Методические указания к лабораторной работе

Кафедра информационных систем и технологий

Программирование и отладка

Программных модулей для ОМК Intel 8051 (К1816 ВЕ51)

Методические указания к лабораторной работе

Самара 2004 г.

Однокристальный микроконтроллер (ОМК) 8051 является представителем семейства Intel MCS-51, которое в настоящее время занимает лидирующую позицию по количеству разновидностей и количеству компаний, выпускающих его модификации.

На сегодняшний день существует более 200 модификаций микроконтроллеров, выпускаемых почти 20 компаниями. Основными производителями клонов MCS-51 являются фирмы Philips, Siemens, Intel, Atmel, Dallas Semiconductor, Temic Semiconductor, Oki, AMD, Gold Star, Winbond и ряд других.

Архитектуру 8051 используют в своих разработках ведущие производители электронного оборудования, создавая MSC-контроллеры (Mixed Signal Microcontroller). Например, Analog Devices, Burr-Brown, Texas Instruments и другие.

Родоначальником архитектуры MCS-51 является фирма Intel, которая в 1980 году выпустила микроконтроллер 8051 на базе HMOS-технологии. С точки зрения технологии 8051 являлся для своего времени достаточно сложным изделием ‑ в кристалле было использовано 128 тысяч транзисторов, что в 4 раза превышало количество транзисторов в 16-разрядном микропроцессоре 8086.

Основными элементами базовой архитектуры являются:

· 8-разрядное АЛУ на основе аккумуляторной архитектуры;

· аппаратная реализация умножения;

· оконная адресация четырех банков регистров по 8 байт в каждом;

· резидентное ОЗУ данных 128 байт, обеспечивающее гибкое управление его ресурсами за счет разделения на зоны регистров, битов и свободной зоны;

· пространство регистров специальных функций 128 байт;

· механизм обработки битовых данных, расположенных в резидентном ОЗУ данных и в зоне регистров специальных функций;

· резидентная память программ 4Кх8, выполненная на ОТР или ЕРROM;

· развитая система команд с раздельным обращением к памяти программ и данных;

· два шестнадцатиразрядных счетчика-таймера;

· контроллер последовательного порта;

· четыре 8-ми разрядных параллельных порта ввода/вывода, каждый бит которых можно настроить на ввод или вывод;

· контроллер обработки прерываний с пятью источниками запросов, два из которых внешние;

· встроенный тактовый генератор;

ОМК может работать в режимах микроконтроллера и микропроцессора. В режиме микропроцессора возможно присоединение внешней памяти программ до 64КБ и данных до 64КБ.

Напряжение питания 5В. Ток потребления 18 мА (КМОП-технология), 150-200 мА (n-МОП-технология). Максимальная тактовая частота 12МГц, что обеспечивает время выполнения основных команд за 1 – 2 мкс; только умножение и деление выполняется за 4 мкс.

Основные модификации базовой модели 8051:

n-МОП технология:

8031AH (KP1816BE31) ‑ без резидентной памяти программ;

8051АН (KP1816BE51) – ОТР;

8751H (KM1816BE751) – EPROM (с ультрафиолетовым стиранием информации);

КМОП технология:

80C31 (KP1830BE31);

80C51 (KP1830BE51);

87C571(KM1830BE75).

Остальные модификации будут рассмотрены ниже.