 مع عدادات ومؤقتات 16 بت . يتم فصل العدادات إلى سجلات 8 بت. يتم استخدام أجهزة ضبط الوقت لقياس الفترات الزمنية ، لمعرفة عرض النبض ، إلخ.

8051 مخطط دبوس متحكم دقيق

لشرح مخطط الدبوس وتكوين الدبوس للميكروكونترولر 8051 ، فإننا نأخذ في المداولات حزمة مضمنة مزدوجة 40 سنًا (DIP). الآن دعونا ندرس من خلال تكوين دبوس باختصار: -

دبابيس 1-8: - المعترف به كمنفذ 1. يختلف عن المنافذ الأخرى ، هذا المنفذ لا يوفر أي غرض آخر. المنفذ 1 هو منفذ إدخال / إخراج شبه ثنائي الاتجاه يتم سحبه محليًا.

دبوس 9: - كما أوضحنا سابقًا ، تم استخدام دبوس RESET لضبط وحدة التحكم الدقيقة 8051 على قيمها الأساسية ، في حين أن وحدة التحكم الصغيرة تعمل أو في بداية التطبيق المبكرة. يجب ضبط دبوس RESET مرتفعًا لدورتين للماكينة.

دبابيس 10 - 17: - المعترف به على أنه المنفذ 3. يوفر هذا المنفذ أيضًا العديد من الوظائف الأخرى مثل إدخال المؤقت ، والمقاطعات ، ومؤشرات الاتصال التسلسلي TxD و RxD ، ومؤشرات التحكم لواجهة الذاكرة الخارجية WR & RD ، وما إلى ذلك. هذا هو سحب محلي للمنفذ مع شبه ثنائي الاتجاه داخل الميناء.

الدبابيس 18 و 19: - يتم استخدام هذه لربط بلورة خارجية لإعطاء ساعة النظام.

دبوس 20: - بعنوان Vss - يرمز إلى ارتباط الأرض (0 V).

دبابيس - 21-28: - المعترف به باعتباره المنفذ 2 (P 2.0 - P 2.7) - بخلاف العمل كمنفذ إدخال / إخراج ، يتم مضاعفة مؤشرات ناقل عنوان الطلب الأقدم مع هذا المنفذ شبه ثنائي الاتجاه.

دبوس- 29: - يتم استخدام Program Store Enable أو PSEN لتفسير الإشارات من ذاكرة البرنامج الخارجية.

دبوس 30: - يتم استخدام الوصول الخارجي أو مدخلات EA للسماح بتفاعل الذاكرة الخارجية أو حظرها. إذا لم تكن هناك حاجة للذاكرة الخارجية ، فسيتم سحب هذا الدبوس عالياً بربطه بـ Vcc.

دبوس 31: - يتم تشغيل Aka Address Latch Enable أو ALE لإلغاء إرسال إشارة بيانات العنوان للمنفذ 0 (لواجهة الذاكرة الخارجية). يمكن الحصول على اثنين من نبضات ALE لكل دوران للماكينة.

دبابيس 32-39: المعترف به كمنفذ 0 (P0.0 إلى P0.7) - بخلاف العمل كمنفذ إدخال / إخراج ، يتم مضاعفة إشارات البيانات ذات الترتيب المنخفض وناقل العنوان مع هذا المنفذ (لتوفير استخدام واجهة الذاكرة الخارجية). هذا الدبوس هو منفذ إدخال / إخراج ثنائي الاتجاه (المنفرد في متحكم 8051) ومقاومات سحب خارجية ضرورية لاستخدام هذا المنفذ كمدخل / إخراج.

دبوس 40: يسمى Vcc هو مصدر الطاقة الرئيسي. بشكل عام ، هو + 5V DC.

تطبيقات 8051 متحكم دقيق:

تشتمل تطبيقات Microcontroller 8051 على كمية كبيرة من الآلات ، ويرجع ذلك أساسًا إلى أنه من السهل دمجها في مشروع أو تجميع آلة حولها. فيما يلي النقاط الرئيسية في دائرة الضوء:

تطبيقات 8051 متحكم

إدارة الطاقة: تساعد أنظمة أجهزة القياس المختصة في حساب استهلاك الطاقة في التطبيقات المنزلية والصناعية. يتم إعداد أنظمة العدادات هذه بكفاءة من خلال دمج ميكروكنترولر.
شاشات اللمس: تقوم درجة عالية من موردي وحدات التحكم الدقيقة بدمج قدرات استشعار اللمس في تصميماتهم. الأجهزة القابلة للنقل مثل مشغلات الوسائط وأجهزة الألعاب والهواتف المحمولة هي بعض الرسوم التوضيحية لوحدة التحكم الدقيقة المدمجة مع شاشات استشعار اللمس.
السيارات: يكتشف الميكروكونترولر 8051 اعترافًا واسعًا بتزويد حلول السيارات. يتم استخدامها على نطاق واسع في السيارات الهجينة للتحكم في اختلافات المحرك. أيضًا ، أدت الأعمال مثل قوة الرحلات وآلية منع الفرامل إلى جعلها أكثر قدرة مع دمج وحدات التحكم الصغيرة.
أجهزة طبية: تستخدم الأدوات الطبية المفيدة مثل أجهزة مراقبة الجلوكوز وضغط الدم أجهزة التحكم الدقيقة لعرض القياسات ، نتيجة لذلك ، مما يوفر موثوقية أعلى في إعطاء نتائج طبية صحيحة.
أجهزة طبية: تستخدم الأدوات الطبية المفيدة مثل أجهزة مراقبة الجلوكوز وضغط الدم أجهزة التحكم الدقيقة لعرض القياسات ، نتيجة لذلك ، مما يوفر موثوقية أعلى في إعطاء نتائج طبية صحيحة.