تحقیق کلیات میکروکنترلر 8051
بصورت جامع در 158 صفحه ی ورد
بخشهایی از متن:
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 .
...
فصل دوم : تبادل اطلاعات سریال در 8051
1-2 استانداردهای RS232
برای ایجاد امکان سازگاری درمیان تجهزات تبادل داده ساخت سازندگان مختلف ، یک استاندارد واسطی به نام RS232 بوسیله سازمان صنایع الکترونیک ( EIA) در1960 برپا شد .درسال 1960 استاندارد فوق اصلاح وA RS232 نام گرفت .B RS232 وC RS232 به ترتیب درسالهای 1969, 1965معرفی گردیدند در این کتاب فقط آن را RS232 می نامیم . امروزه RS232 یک استاندارد واسط I/O با کاربردی گسترده است . این استاندارد درPC ها وتجهیزات بسیاری بکار رفته است .با این وجود ، چون استاندارد مذکور قبل از خانواده منطقی TTL بنا نهاده شد ، سطوح ولتاژ ورودی و خروجی سازگار با TTL نیستند . در RS232 منطق 1 با-3 تا -25 ولت تعریف می شود ، ضمن اینکه +3 تا +25 ولت هم بیت0 است فاصله -3 تا +3 تعریف نشده است .به این دلیل ، برای اتصال هر RS232 به یک سیستم مبتنی بر میکروکنترلر باید از مبدل های ولتاژی همچون MAX232 برای تبدیل از سطح TTL به سطح RS232 وبرعکس استفاده کنیم . تراشه های MAX232 به نام راه اندازهای خط وگیرنده های خط نام گذاری شده اند .
/////////////////////////////////////
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 :
آموزش میکرو کنترلر 8051
قسمتی از متن:
میکرولنترلر 8051 پایه و اساسی است برای یادگیری دیگر میکروکنترلر ها دستورات اسمبلی این میکرو نسبت به AVR خیلی کمتر هست و دارای امکانات کمتری نسبت به دیگر میکرو ها است به همین دلیل یادگیری و فهم آن خیلی راحت و آسان می باشد که برای شروع ابتدا باید مفاهیم منطق و دیجیتال را خوب فهمیده باشید و بعد از آن باید سخت افرار 8051 و RAM و ROM داخلی آن را درک کرده باشید تا بتوانید یک برنامه کاربردی بنویسید تا یک پروسه را کنترل کند. خیلی ها برای یادگیری میگن که ما که می خواهیم برنامه نویسی میکرو را یاد بگیرم پس بهتر بالاترین میکرو یعنی AVR یا PIC یاد بگیریم در صورتی که به نظر من کاملا اشتاه بوده و کار غلطی است که اگه بخواهید تا آخر ادامه دهید کاری طاقت فرسا خواهد بود. مثل این خواهد بود که سقف طبقه اول یک ساختمان را درست نکرده باشیم و بخواهیم طبقه دوم را درست کنیم. در این وبلاگ من تا بتوانم به زبان ساده و روان مطالب را بیان خواهم کرد که البته اگه یکم علاقه و پشتکار داشته باشد مطمئن باشید به میکرو مسلط خواهید شد و می توانید آن را به راحتی برنامه ریزی کنید. قیمت این میکرو خیلی ارزان می باشد در حدود 1000 تومان و حافظه ROM آن قابل پاک کردن و استفاده مجدد می باشد پس شما به راحتی می توانید در خانه یا محل کار برای راحتی خود و افراد خانواده چیزهایی با آن بسازید که آدم باورش نشه که اینو خودش ساخته و طراحی کرده.
تشریح پایه های 8051 و RAM و ROM داخلی آن
8051 دارای 4 پورت ورودی یا خروجی می باشد یعنی اینکه هر کدام از این پورت ها را می توان در یک لحظه به عنوان ورودی استفاده کرد و همان پورت را دوباره در یک لحظه دیگر به عنوان خروجی از آن استفاده کرد. منظور از پورت چیست؟ پورت در میکرو یعنی 8 عدد پین یا 8 خط دیتا یا ذر اصطلاح 8بیتی، که 8051 دارای 4 پورت 8 بتی یعنی 32 پایه می باشد.
میکرو کنترلر AT89C51 دارای 128 بایت RAM و 4KB حافظه برنامه ROM می باشد. و AT89C52 دارای 256 بایت RAM و 8KB حافظه برنامه ROM می باشد. و AT89C55 دارای 256 بایت RAM و 20KB حافظه برنامه ROM می باشد. که بستگی به حجم برنامه ما دارد که از کدام میکرو استفاده کنیم.
کاربرد RAM چست؟ اصلا به چه دردی می خوره؟
RAM یعنی random access memory حافظه با دستیابی تصادفی. از این حافظه برای ذخیره اطلاعات موقت استفاده می شود یعنی اینکه تا زمانی که تغذیه میکرو وصل باشد این اطلاعات از بین نمی روند و با قطع کردن تغذیه این اطلاعات از بین می روند. ما در میکرو 8 ثبات 8 بتی برای ذخیره کردن داده ها داریم در بعضی از مواقع پیش می آید که این 8 ثبات در کل برنامه استفاده شوند و ما به یک ثبات 8 بیتی برای ذخیره سازی داده ها داریم مثلا یک شمارنده طراحی کردیم و همه ثبات ها هم استفاده شده و ما مثلا به دو ثبات احتیاج داریم که می توانیم از هر کدام از خانه های RAM استفاده کنیم. منظور از اطلاعات همان داده های 8 بیتی می باشند یعنی همون 0 یا 1 ها که به 8 تا از آنها یک بایت یا یک داده 8 بیتی می گویند.
حال به تقسیم بندی RAM توجه کنید. برای برنامه نویسی خیلی مهم است که ما از چه خانه های RAM مجاز هستیم استفاده کنیم آیا می توانیم در فلان خانه RAM داده را به صورت بیتی دستکاری کنیم یا داده را 8 بیتی دستکاری کنیم. اصلا در چه محدوده ای از RAM قادر هستیم داده ذخیره کنیم یا بانک های ثباتی در کجای RAM واقع شده اند و دیگر ثبات ها... به جدول زیر که مربوط به RAM خوب توجه کنید:
عملکرد | ثبات | خانه های 8 بتی RAM | آدرس | |||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| FF |
ثبات B | B | F0 | F1 | F2 | F3 | F4 | F5 | F6 | F7 | F0 |
ثبات A یا انباره | ACC | E0 | E1 | E2 | E3 | E4 | E5 | E6 | E7 | E0 |
کلمه وضعیت | PSW | D0 | D1 | D2 | D3 | D4 | D5 | D6 | D7 | D0 |
| IP | B8 | B9 | BA | BB | BC | -- | -- | -- | B8 |
پورت 3 | P3 | B0 | B1 | B2 | B3 | B4 | B5 | B6 | B7 | B0 |
کنترل وقفه ها | IE | A8 | A9 | AA | AB | AC | -- | -- | AF | A8 |
پورت 2 | P2 | A0 | A1 | A2 | A3 | A4 | A5 | A6 | A7 | A0 |
پایان نامه بررسی میکروپروسسور و میکروکنترلر 8051
گرچه کامپیوترها تنها چند دههای است که با ما همراهند، با این حال تاثیر عمیق آنها بر زندگی ما با تاثیر تلفن، اتومبیل و تلویزیون رقابت میکند. همگی ما حضور آنها را احساس میکنیم، چه برنامه نویسان کامپیوتر و چه دریافت کنندگان صورت حسابهای ماهیانه که توسط سیستمهای کامپیوتری بزرگ چاپ شده و توسط پست تحویل داده میشود. تصور ما از کامپیوتر معمولاً داده پردازی است که محاسبات عددی را بطور خستگی ناپذیری انجام میدهد.
ما با انواع گوناگونی از کامپیوترها برخورد میکنیم که وظایفشان را زیرکانه و بطرزی آرام، کارا و حتی فروتنانه انجام میدهند و حتی حضور آنها اغلب احساس نمی شود. ما کامپیوترها را به عنوان جزء مرکزی بسیاری از فرآوردههای صنعتی و مصرفی از جمله، در سوپر مارکتها داخل صندوقهای پول و ترازوها؛ در خانه، در اجاق ها، ماشینهای لباسشویی، ساعتهای دارای خبر دهنده و ترموستات ها؛ در وسایل سرگرمی همچون اسباب بازیها، VCRها، تجهیزات استریو و وسایل صوتی؛ در محل کار در ماشینهای تایپ و فتوکپی؛ و در تجهیزات صنعتی مثل متههای فشاری و دستگاههای حروفچینی نوری مییابیم. در این مجموعهها کامپیوترها وظیفه ی کنترل را در ارتباط با دنیای واقعی، برای روشن و خاموش کردن وسایل و نظارت بر وضعیت آنها انجام میدهند. میکروکنترلرها (برخلاف میکروکامپیوترها و ریزپردازنده ها) اغلب در چنین کاربردهایی یافت میشوند.
با وجود این که بیش از بیست سال از تولد ریز پردازنده نمی گذرد، تصور وسایل الکترونیکی و اسباب بازیهای امروزی بدون آن کار مشکلی است. در 1971 شرکت اینتل، 8080 را به عنوان اولین ریزپردازنده موفق عرضه کرد. مدت کوتاهی پس از آن، موتورولا، RCA و سپس MOS Technology و Zilog انواع مشابهی را به ترتیب به نامهای 6800، 1801، 6502، Z80 عرضه کردند. گرچه این مدارهای مجتمع (ICها) به خودی خود فایده چندانی نداشتند اما به عنوان بخشی از یک کامپیوتر تک بورد (SBC)، به جزء مرکزی فرآوردههای مفیدی برای آموزش طراحی با ریزپردازندهها تبدیل شدند.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول
آشنایی با میکروکنترلرها
1-1 مقدمه. 2
2-1 اصطلاحات فنی.. 4
3-1 واحد پردازش مرکزی.. 5
4-1 حافظه نیمه رسانا: RAM و ROM... 7
5-1 گذرگاهها: آدرس، داده و کنترل. 7
6-1 ابزارهای ورودی/خروجی.. 9
1-6-1 ابزارهای ذخیره سازی انبوه 9
2-6-1 ابزارهای رابط انسان. 10
3-6-1 ابزارهای کنترل/ نظارت.. 11
8-1 میکروها، مینیها و کامپیوترهای مرکزی.. 11
9-1 مقایسه ریز پردازندهها با میکروکنترلرها 12
1-9-1 معماری سخت افزار 12
2-9-1 کاربردها 13
3-9-1 ویژگیهای مجموعه ی دستوالعملها 14
فصل دوم
خلاصه سخت افزار
1-2 مروری بر خانواده MCS–50TM... 17
2-2 بررسی اجمالی پایهها 18
1-2-2 درگاه 0. 19
2-2-2 درگاه 1. 20
3-2-2 درگاه 2. 20
4-2-2 درگاه 3. 20
5-2-2 PSEN (Program Store Enable) 20
6-2-2 ALE (Address Latch Enable) 21
7-2-2 EA (External Access) 21
8-2-2 RST (Reset) 22
9-2-2 ورودیهای نوسان ساز روی تراشه. 22
10-2-2 اتصالات تغذیه. 22
3-2 ساختار درگاه 22
4-2 سازمان حافظه. 24
1-4-2 RAM همه منظوره 25
2-4-2 RAM بیت آدرس پذیر. 27
3-4-2 بانکهای ثبات.. 27
5-2 ثباتهای کاربرد خاص... 28
1-5-2 کلمه وضعیت برنامه. 29
1-1-5-2 پرچم نقلی.. 29
2-1-5-2 پرچم نقلی کمکی.. 30
3-1-5-2 پرچم 0. 30
4-1-5-2 بیتهای انتخاب بانک ثبات.. 30
5-1-5-2 پرچم سرریز. 30
6-1-5-2 بیت توازن2. 31
2-5-2 ثبات B.. 31
3-5-2 اشاره گر پشته. 31
4-5-2 اشاره گر داده3. 32
5-5-2 ثباتهای درگاه 4. 33
6-5-2 ثباتهای تایمر. 34
7-5-2 ثباتهای درگاه سریال. 34
8-5-2 ثباتهای وقفه. 34
9-5-2 ثبات کنترل توان4. 35
1-9-5-2 حالت معلّق.. 35
2-9-5-2 حالت افت تغذیه. 35
فصل سوم
عملیات درگاه سریال
1-3 مقدمه. 37
2-3 ثبات کنترل درگاه سریال. 38
3-3 حالت عملکرد. 39
1-3-3 ثبات انتقال 8 بیتی (حالت 0) 39
2-3-3 UART بیتی با نرخ ارسال متغیر (حالت1) 40
3-3-3 UART بیتی با نرخ ارسال ثابت (حالت 2) 44
4-3-3 UART بیتی با نرخ ارسال متغیر (حالت 3) 44
4-3 مقدار دهی اولیه و دستیابی به ثباتهای درگاه سریال. 44
1-4-3 فعال ساز گیرنده 44
2-4-3 بیت داده ی نهم. 45
3-4-3 افزودن یک بیت توازن. 45
4-4-3 پرچمهای وقفه. 46
5-3 ارتباط چند پردازنده ای.. 46
فصل چهارم
وقفهها
1-4 مقدمه. 49
2-4 سازمان وقفه 8051. 50
1-2-4 فعال و غیر فعال کردن وقفهها 50
2-2-4 تقدم وقفه. 51
3-2-4 ترتیب اجرا 52
3-4 وقفههای پردازنده 53
1-3-4 برداری وقفه. 54
4-4 طراحی برنامه با استفاده از وقفه. 54
1-4-4 روالهای سرویس وقفه کوچک... 55
5-4 تفاوت میکروپروسسور و میکروکنترلر. 56
میکروپروسسورها
فصل اول
معرفی میکروپروسسورهای Z-80، 8080 و 8085
1-1 مدلهای CPU برای میکروپروسسورهای 8080، 8085 و Z-80. 58
1-2 مدلهای برنامه نویسی برای 8080، 8085 و Z-80. 63
فصل دوم
ساخت میکروکامپیوتر
2-1 تولید سیگنال ساعت سیستم. 66
فصل سوم
ساخت میکروکامپیوتر
3-1 سلسله مراتب حافظه. 69
فصل چهارم
ساخت میکروکامپیوتر
4-1 طراحی یک دریچة ورودی 8 بیتی.. 71
4-2 طراحی یک دریچه خروجی 8 بیتی.. 71
فصل پنجم
آی سیهای پشتیبان ویژه:خانواده 8085/ 8080
5-1 A8755، 16KEPROM با I/O.. 73
5-2 متصل کننده قابل برنامه ریزی وسیله جانبی A8255. 73
فصل ششم
آی سیهای پشتیبان ویژه: خانواده Z-80
6-1 کنترل کنندة ورودی/خروجی موازی Z8400.......... 75
منابع. 77