فصل اول : میکروکنترلر 8051
1-1 دراین بخش اتبدا به اعضای مختلف خانواده میکروکنترلر 8051 و ویژگی های آنها نگاه می کنیم . به علاوه خواهیم دید که سازندگان 8051 چه کسانی هستندوچه نوع محصولی ارائه می دهند .
تاریخچه مختصری از 8051
درسال 1981 شرکت Intel میکروکنترلربه نام 8051 را معرفی کرد . این میکروکنترلردارای 128 بایت 4k , RAM بایت ROM دو تایمر ، یک پورت سریال وچهار پورت موازی ( هریک 8 بیت ) بود که همه آنها دریک تراشه تعبیه شده بودند . زمانی به آن سیستم در یک تراشه می گفتند . 8051 یک پروسسور 8 بیت است ، یعنی CPU هر بار می تواند فقط روی 8بیت داده کار کند . داده های بزرگتر از 8 بیت باید به قطعات 8 بیت بشکنند وسپس بوسیلهCPU پردازش شوند . 8051 کلا دارای چهار پورت I/O با عرض 8 بیت است . شکل 2-1 را ملاحظه کنید گرچه 8051 می تواندحداکثر 64K حافظه ROM درتراشه داشته باشد ، بسیاری از سازندگان فقط 4K بایت را درتراشه کار گذاشته اند .این مطلب بعدا بطور مفصل بحث شده است .
پس از آنکه Intel بشرط حفظ سازگاری با 8051 اجازه تولید را به دیگر سازندگان داد تراشه مذکور بسیار مورد توجه قرار گرفت .این توافق منجر به تولید انواع 8051 با سرعت های متفاوت مقداری ROM در تراشه بوسیله نیم دو جین سازنده شد . ما بعضی از آنها را بعدا بررسی خواهیم کرد . آنچه اهمیت دارداین است که گرچه انواع مختلف 8051 با سرعت ومقدار ROM متفاوت در تراشه موجودند ولی همه آنها با 8051 اصلی از نظر دستورات سازگارند . این بدان معنی است که اگرشما برنامه ای برای یکی بنویسید ، مستقل از سازنده روی دیگری هم قابل اجرا ست .
میکروکنترلر 8051
8051 عضواصلی خانواده 8051 است Intel آن را MCS-51 می نامد . جدول 1-1 امکانات اصلی 8051 را نشان می دهد .
144 صفحه فایل ورد قابل ویرایش
فهرست مطالب:
فصل اول : میکروکنترلر 8051
تاریخچه مختصری از 8051
میکروکنترلر 8051
دیگر اعضای خانواده 8051
میکروکنترلر 8052
میکروکنترلر 8053
فصل اول :میکروکنترلرهای 8051
انواع میکروکنترلر 8051
میکرو کنترلر 8751
AT89C51 از شرکت Atmel
DS5000از Dollas Semiconductor
نوع OTPاز 8051
خانواده 8051 از Philips
2-1 توصیف پایه های 8051
Vcc
GND
XTAL2,XTAL1
RST
EA
PSEN
ALE
نقش دوگانه پورت 0
پورت 1
پورت 1 به عنوان ورودی
پورت 2
پورت 2 به عنوان ورودی
نقش دوگانه پورت 2
پورت 3
برنامه ریزی I/O دستکاری بیتی
روش های مختلف دستیابی به تمام 8 بیت
ویژگی خواندن – اصلاح – نوشتن
قابلیت آدرس دهی تک بیتی پورت ها
4-1 برنامه نویسی تایمرهای 8051
ثبات های اساسی تایمر
ثبات های تایمر 0
ثبات های تایمر 1
GATE
برنامه نویسی مد 1
توقف درمد 1
یافتن اعدادی که باید در حلقه بار شوند
تولید زمان تاخیر طولانی
برنامه نویسی مد 2
مراحل برنامه نویسی درمد 2
ثبات TCON.
فصل دوم : تبادل اطلاعات سریال در 8051
1-2 استانداردهای RS232
2-2- پایه های RS232
طبقه بندی تبادل داده
3-2 : بررسی سیگنال دست دهی RS232
پورت های COM درIBM PC وسازگار به آنها
4-2 : اتصال 8051 به RS232
پایه های TxD, RxD در 8051
MAX232
بخش 3-10 برنامه نویسی تبادل اطلاعات سریال در 8051
میزان باد در8051
ثبات SBUF
ثبات کنترل سریال SCON
SM1t SM0
SM2
REN
TB8
RB8
TI
RI
برنامه نویسی 8051
اهمیت پرچم TI
اهمیت بیت پرچم RI
دو برابر کردن میزان باود در 8051
میزان باود برای SMOD=0
فصل سوم :
اتصال ADC و سنسورها به 8051
وسایل ADC
تراشه ADC804
CS
RD( خواندن )
WR ( نوشتن نام بهتر آن آغاز تبدیل می باشد )
CLK R , CLK IN
Vref/2
D0-D7
1-3 : اتصال سنسور حرارت به 8051
سنسورهای دما LM35,LM34
فصل چهارم : کنترولر :
4-1 مختصری راجع به انواع کنترولرها :
2-4 کنترولر PID دیجیتال :
فصل پنجم : تعیین پارامترهای کنترلر
1-5 : روشهای تعیین پارامترهای کنترلر براساس پاسخ مدار باز سیستم
1-1-5- روش منحنی واکنش ( Reaction Curve Method)
2-1-5 روش حداقل انتگرال خطاها Minimum Errors Integral Method))
2-5 روشهای تعیین پارامترهای کنترلر براساس پاسخ مدار بسته سیستم
1-2-5 روش حدس وخطا ( Trial & Error Method)
2-2-5- روش نوسانات دائم ( Oscillation Method)
-3-2-5 ( Quarter Decay Method Quarter Decay)
فصل ششم : سخت افزار کنترلر :
ADCO 804
فصل هفتم :
نرم افزار کنترلر :
«مقدمه»
با وجود اینکه بیش از بست سال از تولد ریز پردازنده نمی گذرد،تصور وسایل الکترونیکی و اسباب بازیهای امروزی بدون آن کار مشکلی است.در 1971 شریک انیتل،8080 را به عنوان اولین ریز پردازنده موفق عرضه کرد.مدت کوتاهی پس از آن،موتور ولا،RCA و سپس Mostechnologyو Zilog انواع مشابهی را به ترتیب به نامهای 6800،1801،6502،Z80 عرضه کردند.گرچه این مدارهای مجتمع (IC) به خودی خود فایده چندانی نداشتند اما به عنوان بخشی از یک کامپیوتر تک بورد(SBC) به جزء مرکزی فرآورده های مفیدی برای آموزش طراحی با ریز پردازنده ها تبدیل شدند.تز تیم SBC ها که به سرعت به آزمایشگاههای طراحی در کالج،دانشگاهها و شرکت های الکترونیک راه پیدا کردند می توان برای نمونه از D2 موتورولا،KIM-1 ساخت Mos technology و SDK-85 متعلق به شرکت انتیل نام برد.
میکروکنترلر قطعه ای شبیه به ریز پردازنده است.در 1976 انتیل 8748 را به عنوان اولین قطعه خانوادة میکروکنترلرهای MCS-48TM معرفی کرد.8748 با 17000 ترانزیستور،در یک مدار مجتمع،شامل یک cpu، 1کیلوبایت EPROM، 64 بایت RAM، 27 پایه I/O و یک تایمر 8 بیتی بود.این IC و دیگر اعضای MCS-48TM که پس از آن آمدند خیلی زود به یک استاندارد صنعتی در کابردهای کنترل گرا تبدیل شدند.جایگزین کردن اجزاءالکترومکانیکی در فرآورده های مثل ماشین های لباسشویی و چراغ های راهنمایی از ابتدا کار،یک کاربرد مورد توجه برای این میکروکنترلرها بودند و همین طور باقی ماندند.دیگر فرآورده هایی که در آنها می توان میکروکنترلر را یافت عبارتند از اتومبیل ها،تجهیزات صنعتی،وسایل سرگرمی و ابزارهای جانبی کامپیوتر (افرادی که یک IBM PC دارند کافی است به داخل صفحه کلید نگاه کنند تا مثالی از یک میکروکنترلر را در یک طراحی با کمترین اجزاء ممکن ببینند)
توان ابعاد و پیچیدگی میکروکنترلر با اعلام ساخت 8051،یعنی اولین عضو خانوادة میکروکنترلرهای MCS-51TM در 1980 توسط انیتل پیشرفت چشمگیری کرد.در مقایسه 8048 این قطعه شامل بیش از 60000 ترانزیستور،K4 بایت ROM، 128 بایت RAM، 32 خط I/O یک درگاه سریال و دو تایمر 16 بیتی است.که از لحاظ مدارات داخلی برای یک TC بسیار قابل ملاحظه است.امروزه انواع گوناگونی از این IC وجود دارند که به صورت بخاری این مشخصات را دو برابر کرده اند.شرکت زیمنس که دومین تولید کنندة قطعات MCS-51TM است SAB80515 را به عنوان یک 8015 توسعه یافت در یک بسته 86پایه با شش درگاه I/O 8 بیتی،13 منبع وقفه و یک مبدل آنالوگ به دیجیتال با 8 کانال ورودی عرضه کرده است.خانوادة 8051 به عنوان یکی از جامعترین و قدرتمندترین میکروکنترلرهای 8 بیتی شناخته شده و جایگاهش را به عنوان یک میکروکنترلر مهم برای سال های آینده یافته است.
یک سیستم کامپیوتری شامل یک واحد پردازش مرکزی (CPU) است که از طریق گذرگاه آدرس،گذرگاه داده و گذرگاه کنترل به حافظةقابل دستیابی تصادفی (RAM) و حافظه فقط خواندی (ROM) متصل می باشد.مدارهای واسطه گذرگاه های سیستم را به وسایل جانبی متصل می کنند.
واحد پردازش مرکزی
CPU،به عنوان «مغز» سیستم کامپیوتری،تمامی فعالیت های سیستم را اداره کرده و همه عملیات روی داده را انجام می دهد.اندیشة اسرار آمیز بودن CPU در اغلب موارد ناردست است زیرا این تراشه فقط مجموعه ای از مدارهیا منطقی است که بطور مداوم دو عمل انجام می دهند:واکنشی دستورالعمل ها و اجرای آنها،CPUتوانایی درک و اجرای دستورالعمل های را براساس مجموعه ای از کدهای دورویی دارد که هریک از این کدها نشان دهندة یک عمل ساده است.این دستورالعمل ها معمولاً حسابی (جمع،تفریق،ضرب و تقسیم)،منطقی (AND،OR،NOT و غیره)انتقال داده یا عملیات انشعاب هستند و یا مجموعه ای از کدهایی دروریی با نام مجموعه دستورالعمل ها نشان داده می شوند.
حافظه نیمه رسانا:RAM وROM
برنامه ها و داده ها در حافظه ذخیره می شوند.حافظه های کامپیوتر بسیار مشوعند و اجزای همراه آنها بسیار و تکنولوژی بطور دائم و پی در پی موانع را برطرف می کند.بگونه ای که اطلاع از جدیدترین پیشرفت ها نیاز به مطالعة جامع و مداوم دارد.حافظه هایی که به طور مستقیم توسط CPU قابل دستیابی می باشند،IC های (مدار مجتمع)نیمه رسانایی هستند که RAMو ROM نامیده می شوند.دو ویژگی RAM و ROMرا از هم متمایز سازد:اول آنکه RAM حافظه خواندنی /نوشتنی است.در حالیکه ROM حافظه خواندنی است و دوم آنکه RAM فرّار است(یعنی محتویات آن هنگام عبور ولتاژ تغذیه می شود)در حالی که ROM غیرفرّار است.
75 صفحه فایل ورد قابل ویرایش
فهرست مطالب :
مقذمه
واحد پردازش مرکزی
حافظه نیمه رسانا:RAM وROM
ابزارهای کنترل /نظارت
مقایسه ریز پردازنده ها با میکروکنترلرها
معمار سخت افزار
«کاربردها»
«ویژگی های مجموعة دستورالعمل ها»
«مفاهیم جدید»
«مزیت ها و معایب:یک مثال طراحی»
«مروری بر خانوادهMcs-51TM»
«بررسی اجمالی پایه ها»
«درگاه O»
درگاه1
درگاه 2
درگاه 3
ALE(Address latch Enable)
RST(Reset)
«ورودی های نوسان ساز روی تراشه»
«اتصالات تغذیه»
«ساختار درگاه I/O»
«سازمان حافظه»
«RAM همه منظوره»
MOV A,5FH
MOV A,R5
MOV Ro,A
«ثبات های کاربرد خاص»
«کلمه وضعیت برنامه»
«پرچم نقلی»
«پرچم نقلی کمکی»
«پرچم صفر 0»
«بیت های انتخاب بانک ثبات»
«بیت توازن»
«اشاره گر پشته»
«ثبات های درگاه»
«ثبات های تایمر»
«ثبات های درگاه سریال»
«ثبات های وقفه»
«ثبات کنترل توان»
«حالت معلق»
«حالت افت تغذیه»
«حافظه خارجی»
«دستیابی به حافظه کد خارجی»
«دستیابی به حافظه داده خارجی»
«عملیات راه اندازی مجدد،reset
خلاصه دستورالعمل ها
راهنمای جدول: