Cấu trúc của
1.2CẤU TRÚC CỦA
Trung tâm của IC 8051 là một CPU (đơn vị xử lý trung tâm) 8031. Để tồn bộ hệ thống hoạt động, 8051 cĩ bộ tạo dao động nội với thạch anh được ghép bên ngồi với tần số khoảng từ vài Mhz đến 12 Mhz. Liên kết giữa các phần tử với nhau là hệ thống BUS nội, gồm cĩ BUS dữ liệu, BUS địa chỉ và BUS điều khiển. IC AT89C51 cĩ 4K ROM, 128 bytes RAM và một số thanh ghi bộ nhớ … Nĩ giao tiếp với bên ngồi qua 3 cổng song song và một cổng nối tiếp cĩ thể thu, phát dữ liệu nối tiếp với tốc độ lập trình được. 8051 cĩ hai bộ định thời 16 bit và 2 ngắt ngồi cho phép nĩ đáp ứng và xử lý điều kiện bên ngồi theo cách ngắt quãng. Thơng qua các chân điều khiển và các cổng song song 8051 cĩ thể mở rộng bộ nhớ ngồi lên đến 64K dữ liệu. Sau đây là sơ đồ khối của 8051
thiểu để hoạt động của 8051.
Sau đây là mơ tả sơ lược về các Port của 8051: • Port 0
Port 0 là cổng song song dùng cho hai mục đích, nĩ là các chân từ 32 đến 39. Trong những thiết kế nhỏ nĩ được dùng trong cổng xuất nhập bình thường. Ở những thiết kế cĩ sử dụng bộ nhớ ngồi, nĩ vừa là bus dữ liệu vừa là byte thấp của bus địa chỉ. Nĩ cịn được dùng để chứa bytes mã khi nạp ROM nội.
• Port 1
Port 1 dành cho cổng xuất nhập và chỉ dành cho mục đích này mà thơi. Nĩ dùng để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi theo từng bit hoặc byte. Port 1 chiếm các chân từ 1 đến 8.
• Port 2
Port 2 (chân 21 ÷ 28) là port cĩ hai chức năng. Ngồi mục đích dành cho xuất nhập thơng thường nĩ cịn dùng làm byte cao cho bus địa chỉ bộ nhớ ngồi.
• Port 3
Port 3 (chân 10 ÷ 17) là port hai chức năng. Bên cạnh chức năng xuất nhập, các bit của port 3 cịn cĩ chức năng điều khiển. Chức năng các bit của port 3 và port 1 được mơ tả trong bảng phía dưới.
• PSEN
8051 cĩ 4 chân tín hiệu điều khiển. PSEN là tín hiệu điều khiển được xuất ra ở chân 29. Tín hiệu điều khiển này cho phép lập trình ở bộ nhớ ngồi và thường được nối với các chân OE của EPROM để đọc mã lệnh từ bộ nhớ ngồi vào thanh ghi lệnh của 8051. Nĩ xuống mức thấp trong khi đọc lệnh. Mã lệnh đọc từ EPROM, qua bus dữ liệu, được chốt vào thanh ghi của 8051. Khi thi hành chương trình từ ROM nội PSEN được giữ ở mức cao (trạng thái khơng tác động).
• EA
EA là một tín hiệu vào cĩ thể ở mức cao hay thấp. Nếu ở mức cao 8051 sẽ thi hành chương trình ở ROM nội. Cịn nếu chân này ở mức thấp, chương trình chỉ được thi hành từ bộ nhớ ngồi. Đối với 8031/8231 EA phải được giữ ở mức thấp vì chúng khơng cĩ ROM nội.
dùng như một xung clock cho mục đích nào đĩ khi hệ thống khơng làm việc (ví dụ nếu tốc độ 8051 là 12 MHz thì tần số xung ALE là 2 MHz). Một xung ALE sẽ bị mất khi cĩ một lệnh MOVX được thực hiện.
Bảng 2: Chức năng của các chân điều khiển
Bit Tên Chức năng
P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 P1.0 P1.1 RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD T2 T2EX Nhận dữ liệu Phát dữ liệu Ngắt ngồi 0 Ngắt ngồi 1
Ngõ vào của Timer / couter 0 Ngõ vào của Timer / couter 1 Đọc dữ liệu từ bộ nhớ ngồi Đọc dữ liệu vào bộ nhớ ngồi Ngõ vào của Timer / couter 2
• Ngõ vào dao động nội
Ngõ vào dao động nội của 8051 được nối với một thạch anh (nối giữa 2 chân 19 (XTAL1) và 18 (XTAL2)). Ta cĩ thể mắc thêm tụ để ổn định dao động (như trong hình sơ đồ chân 8051). Họ 8051 thường dùng thạch anh 12 MHz (trừ IC 80C31BH cĩ thể dùng thạch anh lên đến 16 MHz). Tuy nhiên, ta khơng nhất thiết phải dùng thạch anh mà ta cĩ thể
D
Chố t
dùng mạch dao động TTL tạo xung Clock đưa vào chân XTAL1 và lấy đảo của nĩ đưa vào XTAL2.
• RST (Reset)
Ngõ vào RST (chân 19) là chân master reset của 8051. Khi nĩ ở mức cao (trong ít nhất 2 chu kỳ máy) các thanh ghi nội được nạp với giá trị tương ứng theo thứ tự khởi động hệ thống (xin tham khảo thêm trong tài liệu [3]).
• Nguồn cung cấp
8051 sử dụng nguồn đơn 5V.