1. Bevezetés

A mikroelektronika és a számítástechnika története rövid. A 19. században terveztek számítógépeket, amelyek utasításkészlettel rendelkeztek (Charles Babbage). E gépeket mechanikus szerkezetként tervezték, így működőképes modellek nem készülhettek. A 20. század első felében az elektromechanikus relék jelentették azt az eszközt, amelyekkel ténylegesen működőképes berendezéseket lehetett létrehozni. Egy személyt említsünk meg e terület számtalan tudósa közül, Neumann Jánost, aki a mai értelemben is korszerű számítógépek működésének alapelveit lerögzítette. Tevékenysége alapvetően meghatározta a számítástechnika fejlődését. E korból a leghíresebb számítógép az ENIAC volt, melyet a II. világháború idején építettek tudományos célból a Pennszilvániai Egyetemen. A számítógépek kereskedelmi méretű elterjedését az 50.-es években megjelenő tranzisztor tette lehetővé. A 60-as években pedig az integrál áramkörös technológia rohamos árcsökkenést eredményezett. Újabb áttörést és újabb forradalmat jelentett a számítástechnikában a a mikroprocesszorok megjelenése. Ezek első képviselője az Intel cég Intel 4004-es 4 bites processzora volt. A következő évben készen volt az Intel8008, az első 8 bites mikroprocesszor. Az ezt követő fejlettebb változat, a z I8080, amelyből már az első "home computer"-ek készültek.

A 80-as évek elejére a mikroprocesszorok rohamosan elterjedtek. A 8 bites mikroprocesszorokat követték a 16 és rövidesen a 32 bites processzorok is. A szoftverek szintén fejlődtek, mialatt az árak relatívan gyorsan csökkentek. Megjelentek a személyi számítógépek, amelyek néhány száz dolláros áruk ellenére a 30 évvel korábbi szuperszámítógépek teljesítményét nyújtották, vagy meghaladták. A személyi számítógépek mellett a mikroprocesszor technika az élet minden területén elterjesztette a számítástechnika alkalmazását. Jelenleg a járműipartól a szórakoztató iparig, egészségügytől az űrkutatásig, telekommunikációig, mesterséges intelligenciáig mikroprocesszorok millióit alkalmazzák, forradalmasítva a fejlődést az élet minden területén.

2. A mikroszámítógépek felépítése

A mikroszámítógépek alapja a mikroprocesszor. Elemei a mikroprocesszor, memória, és input/output eszközök. A komponenseket valamilyen buszrendszer köti össze, amelyen az egységek közötti adatcsere zajlik. A mikroszámítógép blokkvázlata az 1. ábrán látható.

1. ábra: A mikroszámítógép felépítése.

3. Mikrovezérlők

A mikroszámítógép alacsony ára lehetővé tette, hogy ne csak a szoros értelembe vett számítástechnikai feladatokra használják. Az irányítástechnikával foglalkozó szakemberek hamar meglátták a mikroszámítógépekben rejlő lehetőségeket saját szakterületüket illetően is, azt, hogy  vezérlési és szabályozási feladatokra is alkalmasak ezek az eszközök. Nagyszámú alkalmazásban jelentek meg a mikroprocesszorból, memóriából és megfelelően megválasztott input/output eszközökből álló mikroszámítógépek. A mikroprocesszor gyártók, amikor a technológiai fejlődés lehetővé tette, megkezdték az egy chipes mikroszámítógépek, az úgynevezett mikrokontrollerek kifejlesztését és gyártását. A mikrokontrollereket olyan alkalmazások céljára gyártották, amelyek nem kimondottan számítástechnikai alkalmazások, de komplikált vezérlő algoritmust és flexibilis megoldást igényelnek. Ilyenre példa az automata mosógép, vagy egy belsőégésű motor gyújtás vezérlése. Ma nagy választékban kaphatók mikrovezérlők

Az alkalmazások túlnyomó része két kategóriába sorolható: vezérlési, vagy nyílt hurkú irányítási feladatok, illetve szabályozási, vagy zárt hurkú feladatok. A nyílt hurkú feladatokat szekvenciális vezérléseknek is nevezik, mivel a folyamatot állapotok sorozata jellemzi. Az állapotok közti átmeneteket valamilyen diszkrét események eredményezik. Az ilyen alkalmazásokat esemény vezérelt alkalmazásoknak is nevezik. Példa erre az áruautomata. A berendezés különböző értékű pénzérméket fogad el, felismeri az áru kiválasztást, kiadja az árut, meghatározza a pontos értéket, és visszaadja a különbözetet. Ha a bedobott pénz nem elegendő, vagy az áru kifogyott, kijelzéseket ad.

A zárt hurkú alkalmazások esetén valós idejű jelleggel ellenőrizzük az irányított folyamatot, hogy folyamatosan hatékony legyen az irányítás. Automata szerszámgépeknél, vagy robottechnikában számtalan ilyen alkalmazás található. A mikrovezérlők alkalmazása rendkívül széles. Robot technikában, alakfelismerésben, vagy például telekommunikációs alkalmazásokban is számtalan mikrovezérlő megoldás található.

A mikrovezérlőket gyakran beágyazott vezérlőknek (embedded controller) is nevezik, mivel általában egy nagyobb rendszer részét képezik. A rendszer felhasználója nem kell, hogy feltétlenül tudjon arról, hogy a rendszer mikrovezérlőt tartalmaz.

5. A mikrovezérlők általános jellemzői

Napjainkban sokféle mikrovezérlőt gyártanak, és az egyes típusokon belül is nagy a változatok száma. Az összehasonlításokból azonban kiderül, hogy sok olyan jellegzetességük van, amelyek általánosan jellemzik őket. A közös jellemzőket az alábbi pontban foglaljuk össze.

1. Egy chipes áramkörök, amelyek valamilyen mikroszámítógép konfiguráció valamennyi alkotóelemét, CPU, RAM, ROM, I/O elemek, rendszer óragenerátor, tartalmazzák.

2.Túlnyomórészt Harvard felépítésűek, vagyis külön program és adat memóriával rendelkeznek. A program memória 4-8 Kbyte, az adat memória viszonylag kicsi, maximum egy-két Kbyte nagyságú. Ez abból a tényből adódik, hogy egy általános vezérlési feladat sok vezérlő utasítással és kevés átmeneti adat tárolásávaloldható meg.

3. Utasításkészletük általában egyszerű, programozásuk könnyen elsajátítható.

4. Külső memóriával nem bővíthetők, vagy ha igen, az az I/O vonalak felhasználásával történik, és ez a szabadon maradó I/O vonalak számát csökkenti.

5. Jellegzetes erőforrásokkal rendelkeznek. Ilyenek a Watch Dog timer, általában több számláló/időzítő áramkör, nagyszámú digitális bemeneti és kimeneti vonal. Újabban vannak olyan típusok, amelyek analóg bemenő jelek feldolgozására is alkalmasak.

6. A kivezetések számának csökkentése céljából többcélú kivezetéseik vannak.

7. Számos külső  megszakítás vonallal rendelkeznek, ezenkívül a belső eszközök nagy része is megszakítás vonallal van ellátva.

8. Általában tartalmaznak soros kommunikációs portot, amely a programozásukat megkönnyíti, valamint lehetővé teszi beillesztésüket egy számítógépes

Az MCS 51 család

Ez a mikroszámítógép-család az MCS 48-as család jelentős továbbfejlesztésének tekinthető, elvi felépítése az alábbi ábrán látható:

2. ábra: Az MCS 51 család blokkvázlata

Az MCS 51 család főbb jellemzői:

8 bites, vezérlési feladatokra optimalizált központi egység (CPU);

64 Kbyte memória címezhető;

az órajel-generátor áramköre a lapkán van;

32 be- illetve kimeneti vonal;

mind az adat, mind a programtároló 64 Kbyte-ra bővíthető;

két, illetve egyes típusoknál három időzítő-számláló;

soros duplex adatátviteli port;

Bool-algebrai processzor.

A család elemei és jellemzőik:

Felépítés, jellemzők

A következőkben röviden összefoglaljuk az MCS 51 család azon tulajdonságait, amelyek az al­kalmazásoknál a kiválasztást elősegíthetik.

Társzervezés

A CPU az adat- és a programmemóriát teljesen eltérő módon kezeli. A mikroszámítógépben különálló program- és adattároló van, az előbbi 4K, illetve 8K méret és az alsó címtartományt foglalja el. Az adatmemóriát a lapkán kialakított 128 vagy 256 byte-s RAM alkotja. A RAM 8 bittel címezhető, ami gyorsabb működést tesz lehetővé. A teljes 64 Kbyte a DTPR regiszteren keresztül érhető el. (A regiszterkészlet leírását lásd később.) Az áramkörbe beépí­tett memórián kívül, vagy azzal együtt, külső memória használatára is van mód, a normál CPU-knál megszokott módon.

3. ábra: A 8051memóriatérképe

Programmemória

A belső programmemória használatát az jellel szabályozhatjuk. Ha erre a bementre 1-es szintet (tápfeszültség) kötünk, akkor a processzor a 0000H-0FFFH címek esetén az utasításokat a belső programmemóriából olvassa be. (8 Kbyte belső ROM esetén a címtartomány: 0000H-1FFFH.) Ha az bemenetre 0 szintet kötünk, akkor a processzor mindig a külső memóriából olvassa az utasításokat. Ebből következik, hogy a ROM nélküli változatoknál az bemenetet mindig 0 szintre kell kötni. Külső programmemóriát a következőképpen használhatunk:

Ebben az esetben a P0 port multiplexelt cím/adatbuszként mûködik, a P2 pedig a címbusz felső fele lesz.

A multiplexelt cím és adat szétválasztását az ALE jel segíti, míg a jel használható olvasás jelként. A memóriacím mindig 16 bites, és a külső memória elérése lefoglalja a P0 és P2 portokat, így azok másra nem használhatók.

Amennyiben használjuk a belső memóriát, de a cím kívül esik a belső címtartományon, a CPU a külső memóriához fordul, akár van akár nincs. Ha tehát nincs külső memória és a portokat I/O-ként használjuk, akkor vigyáznunk kell, hogy a program ne tévedjen a belső programmemórián kívülre.

Adatmemória

Amennyiben külső adatmemóriát kapcsolunk az áramkörhöz, úgy az csak a MOVX utasítással érhető el. Ezzel az utasítással 8 vagy 16 bites címzést használhatunk. 8 bites címzés esetén gyakori, hogy több 256 byte-os memória közül a P2 portra kiírt értékkel választjuk ki az aktív lapot.

Ebben a példában a belső ROM-ot használjuk programmemóriaként. A külső RAM mérete 2K (8x256 byte). A RAM-ot 8 bittel címezzük, a 256 byte-os lapokat előzőleg mindig a P2 portra kiírt értékkel választjuk ki. Ez azért előnyös, mert így a P2 port fennmaradó 5 vonala I/O-ként felhasználható, míg 16 bites címzés esetén a P2 buszként működik, így nem használható fel (külső programmemória használata esetén mindig ez a helyzet - lásd az előbb).

A belső memória 8 bittel címezhető, tehát maximum 256 byte lehet. Ebből típustól függően 128 byte, vagy 256 byte használható RAM-ként. Ez a terület két részre oszlik: az alsó 128 byte (00H-7FH) és a felső 128 byte (80H-0FFH) eltérően kezelendő. (A címzési módo­kat részletesebben majd a processzor utasításkészletének ismertetésénél mutatjuk be.)

Az alsó 128 byte direkt és indirekt mó­don is megcímezhető. Ezen a területen helyezkednek el a regiszterek (a 8 bites CPU-knál megszokott regiszterkészlet nincs a processzorban) és a verem. Az alsó 32 byte (00H-1FH) négy különálló regiszterkészletet tartalmaz. Minden regiszterkészlet 8 regiszterből (R0‑R7) áll. A regiszterkészletek közül egy­szer­re ter­mészetesen csak egy lehet aktív, ezt a PSW (program-állapot szó) regiszter két bitje határozza, meg és programból állíthatjuk be. A pro­cesszor regiszterei tehát az áramkörbe beépített adatmemóriában vannak, így kétféleképpen is elérhetők, úgy is, mint regiszterek és úgy is, mint me­mória. A verem-mutató (SP) bekapcsolás utáni kezdőértéke is erre a terü­letre mutat (a kezdőérték 7). A 20H‑val kezdődő terület általá­nos RAM-ként használható, melyen belül a 20H-2FH címterület bitenként is megcímezhető (bit cím: 0-7F).

A felső 128 byte csak a 8052 sorozatban használható RAM-ként és ott is csak indirekt címzéssel. Ha direkt címzést használunk akkor az MCS 51 sorozat minden típusánál az úgy­nevezett SFR-t érhet­jük el (Special Function Registers, azaz "különleges funkciójú regiszterek"). Az SFR tartalmazza a portok táro­lóit, az időzítőket, a perifériák vezérlőregisztereit stb. Ezek a regiszterek tehát csak direkt címzéssel érhetők el. Az SFR területen tizenhat byte bitenként is megcímezhető. Ezek azok a byte-ok, amelyeknek a címe 8-cal osztható. Ezek a 80H‑FFH bitcímen bitenként is elérhetők (elsősorban a portok és a vezérlőregiszterek).

A következő táblázat tartalmazza a regiszterek nevét, címét és a RESET utáni kezdőértéket. A csillaggal (*) jelölt regiszterek bitenként is címezhetők. A plusz jellel (+) jelölt re­gisztereket csak a 8052 sorozat tartalmazza. A kezdőértékekben előforduló X jel azt jelenti, hogy az a bit nem definiált.

Regiszterek

PSW (Program Status Word

A regiszterkészlet kiválasztása két bittel történik:

PCON (Power Control Register

Amennyiben a PD és az IDL bit egyidőben 1-es értékű, a PD-nek van elsőbbsége. A HMOS áramköröknél csak az SMOD bit van megvalósítva, a többi négy bit csak a CHMOS áramkörökben található meg. A 4‑6 biteket (HMOS áramköröknél a 0‑6 biteket) nem szabad 1-be állítani!

A CHMOS áramkörök fogyasztáscsökkentő üzemmódjai

Kétféle üzemmód van: az Idle Mode és a Power Down. Az Idle Mode bekapcso­lása esetén az utolsó utasítás végrehajtása befejeződik, az oszcillátor tovább mûködik, a meg-szakításvezérlő, a soros vonal, a portok és az időzítők megkapják az órajelet, csak a CPU áll le. A teljes CPU állapot megőrződik, minden regiszter és port megtartja az értékét. Az ALE és a jelek logikai magas szinten vannak. Az üzemmódnak két dolog vethet vé­get. Ha egy engedélyezett megszakítás bejut, akkor az IDL bitet törli a processzor. A megszakító rutin után normál módon folytatódik a végrehajtás. A GF0 és GF1 biteket fel lehet használni a megszakítás jelzésére, pl. az utasítás, amely bekapcsolja az Idle Mode-ot, beállíthatja a GF flageket, a megszakító rutin pedig felhasználhatja az értéküket. A második módszer az Idle Mode megszüntetésére a hardware reset. Az RST bemenetre adott jel aszink­ron módon törli az IDL bitet, és a program végrehajtás ott folytatódik, ahol abbamaradt. Je­gyezzük meg, hogy az Idle Mode bekapcsolását követő utasítás nem írhat portra vagy külső RAM-ba!

Power Down esetében leáll az oszcillátor, minden működés megszűnik, de a RAM és az SFR megtartja az értékét. Az ALE és a jelek logikai alacsony szintűek lesznek. A Power Down módot csak hardware resettel lehet megszüntetni. Ilyenkor az SFR-ben minden regiszter a kezdőértéket veszi fel, de a RAM tartalma nem változik. Power Down üzemmódban (csak a bekapcsolása után) a tápfeszültséget 2V-ra lehet csökkenteni. Mielőtt a normál módot visszállítanánk, a tápfeszültséget vissza kell állítani a normál értékre. A reset jelet csak a tápfeszültség visszaállítása után szabad aktivizálni, és aktív állapotban kell tartani, amíg az oszcillátor újra be­indul és stabilizálódik (ez rendesen kevesebb, mint 10 msec).

Megszakítások

A 8051 öt megszakítást kezel: két külső megszakítást, a két időzítő megszakításait és a soros vonal megszakítását. A 8052-ben három időzítő van, így ott hat forrása lehet a megszakítás­nak. A külső megszakítások lehetnek él- vagy szintvezéreltek. Minden megszakítást jelez egy bit valamelyik regiszterben (pl. az RI bit az SCON regiszterben a soros vonal vételi oldalá­nak megszakításkérését jelzi). Ezek a bitek a programból is beírhatók, ami ugyanúgy kiváltja a megszakítást, mintha azt a hardware kezdeményezte volna.

IE (Interrupt Enable Register

Ha az IE regiszterben az adott engedélyező bitet 1-be állítjuk, akkor az a meg­szakítás engedélyezve lesz, ha 0-ba, akkor tiltva. A külső megszakítások lehetnek él- vagy szintvezér­eltek, ezt a TCON regiszterben állíthatjuk be (lásd ott). A megszakí­tások prioritása is progra­mozható. Két prioritási szint van: magas, és alacsony. Bár­mely megszakítás prioritási szintje beállítható az IP regiszterben.

IP (Interrupt Priority Register

Ha a megfelelő bitet 1-be állítjuk, akkor az adott megszakítás magas szitntű lesz, ha 0-ba, akkor, pedig alacsony szintű. Az alacsony szintű megszakításokat a magas szintű megszakítások megszakíthatják, míg a magas szintűeket semmi sem. Ha egy­szerre érkezik a CPU-hoz egy magas és egy alacsony szintű megszakítás-kérés, akkor a magas szintűnek van elsőbbsége. Ha két egyforma szintű megszakítás-kérés érke­zik, akkor a prioritási sorrend a következő:

A rövidítések jelentése: IE   külső meg­szakí­tás (External Interrupt); TF   időzítő meg­szakítás (Timer Interrupt); RI   soros vonali meg­szakí­tás vétel esetén (Receive Inter­rupt); TI   soros vonali megszakítás egy ka­rakter kiküldése után (Transmit Interrupt); EXF2   2‑es időzítő külső beíró jele (csak a 8052 sorozatnál).

A megszakítások kezelése

Ha egy külső megszakítást szintvezéreltre programoztunk, akkor a külső megszakítás-kérő jelet fenn kell tartani addig, amíg a CPU elkezdi a megszakítás végrehajtá­sát, majd meg kell szüntetni, mielőtt a megszakító rutin befejeződik, mert különben újabb megszakítás keletkezik.

Amint egy megszakítás érvényre jut, a CPU befejezi az éppen végrehajtás alatt lévő utasí­tást, valamint ha ez az utasítás IRET, vagy olyan utasítás, ami befolyásolja az IE vagy IP regisztereket, akkor a következő utasítást is, majd automatikusan gene­rál egy LCALL utasítást, vagyis a megszakítás forrásától függően meghív egy adott című szubrutint. Az LCALL utasítás elmenti a programszámlálót a verembe, de a PSW regisztert nem! Ezután a PC regiszter a következő értéket veszi fel:

Ezt a módszert vektoros megszakításnak nevezik. Eze­ken a címeken többnyire ugró utasításokat helyezünk el, amelyek a megfelelő szubrutinra adják a vezérlést. A megszakító szubrutinnak IRET utasítással kell végződnie, amely érte­síti a processzort arról, hogy a meg­szakítás kezelése befejeződött. A CPU visszaállítja a programszámláló  regiszter értékét, a program végrehaj­tása a megszakítás helyétől folytatódik. Ha ekkor is van érvényes megszakítás kérés, a processzor a főprogramból akkor is végrehajt lega­lább egy utasítást, mielőtt az újabb meg­szakítást elindítaná!

Be- és kimeneti portok

Mind a négy port kétirá­nyú és output irányban tárolóval van ellátva. A tárolók az SFR terü­leten érhetők el (P0, P1, P2, P3 regiszterek).

Ezen a rajzon a Port 0 egy bitjének belső felépítése lát­ható. A Port 2 belső felépítése ettől csak annyiban tér el, hogy az ÉS kapu egy belső felhúzó ellenállást vezé­rel. A P0 és a P2 port a multiplexelt cím/adatbusz sze­repét látja el, amennyiben külső memóriát haszná­lunk (bővebben lásd a Társzervezésnél).

A P3-as port, és a 8052 sorozatban a P1 port két bitje, szintén több funkcióval rendelke­zik. Ezek a portok úgyne­vezett kvázi kétirá­nyú portok. Ez azt jelenti, hogy ha a portra 0-t írunk ki, akkor az a kimenetet alacsony szintre kényszeríti. Ha azonban 1-et, akkor csupán a belső felhúzó ellenállás tartja a portot magas szinten, így az bemenetként is használható, hiszen kívülről alacsony szintre húzható.

Ebből következik, hogy ha egy portbitet bemenetként akarunk használni, akkor, mint kimenetet 1-be kell állítani. Ugyanez a helyzet az alternatív funkciójú bitekkel is. Ame­lyi­ket használjuk a programban, azt a bitet a porton állítsuk 1-be! A bitek és a funkciójuk:

Az 1, 2 és 3 portok 4 LS TTL bemenetet tudnak működtetni. A Port 0 külső busz üzemmódban 8 LS TTL bemenet meghajtására képes, portként használva külső felhúzó ellenál­lásokat igényel, ha bemeneteket akarunk vele működtetni.

Néhány utasítás az adatokat a tárolóról olvassa, néhány pedig a lábról. Azok az utasítások amelyek a portról leolvasott értéket visszaírják a portra, mindig a tárolót olvassák. Ezek az úgynevezett olvas-módosít-ír utasítások a következők: ANL; ORL; XRL; JBC; CPL; INC; DEC; DJNZ; MOV PX.Y, C; CLR PX.Y; SETB PX.Y.

Időzítők, számlálók

A 8052-es típusnak három, a többinek két 16 bites időzítő/számláló egysége van, a Timer 0 és a Timer 1. Mindegyikük időzítőként vagy eseményszámlálóként hasz­nálható.

Időzítő üzemmódban a regiszterek tartalma minden gépi ciklus során eggyel nő. Mivel a gépi ciklus 12 órajel-periódusból áll, a számlálási sebesség az órajel-frek­vencia 1/12-e.

Számláló üzemmódban a regiszterek tartalma a megfelelő bemeneten megjelenő lefutó él hatásá­ra eggyel nő. Mivel az átmenet érzékelése két gépi ciklus idejéig tart, ezért a maximá­lis számlálási frekvencia az órajel frekvenciájának 1/24-e. A Timer 0-nak négy üzemmódja van, a Timer 1-nek és a Timer 2-nek (8052) három.

TMOD (Timer/Counter Mode Control Register

TCON (Timer/Counter Control Register

0-ás üzemmód

Ebben az üzemmódban a számláló 13 bites. Így kompatíbilis a 8048-as tí­pussal. A TH regiszter al­kotja a számláló alsó 8 bitjét, a TL regiszter alsó 5 bitje pedig előosztóként mûködik. A TL regiszter felső 3 bitje nem definiált érték, figyelmen kívül kell hagyni.

1-es üzemmód

Ez az üzemmód csupán annyiban különbözik a 0-ás üzemmódtól, hogy a TH, TL regiszte­rek 16 bites számlálót alkotnak.

2-es üzemmód

Ebben az üzem­módban a TL számláló 8 bites számlálót alkot, amely túlcsordulá­sa­kor au­to­matiku­san újratöltődik, méghozzá a TH regiszterből.

A számláló kezdőértékét, amelytől az előreszámol majd 255-ig, be kell tölteni a TH re­giszterbe. Az ér­ték áttöltése a TL re­giszterbe nem vál­toztatja meg a TH regisztert.

3-as üzemmód

Ebben az üzemmód­ban csak a Timer 0 hasz­nálható. Ekkor a Timer 0 két egységre bomlik. A TL0 re­gisz­ter 8 bites időzítőként vagy számlá­lóként használ­ha­tó a megszo­kott mó­don, te­hát a T0 és bemene­tek és a GATE, TR0, TF0 vezérlőbitek segít­sé­gé­vel. A TH0 regisz­ter 8 bites időzítőként mû­kö­dik és a TR1, TF1 bitekkel (vagyis a Timer 1 vezérlőbitjeivel) működtethető. Mivel a Timer 0 lefoglalja a TR1-et, ezért a Timer 1-et a 3-as üzem­mód­ba való átkapcsolással kapcsolhatjuk ki (lásd a TMOD regisztert). Mivel a TF1 bit is foglalt, ezért a Timer 1 csak olyan esetek­ben használható, amikor nincs szükség arra, hogy az meg­sza­kítást váltson ki (pl. ha baud rate generátorként használjuk a soros vo­nalhoz).

Timer

A 8052 sorozatban 3 időzítő/számláló van. A Timer 2 lehet időzítő, vagy számlá­ló és há­rom üzemmódban működhet: "capture", "auto-load" és baud rate generátor üzemmódban. Ehhez az időzítőhöz egy újabb vezérlőregiszter tartozik.

T2CON (Timer/Counter 2 Control Register

Soros port

A duplex, azaz egyidőben adni és venni képes soros port nagymértékben meg­könnyíti a mikro­számítógép és a környezet közötti kommunikációt. A portnak több üzemmódja van, ame­lyek a megfelelő regiszter programozásával lehetővé teszik az adatátviteli sebesség beállítását (az órajel-frek­vencia 1/12, 1/32 vagy 1/64-e, változ­tatható) és az adatátviteli formátum (csak 8 adatbit; 1 start-, 8 adat- és 1 stopbit; 1 start-, 9 adat- és 1 stopbit) megválasztását.

SCON (Serial Port Control Register

Az SM0 és az SM1 bitek határozzák meg az üzemmódot:

Sebesség

A sebesség mód0 esetén rögzített: az oszcillátor frekvencia 12-ed része.

Mód 2 esetén a sebességet az SMOD bit határozza meg (lásd a PCON regisztert). Ha az SMOD bit 1, akkor a baud rate az oszcillátor frekvencia 32-ed része, ha pedig 0, akkor az oszcillátor frekvencia 64-ed része.

Mód 1 és 3 esetén a 8051 sorozatnál a sebességet a Timer 1 határozza meg. A Timer 1 túlcsordulásaiból adódó frekvenciát a processzor elosztja 32-vel, így áll elő a soros vonal baud rate-je. Ekkor a Timer 1-et 8 bites időzítő üzemmódba állítjuk, automatikus újra feltöl­téssel, a megszakítást pedig letiltjuk (a TMOD regiszter felső 4 bitje: 0010). Ekkor a sebes­séget a következő formulával számíthatjuk:

Látható, hogy ezekben az üzemmódokban is megduplázhatjuk a soros vonal sebességét az SMOD bit (TCON regiszter) 1-be állításával. Ha nagyon kis sebességre van szükségünk, akkor programozzuk a Timer 1-et, hogy az 16 bites időzítőként működjön (TMOD regiszter felső négy bitje: 0001), engedélyezzük a megszakítást, és a számlálót a megszakító rutinban töltsük fel a kívánt értékkel.

A 8052 sorozat esetében a Timer 2-t is használhatjuk vagy az adó, vagy a vevő, vagy mindkettő sebességének beállítására (lásd a T2CON regisztert). Ha az RCLK vagy a TCLK bitet 1-be állítjuk, akkor a processzor a Timer 2 túlcsordulásainak frekvenciáját használja a soros vonalhoz (16-al elosztva!). Ekkor többnyire az időzítő üzemmódot programozzuk (a C/T2 bit 0). A Timer baud rate generátor üzemmódban nem az oszcillátor frekvencia 1/12-éd, hanem 1/2-ét számolja! A sebességet tehát a következő képlet adja:

Itt a RCAPH és az RCAPL regiszterek tartalma 16 bites előjel nélküli egész számként értendő.

Mód 0

Ebben az üzemmódban a továbbított bitek száma 8. A vétel és az adás is az RXD kive­zetésen keresztül zajlik, a TXD kivezetésen az órajel jelenik meg. Az adás az adatnak az SBUF regiszterbe történő beírásával indítható el. Az adatok bitről-bitre kisorjáznak a P3 port 0. bitjén (RXD), az 1. biten (TXD) a soros vonali órajel jelenik meg. Ha az egész byte ki­ment, akkor a processzor leállítja az adást és bebillenti a TI megszakításkérő bitet.

A vétel engedélyezésének a feltétele: REN 1 és RI 0. Vétel esetén csakúgy mint az adásnál, a P3.1 kivezetésen megjelenik a soros vonal órajele. Az adatbiteket a P3.0 kivezetés­re kell kapcsolni. A CPU beolvas nyolc bitet, az adatot átírja az SBUF regiszterbe, leállítja a vétel üzemmódot és bebillenti az RI bitet.

Mód 1

Ebben az üzemmódban a CPU 10 bitet továbbít, illetve fogad. Egy startbitet (ez 0 értékű), nyolc adatbitet és egy stopbitet (ez 1-es értékű). Az adatok továbbítása a TXD kivezeté­sen keresztül történik, a vétel az RXD kivezetésen keresztül.

Az adás az SBUF regiszterbe való írással indítható el. Amint az adat elküldése befejeződött, a TI bit 1 lesz.

A vételt az RXD kivezetésen megjelenő startbit (lefutó él) indítja el. Az adatok vétele után a CPU beállítja az SBUF regisztert, az RB8 és az RI bitet. Mindezt azonban csak akkor teszi meg, ha

RI 0, és

Vagy SM2 0, vagy a vett stop bit

Ha az előbbi feltételek közül valamelyik nem teljesül, akkor a vett adat elvész és a vételi áramkör az újabb adatra várakozik. Ha a feltételek teljesülnek, akkor az adat az SBUF re­giszterbe kerül, a stopbit az RB8 bitbe és az RI bit 1-es lesz.

Mód 2, 3

Ezek az üzemmódok megegyeznek, csupán az órajel forrása eltérő. Mód 2 esetén az órajel az oszcillátor frekvencia 1/32-ed, vagy 1/64-ed része lehet (lásd az SCON regisztert). Mód 3 esetén az órajelet az időzítők segítségével határozhatjuk meg. A CPU az adatokat a TXD ki­vezetésen továbbítja, a vétel az RXD kivezetésen át zajlik. A továbbított bitek száma 11. Egy startbit, nyolc adatbit, egy 9. programozható adatbit és egy stopbit. Adás esetén a CPU a TB8 bitet továbbítja kilencedikként, vételkor a 9. bit az SCON regiszter RB8 bitjébe kerül.

Az adás és a vétel tulajdonképpen ugyanúgy zajlik, mint az 1-es módban, csak a bitek száma nagyobb eggyel. Ha egy adat vétele befejeződött és teljesülnek a következő feltételek:

RI 0 és

Vagy SM2 0, vagy a kilencedik adatbit

akkor a vett adatbyte az SBUF regiszterbe kerül, a 9. vett adatbit az RB8 bitbe, az RI bit pedig 1-es lesz. Egyébként a vett adat elvész.

Ezeknek az üzemmódoknak tehát az a lényege, hogy egy plusz adatbit továbbítására van lehetőség. Ezt felhasználhatjuk paritásbitként, vagy megvalósíthatunk több készülék közötti kommunikációt is, ha kihasználjuk azt, hogy SM2 1 esetén csak akkor keletkezik vételi meg­szakítás, ha a 9. adatbit (ami az RB8 bitbe került) 1-es értékű.

A fő készüléknek az adatok továbbítása előtt ki kell jelölnie azt az alkészüléket, amelyhez az adatokat szeretné elküldeni, vagy amelyiktől adatokat vár. Ezt címzéssel lehet elérni. A fő készülék a közös vonalon először egy címet küld el. A címben a 9. bit 1-es értékű, így minden alkészülékben megszakítás keletkezik, vagyis a címet mindenki veszi. A megcímzett készülék felkészül az adattovábbításra, vagyis az SM2D bitet 0-ba állítja. Ezután a 9. bit értékétől függetlenül minden vett byte megszakítást fog kiváltani. Az adatokban a 9. bit 0, így csak a kiválasztott készülék veszi azokat.

ONCE mód

A ONCE jelentése "on-circuit emulation". Ez egy speciális üzemmód, amely lehetővé te­szi az emulációt anélkül, hogy a CPU-t el kellene távolítani az áramkörből. Ezt az üzemmó­dot a következőképpen kapcsolhatjuk be:

Kapcsoljunk alacsony szintet az ALE kivezetésre amíg a CPU reset állapotban van és a kimenet magas szintű.

Tartsuk alacsony szinten az ALE kivezetést, amíg az RST bemenet inaktívvá válik.

Ebben az üzemmódban a Port 0 kivezetései lebegnek, az ALE és a kivezetéseket a CPU felhúzó ellenállásokkal magas szinten tartja. Az oszcillátor tovább mûködik. Amíg a pro­cesszor ebben az üzemmódban van, az emulátor, vagy a teszt CPU működtetheti az áramkört. A normál üzemmódot normál reset-tel lehet visszaállítani.

Utasításkészlet

Címzési módok.

Azokban az utasításokban, amelyekben 16 bites adat, vagy cím szerepel, az utasítás kódját az adat magasabb helyiértékű byte-ja követi, majd az alacsonyabb helyiértékű byte következik.

Direkt címzés. Az utasításban egy 8 bites címet adunk meg. Ezzel a módszerrel csak a be­épített RAM és az SFR címezhető meg.

Indirekt címzés. A címet egy regiszter tartalmazza. Ha a cím 8 bites, a regiszter az R0 vagy az R1 lehet. Ha a cím 16 bites, a regiszter csak a 16 bites DPTR lehet. Ez a címzési mód a belső és a külső RAM címzésére is használható, de a belső RAM esetében csak 8 bites indirekt címet használhatunk.

Regiszter címzés. Az aktív regiszterkészlet 8 regisztere közül (R0-R7) az egyik.

Közvetlen címzés. Az utasítás tartalmazza azt a konstanst amely a művelet egyik operandusa.

Bit címzés. Az SFR terület és a belső adatmemória-terület 20H-2FH-ig terjedő részének bitenkénti közvetlen címzése.

Bennfoglalt (implicit) címzés. Az utasítás címzés nélkül is azonosítja a művelet operandusát: pl. CLR C.

Indexelt címzés. A cím egy 16 bites regiszter és az akkumulátor tartalmának összege. A 16 bites regisztert bázisregiszternek nevezzük, ez a DPTR vagy a PC lehet. Ezzel a címzési móddal csak programmemória címezhető meg, és csak olvasni lehet. Ezzel a módszerrel ke­zelhetjük a programmemóriában tárolt táblázatokat.

Relatív címzés. Vezérlésátadó utasításokban használatos. Az utasításban egy 1 byte-os relatív (eltolási) értéket adunk meg. Ezt a számot a processzor előjeles kettes komplemens számnak tekinti és hozzáadja a programszámláló értékéhez (amely ilyenkor a következő utasítás címét tartalmazza).

Utasítások hatása a flag-bitekre

Az utasításkészlet leírásánál használt jelölések

Rn            Az aktuális regiszterkészlet (R0-R7) egy regisztere, ahol n a regiszter száma.

direct A belső RAM (0-7FH) vagy az SFR (80H-0FFH) 8 bites címe.

@Ri          A belső RAM egy byte-ja. A cím az R0 vagy az R1 regiszterben van.

data 8 bites konstans.

#data16    16 bites konstans.

addr16      16 bites cím, amelyet az utasítás tartalmaz. Az LCALL és a LJMP utasításokban fordul elő.

addr11      11 bites cím. Az ACALL és az AJMP utasításokban használt.

rel             Előjeles (kettes komplemens ábrázolású) 8 bites eltolási cím. Értéke -128 ‑ +127 lehet. Ugrások célcímének megadáskor használt, értéke hozzáadódik a következő utasítás címéhez.

bit             Közvetlen címzésű bit a belső RAM-ban vagy az SFR-ben.

byte          Valamilyen címzési móddal megcímzett 8 bites érték.

src-byte    Forráshely byte

dest-byte  Célhely byte

Az MCS 51 család utasításkészlete

Aritmetikai utasítások

Az akkumulátor tartalmához hozzáadja a címzéssel kijelölt operandus tartalmát, az eredmény az akkumulátorban képződik. Az összeadáskor a CY jelzőbitet nem veszi figyelembe.

ADD A,Rn

ADD A,direct

ADD A,@Ri

ADD A,#data

Az akkumulátor tartalmához hozzáadja a címzéssel kijelölt operandus tartalmát és a CY flag értékét. Az eredmény az akkumulátorban keletkezik.

ADDC A,Rn

ADDC A,direct

ADDC A,@Ri

ADDC A,#data

Az akkumulátor tartalmából levonja a címzéssel kijelölt operandus tartalmát és a CY flag ér­tékét. Az eredmény az akkumulátorban keletkezik.

SUBB A,Rn

SUBB A,direct

SUBB A,@Ri

SUBB A,#data

A címben kijelölt operandus értékét eggyel megnöveli.

INC A

INC Rn

INC direct

INC @Ri

A 16-bites adatterület-mutató értékét eggyel megnöveli.

A címben kijelölt operandus értékét eggyel csökkenti.

DEC A

DEC Rn

DEC direct

DEC @Ri

Előjel nélküli 8 bites egészek szorzása. A két operandust az A illetve a B regiszterben kell elhelyezni. Az eredmény 16 bites lesz, alsó byte-ja az akkumulátorban, felső byte-ja a B re­giszterben keletkezik. Ha az eredmény nagyobb mint 255, akkor az OV flag 1 lesz.

Előjel nélküli 8 bites egészek osztása. Az osztandót az A, az osztót a B regiszter tartalmazza. A hányados az akkumulátorban, a maradék a B regiszterben keletkezik. Nullával való osztás esetén az OV flag 1 lesz.

Az akkumulátor tartalmának decimális korrekciója. A korrekció algoritmusa a CY és az AC flag-ek értékét figyelembe véve dolgozik. Használata csak összeadási műveletek után van ér­telmezve.

Logikai utasítások

Bitenkénti logikai ÉS kapcsolat a forrás és a cél operandusai között. A művelet eredménye a cél-helyre kerül.

ANL A,Rn

ANL A,direct

ANL A,@Ri

ANL A,#data

ANL direct,A

ANL direct,#data

Bitenkénti logikai VAGY kapcsolat a forrás és a cél operandusai között. A művelet eredmé­nye a cél-helyre kerül.

ORL A,Rn

ORL A,direct

ORL A,@Ri

ORL A,#data

ORL direct,A

ORL direct,#data

Bitenkénti logikai KIZARÓ-VAGY kapcsolat a forrás és a cél operandusai között. Az ered­mény a cél-helyre kerül.

XRL A,Rn

XRL A,direct

XRL A,@Ri

XRL A,#data

XRL direct,A

XRL direct,#data

Az akkumulátor tartalmának törlése (az összes bit "0"-ba állítása).

Az akkumulátor tartalmának logikai komplementálása (egyes komplemens képzés, invertálás).

Az akkumulátor tartalmának balra forgatása. A kilépő 7. bit a 0. bit pozícióba kerül és min­den bit egy helyi értékkel balra lép. A forgatás a CY-t nem érinti.

Az akkumulátor tartalmának balra forgatása a CY bevonásával. Így tehát a műveletben kilenc bit vesz részt. A 7. bit bekerül a CY-be, a CY pedig belép a 0. bitpozícióba.

Az akkumulátor tartalmának jobbra forgatása a CY bit bevonása nélkül. A kilépő 0. bit a 7. bitpozícióba kerül és minden bit egy helyi értékkel jobbra lép. A forgatás a CY-t nem érinti.

Az akkumulátor tartalmának jobbra forgatása a CY bit bevonásával. A műveletben kilenc bit vesz részt. A 0. bit kilép a CY-be, a CY belép a 7. bitbe, és minden bit egy helyi értékkel jobbra lép.

Az akkumulátor alsó és felső 4 bitjének (tetrád) felcserélése.

Adatmozgató utasítások:

A cím által kijelölt forrás byte tartalmának átmásolása a cím által kijelölt cél helyre. A for­rás hely tartalma változatlan marad.

MOV A,Rn

MOV A,direct

MOV A,@Ri

MOV A,#data

MOV Rn,A

MOV Rn,direct

MOV Rn,#data

MOV direct,A

MOV direct,Rn

MOV direct,direct

MOV direct,@Ri

MOV direct,#data

MOV @Ri,A

MOV @Ri,direct

MOV @Ri,#data

Az adatterület-mutató feltöltése az utasításban lévő 16 bites értékkel. A 16 bites érték felső byte, alsó byte sorrendben következik az utasítás kódja után.

A bázisregiszter és az akkumulátor (indexregiszter) tartalmának összegéből képzett címmel kije­lölt programmemória tartalmának beolvasása az akkumulátorba. Az operandus címének ki­számításakor a programszámláló (PC) a következő utasítás címét tartalmazza.

MOVC A,@A+DPTR

MOVC A,@A+PC

Adatmozgatás a külső adatmemória és az akkumulátor között. Az egyik operandus mindig az akkumulátor. 8 és 16 bites címzést is használhatunk.

MOVX A,@Ri

MOVX A,@DPTR

MOVX @Ri,A

MOVX @DPTR,A

Verembe írás. A verem-mutató értéke eggyel nő, majd a verem-mutató által megcímzett helyre íródik az operandus tartalma. A verem mindig a belső RAM-ban van.

Olvasás a veremből. A verem-mutató által megcímzett belső RAM tartalma utasításban kijelölt helyre kerül, majd a verem-mutató értéke 1-el csökken.

A megcímzett memória és az akkumulátor tartalma kicserélődik. A művelet egyik operandusa mindig az akkumulátor.

XCH A,Rn

XCH A,direct

XCH A,@Ri

Az akkumulátor alsó 4 bitjének a felcserélése a megcímzett belső RAM alsó 4 bitjével.

Boole algebrai műveletek

A CY bit törlése ("0"-ba állítása).

A megcímzett bit törlése

A CY bit "1"-be állítása.

A megcímzett bit "1"-be állítása.

A CY bit komplementálása.

A megcímzett bit komplementálása.

A forrásbit és a CY logikai ÉS kapcsolatának eredménye a CY bitbe kerül. Az ÉS kapcsolat létrehozható az megadott bit ponált és negált értékével is.

ANL C,bit

ANL C,/bit

A forrásbit és a CY logikai VAGY kapcsolatának eredménye a CY bitbe kerül. A művelet a megadott bit ponált és negált értékével egyaránt elvégezhető.

ORL C,bit

ORL C,/bit

A forrásbit átmásolása a célbitbe. Az egyik bit mindig a CY.

MOV C,bit

MOV bit,C

Vezérlésátadó utasítások

Feltételes ugrás. Ugrás, ha a CY bit 1-es, egyébként a program végrehajtása a kóvetkező utasítással folytatódik.

Feltételes ugrás. Ugrás, ha a CY bit 0, egyébként a program végrehajtása a kóvetkező utasítással folytatódik.

Feltételes ugrás. Ugrás, ha az akkumulátor 0, egyébként a program végrehajtása a következő utasítással folytatódik.

Feltételes ugrás. Ugrás, ha az akkumulátor nem 0, egyébként a program végrehajtása a kóvetkező utasítással folytatódik.

Feltételes ugrás. Ugrás, ha a megadott bit 1-es, egyébként a program végrehajtása a kóvetkező utasítással folytatódik.

Feltételes ugrás. Ugrás, ha a megadott bit 0, egyébként a program végrehajtása a kóvetkező utasítással folytatódik.

Feltételes ugrás és bit törlés. Ugrás és a megadott bit törlése, ha az 1-es, egyébként a prog­ram végrehajtása a kóvetkező utasítással folytatódik.

Feltételes ugrás. Ugrás, ha az első két operandus tartalma nem egyforma, egyébként a végre­hajtás a következő utasítással folytatódik.

CJNE A,direct,rel

CJNE A,#data,rel

CJNE Rn,#data,rel

CJNE @Ri,#data,rel

Feltételes ugrás. Az utasítás először csökkenti eggyel a kijelölt byte-ot, és ha az nem nulla, akkor program futása a megadott relatív címen folytatódik. Ez az utasítás a jelzőbitekre nincs hatással.

DJNZ Rn,rel

DJNZ direct,rel

Feltétel nélküli, abszolút ugrás. Az utasításban megadott 11 bit bemásolódik a programszámlá­ló alsó 11 bitjébe (a PC a következő utasítás címét tartalmazza), a többi bit nem változik. Ezzel az ugrással tehát csak azon a 2 Kbyte-os blokkon belülre lehet ugrani, amelyikben a következő utasítás van. Használata azért előnyös, mert csupán 2 byte helyet igényel a memó­riában.

Feltétel nélküli, "hosszú" ugrás az utasításban megadott címre.

Feltétel nélküli, "rövid" ugrás. A végrehajtás az utasításban megadott relatív címen folytatódik.

Feltétel nélküli, indirekt ugrás. A következő utasítás címe a DPTR regiszter és az akkumulá­tor tartalmának (8 bites előjel nélküli szám) összege lesz.

Abszolút szubrutinhívás. A processzor a következő utasítás címét (a programszámlálót) elmenti a verembe, majd az utasításban megadott 11 bitet bemásolja a programszámláló alsó 11 bitjébe (a PC a következő utasítás címét tartalmazza), a többi bit nem változik. Ezzel a hí­vással tehát csak azon a 2 Kbyte-os blokkon belüli eljárás hívható, amelyikben a következő utasítás van. Használata azért előnyös, mert csupán 2 byte helyet igényel a memóriában.

"Hosszú" szubrutinhívás. A CPU elmenti a verembe a következő utasítás címét (a program­számlálót) majd elugrik a megadott címre.

Visszatérés szubrutinból. A processzor a veremből beolvas két byte-ot, és a programszámlálóba tölti, vagyis a végrehajtás az elmentett címen folytatódik (szubrutinhívást követő utasítás).

Visszatérés megszakításból. Ugyanúgy mûködik, mint a RET utasítás, de a megszakítás-kezelő logikát is vezérli.

Üres utasítás, nem csinál semmit. Késleltetésre, vagy helykitöltésre használható.

Melléklet

Az utasítások kódja, mérete és végrehajtási ideje

A fenti táblázatban az első oszlop az utasítás kódját tartalmazza hexadecimális számrendszerben. A második oszlop az utasítás hossza byte-ban. A harmadik oszlop az utasítás mnemonikja, majd az operandusok következnek, végül a végrehajtáshoz szükséges idő az oszcillátor periódusainak számával megadva.

A fenti táblázatban az első oszlop az utasítás kódját tartalmazza hexadecimális számrendszerben. A második oszlop az utasítás hossza byte-ban. A harmadik oszlop az utasítás mnemonikja, majd az operandusok következnek, végül a végrehajtáshoz szükséges idő az oszcillátor periódusainak számával megadva.

Példák

1. Adott  az alábbi kombinációs hálózat:

A megvalósítás többféle lehet, kapuáramkörökkel és relés áramkörökkel is.

A hálózat a 8051-es mikrovezérlővel néhány utasítással szintén megvalósítható. Jól kihasználhatók a bitekkel végzett logikai műveletek.

MOV   C,V ; a V bemenet beolvasása a CY flag bitbe.

ORL    C,W ; a VAGY kapcsolat előállítása

ANL    C,U ; az ÉS kapcsolat megvalósítása

MOV   F0,C ; közbenső érték tárolása az F0 szabadon felhasználható flag bitben

MOV   C,X ; X bemenet beolvasása

ANL    C,Y ; ÉS kapcsolat létrehozása

ORL    C,F0 ; VAGY kapcsolat a letárolt értékkel

ORL    C,Z ; VAGY kapcsolat a Z bemenettel

MOV   Q,C ; a logikai függvény kimenete

2. Érintkező szoftver prellmentesítése:

Ha nagy számú nyomógombot illesztünk a mikrovezérlőhöz, a szoftver prellmentesítés olcsóbb lehet. A prellmentesítést késleltetéssel érhetjük el. A késleltetési időt az adott kapcsolóhoz kell megválasztani. A PCNT prellmentesítő szubrutin a P1 port 0. bitjére kötött kapcsoló impulzusait számlálja.  Lementi az akkumulátort a stack-be, a P0 port kivezetésekre logikai 1 szintet állít be és a LOOP1 hurokban vár a kapcsoló megnyomására. A kapcsoló a 0. bitet logikai 0 szintre húzza le. A nyomógomb megnyomásakor növeli az R0 regiszter tartalmát 1-el, majd meghívja a DELAY késleltető szubrutint, hogy a prellezést hatástalanítsa. A késleltetés letelte után a LOOP2 hurokban várja meg, hogy a kapcsoló a 0. bitet felengedje. Ha ez megtörtént, a prellezést ugyancsak a DELAY szubrutin meghívásával küszöböli ki. A késleltetés letelte után visszaállítja az akkumulátor tartalmát, és visszatér a hívó programba.

ORG 100H

SWITCH         DATA P1 ; P0 input portra van csatlakoztatva a kapcsoló

PCNT: PUSH ACC ; Az akkumulátor mentése

MOVE SWITCH, #0FFFH ; P0 port bitjeit 1-be állítja

LOOP1: JB SWITCH.0, LOOP1 ; Várakozás a nyomógombra

INC R0 ; R0 inkrementálása

ACALL DELAY ; Késleltetés, a prellezés kiküszöbölésére

LOOP2: JNB SWITCH.0, LOOP2 ; Váralozás a nyomógomb felengedésére

ACALL DELAY ; késleltetés az 1-0 átmenetkor keletkező

; prellezés kiküszöbölésére

3. példa. 8 bites ADC illesztése a 8051 mikrokontrollerhez.

Az analód/digitál konverter kivezetései az ábrán láthatók.

Az A/D átalakító kivezetései.

Az illesztés a SOC és EOC jelekkel történik. A konverzió elindul, ha az SOC jel lemegy 0 szintre. A negatív impulzus szélességét a konverter adatlapjából lehet megválasztani. Ha a konverzió befejeződött, az EOC jel 1 szintről 0 szintre vált, amit megszakítás generálására lehet használni. Ha a jel lemegy 0-ra, az adat a konverterből kiolvasható. A konverzió idődiagramját az alábbi ábra szemlélteti. A minimális SOC impulzus szélességet a konverter műszaki leírásából lehetmeghatározni. A példában feltételeztük, hogy egy NOP utasításnyi késleltetés elegendő.

Ezek figyelembevételével a program a következő lehet:

SOC BIT P2.0 ; A handshake jelek definiálása.

EOC BIT P2.1 ;

BYTE DATA P1 ; adat port definiálása

ORG 40H ; a program kezdete

MAIN: SETB SOC ; SOC beállítása 1-be.

SETB EOC ; EOC beállítása 1-be.

MOV BYTE, #0FF0H ; Adat bemenetek beállítása 1-be.

ACALL A2D ; konverzió indítása.

NOP ; A program innen folytatódik a ; szubrutin után

ORG 200H ; a szubrutin eleje.

A2D: CLR SOC ; Konverzió start jel (1 átmenet)

NOP ; Minimális impulzus szélesség.

SETB SOC ; SOC visszaállítása 1-be.

LP: JB EOC, LP ; várakozás a konverzió végére.

MOV A, BYTE ; A konvertált adat beolvasása.

RET ; Visszatérés a programba.

A konverzió vége jelet természetesen megszakítással is lehet kezelni

Tartalomjegyzék

AzMCS51 család                                                                

Felépítés, jellemzők                                                               2

Társzervezés                                                                         3

Programmemória                                                                  3

Adatmemória                                                                        3

Regiszterek                                                                           5

PSW (Program Status Word)                                               5

PCON (Power Control Register)                                          5

A CHMOS áramkörök fogyasztáscsökkentő üzemmódjai     6

Megszakítások                                                                      6

IE (Interrupt Enable Register)                                                7

IP (Interrupt Priority Register)                                               7

A megszakítások kezelése                                                     7

Be- és kimeneti portok                                                          8

Időzítők, számlálók                                                               9

TMOD (Timer/Counter Mode Control Register)                   9

TCON (Timer/Counter Control Register)                              10

0-ás üzemmód                                                                      10

1-es üzemmód                                                                      10

2-es üzemmód                                                                      11

3-as üzemmód                                                                      11

Timer 2 (8052)                                                                     11

T2CON (Timer/Counter 2 Control Register)                         12

Soros port                                                                            12

SCON (Serial Port Control Register)                                    12

Sebesség                                                                              13

Mód 0                                                                                  14

Mód 1                                                                                  14

Mód 2, 3                                                                              14

ONCE mód                                                                      15

Utasításkészlet                                                                      16

Címzési módok.                                                                    16

Utasítások hatása a flag-bitekre                                             16

Az utasításkészlet leírásánál használt jelölések                        17

Az MCS 51 család utasításkészlete                                       17

Aritmetikai utasítások                                                            17

Logikai utasítások                                                                 18

Adatmozgató utasítások:                                                       20

Boole algebrai műveletek                                                      21

Vezérlésátadó utasítások                                                       22

Melléklet                                                                              25

Az utasítások kódja, mérete és végrehajtási ideje                   25

Tartalomjegyzék                                                                   28