Mục năy giới thiệu cấu trúc phần cứng của 8051 từ những chđn được nhìn thấy bín ngồi. Dưới đđy chỉ mô tả ngắn gọn chức năng của từng chđn. Trong 40 chđn có đến 32 chđn có chức năng như cổng xuất nhập, 24 trong số chúng được dùng cho hai mục đích khâc nhau. Mỗi chđn có thể lă đường xuất nhập, đường điều khiển hoặc lă một phần của địa chỉ hay dữ liệu. Thiết kế thường có bộ nhớ ngồi hay câc thiết bị ngoại vi sử dụng những port để xuất nhập dữ liệu. Tâm đường trong mỗi port được dùng như một đơn vị giao tiếp song song như mây in, bộ biến đổi tương tự số, v.v… Hoặc mỗi đường cũng có thể hoạt động một câch độc lập trong giao tiếp với câc thiết bị đơn bit như: transitor, LED, switch, solenoids …
• Port 0
Port 0 lă cổng song song dùng cho hai mục đích, nó lă câc chđn từ 32 đến 39. Trong những thiết kế nhỏ nó được dùng trong cổng xuất nhập bình thường. Ở những thiết kế có sử dụng bộ nhớ ngồi, nó vừa lă bus dữ liệu vừa lă byte thấp của bus địc chỉ. Nó còn dùng chứa bytes mê khi nạp ROM nội.
Port 1 dănh cho cổng xuất nhập vă chỉ dănh cho mục đích năy mă thôi. Nó dùng để giao tiếp với câc thiết bị ngoại vi theo từng bit hoặc byte. Port 1 chiếm câc chđn từ 1 đến 8.
• Port 2
Port 2 (chđn 21 ÷ 28) lă port có hai chức năng. Ngồi mục đích dănh cho xuất nhập thông thường nó còn dùng lăm byte cao cho bus địa chỉ bộ nhớ ngồi.
• Port 3
Port 3 (chđn 10 ÷ 17) lă port hai chức năng. Bín cạnh chức năng xuất nhập, câc bit của port 3 còn có chức năng điều khiển. Chức năng câc bit của port 3 vă port 1 được mô tả trong bảng 4.2
• PSEN (cho phĩp nạp chương trình)
8051 có 4 chđn tín hiệu điều khiển. PSEN lă tín hiệu điều khiển được xuất ra ở chđn 29. Tín hiệu điều khiển năy cho phĩp lập trình ở bộ nhớ ngồi vă thường được nối với câc chđn OE của EPROM để đọc mê lệnh từ bộ nhớ ngồi văo thanh ghi lệnh của 8051. Nó xuống mức thấp trong khi đọc lệnh. Mê lệnh đọc từ EPROM, qua bus dữ liệu, được chốt văo thanh ghi của 8051. Khi thi hănh chương trình từ ROM nội PSEN được giữ ở mức cao (trạng thâi không tâc động).
• EA (truy xuất vùng nhớ ngồi)
EA lă một tín hiệu văo có thể ở mức cao hay thấp. Nếu ở mức cao 8051 thi hănh chương trình ở ROM nội, 4K/8K chương trình. Nếu ở mức thấp, chương trình chỉ được thi hănh từ bộ nhớ ngồi. Đối với 8031/8231 EA phải được giữ ở mức thấp vì chúng không có ROM nội. EA cũng chính lă chđn nhận điện âp mức cao để nạp EPROM nội.
• ALE (cho phĩp chốt địa chỉ)
ALE lă tín hiệu được xuất ra ở chđn 20, rất quen thuộc với những ai đê từng lăm việc với vi xử lý 8085, 8086 của Intel. 8051 dùng ALE để phđn kính cho bus địa chỉ vă bus dữ liệu. Khi port 0 được dùng lăm bus dữ liệu vă byte thấp của bus địa chỉ – ALE lă tín hiệu dùng để chốt địa chỉ văo thanh ghi chốt bín ngồi trong nữa đầu của một chu kỳ mây. Sau đó Port 0 sẵn săng để truy xuất dữ liệu trong nữa chu kỳ còn lại.
Xung ALE có tần số bằng 1/6 lần tần số bộ dao động nội vă có thể dùng như một xung clock cho mục đích năo đó khi hệ thống không lăm việc. Nếu tốc độ 8051 lă 12 MHz thì tần số xung ALE lă 2 MHz. Một xung ALE bị mất khi có một lệnh MOVX được thi hănh.
• Ngõ văo dao động nội Bit Tín 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 Phât dữ liệu Ngắt ngồi 0 Ngắt ngồi 1
Ngõ văo của Timer / couter 0 Ngõ văo của Timer / couter 1 Đọc dữ liệu từ bộ nhớ ngồi Đọc dữ liệu văo bộ nhớ ngồi Ngõ văo của Timer / couter 2
Bảng 4.2Chức năng của câc chđn điều khiển
Ngõ văo dao động nội được mô tả như hình dưới đđy, có một thạch anh được nối với chđn 19 (XTAL1) vă 18 (XTAL2). Có thể mắc thím tụ để ổn định dao động. Thạch anh 12 MHz thường dùng cho họ MCs-51, trừ IC 80C31BH có thể dùng thạch anh lín đến 16 MHz. Tuy nhiín, không nhất thiết phải dùng thạch anh mă ta có thể dùng mạch dao động TTL tạo xung Clock đưa văo chđn XTAL1 vă lấy đảo của nó đưa văo XTAL2.
• RST (Reset)
Ngõ văo RST (chđn 19) lă chđn master reset của 8051. Khi nó ở mức cao (trong khoảng ít nhất 2 chu kỳ mây) câc thanh ghi nội được nạp với giâ trị tương ứng theo thứ tự khởi động hệ thống.
• Nguồn cung cấp
8051 sử dụng nguồn đơn 5V.