Arquitectura de Microcontrolador 8051 y Diagrama de Bloques con Aplicaciones

Arquitectura de microcontrolador 8051

El microcontrolador 8051 es uno de los tipos básicos de microcontrolador, diseñado por Intel en la década de 1980. Normalmente, este microcontrolador se desarrolló utilizando la tecnología NMOS, que requiere más potencia para funcionar. Por lo tanto, Intel rediseñó el microcontrolador 8051 usando tecnología CMOS y sus versiones actualizadas vinieron con una letra C en su nombre, por ejemplo un 80C51 es un microcontrolador de 8 bits. Estos microcontroladores más recientes requieren menos potencia para funcionar en comparación con sus versiones anteriores. El microcontrolador 8051 tiene dos buses y dos espacios de memoria de tamaño 64K X 8 para unidades de programa y datos. Tiene una unidad de procesamiento de 8 bits y unidades acumuladoras de 8 bits.

8051 Arquitectura de microcontrolador

El siguiente diagrama es la arquitectura de microcontrolador 8051 . Echemos un vistazo a cada parte o bloque de esta Arquitectura de microcontrolador.

8051 Arquitectura de Microcontrolador

Unidad de procesador Central (CPU)

Como sabemos, la CPU es el cerebro de cualquier dispositivo de procesamiento del microcontrolador. Supervisa y controla todas las operaciones que se realizan en las unidades del microcontrolador. El Usuario no tiene control sobre el trabajo de la CPU directamente . Lee el programa escrito en la memoria ROM y los ejecuta y realiza la tarea esperada de esa aplicación.

Interrumpe

Como su nombre indica, Interrupt es una llamada de subrutina que interrumpe las operaciones principales o el trabajo de los microcontroladores y hace que ejecute cualquier otro programa, que es más importante en el momento de la operación. La característica de Interrupción es muy útil, ya que ayuda en caso de operaciones de emergencia. Una Interrupción nos da un mecanismo para poner en espera las operaciones en curso, ejecutar una subrutina y luego reanudar de nuevo a otro tipo de operaciones.

El Microcontrolador 8051 se puede configurar de tal manera que termine temporalmente o pause el programa principal en la ocurrencia de interrupciones. Cuando se completa una subrutina, se inicia la ejecución del programa principal. Generalmente hay cinco fuentes de interrupción en el microcontrolador 8051. Hay 5 interrupciones vectorizadas que se muestran a continuación

• EN
• TFO
• INT1
• TF1
• R1/T1

De estos, (INT0) e (INT1) son interrupciones externas que pueden ser activadas por borde negativo o activadas por nivel bajo. Cuando se activen todas estas interrupciones, establezca los flags correspondientes, excepto la interrupción en serie,.Los indicadores de interrupción se borran cuando el procesador se ramifica a la rutina de servicio de interrupción (ISR). Los indicadores de interrupción externa se borran cuando el procesador se ramifica a la rutina de servicio de interrupción, siempre que la interrupción sea un borde negativo activado, mientras que los temporizadores y las interrupciones del puerto serie, dos de ellos son interrupciones externas, dos de ellos son interrupciones del temporizador y un terminal de interrupción del puerto serie en general.

Memoria

El microcontrolador requiere un programa que es una colección de instrucciones. Este programa le dice al microcontrolador que realice tareas específicas. Estos programas requieren una memoria en la que el microcontrolador puede guardarlos y leerlos para realizar operaciones específicas de una tarea en particular. La memoria que se utiliza para almacenar el programa del microcontrolador se conoce como memoria de código o Memoria de programa de aplicaciones. Se conoce como memoria ROM del microcontrolador también requiere una memoria para almacenar datos u operandos temporalmente del microcontrolador. La memoria de datos del 8051 se utiliza para almacenar datos temporalmente para su funcionamiento se conoce como memoria RAM. el microcontrolador 8051 tiene 4K de memoria de código o memoria de programa, que tiene 4KB ROM y también 128 bytes de memoria de datos de RAM.

BUS

Básicamente Bus es una colección de cables que funcionan como canal de comunicación o medio para la transferencia de Datos. Estos buses se componen de 8, 16 o más cables del microcontrolador. Por lo tanto,estos pueden transportar 8 bits, 16 bits simultáneamente. Contrate dos tipos de buses que se muestran a continuación

• Bus de direcciones
• Bus de datos

Bus de direcciones: El Microcontrolador 8051 tiene un bus de direcciones de 16 bits para transferir los datos. Se utiliza para direccionar ubicaciones de memoria y transferir la dirección de la CPU a la Memoria del microcontrolador. Tiene cuatro modos de direccionamiento que son

• Modos de direccionamiento inmediato.
• Modo de direccionamiento de dirección (o) de registro bancario.
• Modo de direccionamiento directo.
• Modo de direccionamiento indirecto de registro.

Bus de datos: El microcontrolador 8051 tiene 8 bits del bus de datos, que se utiliza para transportar datos de aplicaciones particulares.

Oscilador

En general, sabemos que el microcontrolador es un dispositivo, por lo que requiere pulsos de reloj para su funcionamiento en aplicaciones de microcontroladores. Para este propósito, el microcontrolador 8051 tiene un oscilador en chip que funciona como fuente de reloj para la Unidad de Procesamiento Central del microcontrolador. Los pulsos de salida del oscilador son estables. Por lo tanto, permite el trabajo sincronizado de todas las partes del microcontrolador 8051.

Puerto de entrada / salida

Normalmente el microcontrolador se utiliza en sistemas embebidos para controlar el funcionamiento de las máquinas en el microcontrolador. Por lo tanto, para conectarlo a otras máquinas, dispositivos o periféricos, necesitamos puertos de interfaz de E/S en la interfaz del microcontrolador. Para este propósito, el microcontrolador 8051 tiene 4 puertos de entrada y salida para conectarlo a los otros periféricos

Temporizadores/contadores

El microcontrolador 8051 tiene dos temporizadores y contadores de 16 bits. Estos contadores se dividen de nuevo en un registro de 8 bits. Los temporizadores se utilizan para medir intervalos para determinar el ancho de pulso de los pulsos.

Aplicaciones del microcontrolador 8051

Algunas de las aplicaciones del 8051 se utilizan principalmente en la vida diaria & aplicaciones industriales también algunas de esas aplicaciones se muestran a continuación

• Dispositivos de detección y control de luz
• Dispositivos de detección y control de temperatura
• Detecciones de incendios y dispositivos de seguridad
• Aplicaciones de automóviles
• Aplicaciones de defensa

Algunas aplicaciones industriales de microcontroladores y sus aplicaciones

• Dispositivos de instrumentación industrial
• Proceso dispositivos de control

Algunos de los dispositivos microcontroladores 8051 se utilizan en aplicaciones de medición

• Aplicaciones de voltímetro
• Objetos giratorios y de medición
• Objetos de medidor de corriente
• Sistema de medición manual

8051 Aplicaciones de microcontroladores en Sistemas Embebidos

Las aplicaciones del microcontrolador 8051 implican proyectos basados en 8051. La lista de 8051 proyectos se encuentra a continuación.

• Ahorrador de energía basado en LDR de Alta Sensibilidad administrado por Arduino para el Sistema de Control de Luces de calle
• El Sistema de Monitoreo de Temperatura y Humedad del Suelo Basado en Redes de Sensores Inalámbricos usando Arduino
• Sistema de Pasaporte Electrónico basado en RFID para un fácil Gobierno usando Arduino
• Acceso a Dispositivos con detección RFID basado en Arduino
• Control de velocidad del motor DC basado en Arduino
• Robot de Seguimiento de Línea basado en Arduino
• Sistema Automático de Lectura de Contadores basado en Zigbee
• Facturación de Contadores de Energía Eléctrica basada en GSM con Pantalla In Situ
• Android Reconocimiento de Voz del teléfono Pantalla de Tablón de Anuncios basada en Comandos de Voz Detectada
• Sistema de Indicación de Disponibilidad de Estacionamiento
• Electrodomésticos controlados por Voz
• Electrodomésticos de Control remoto
• Control de Carga Eléctrica operado por Ratón para PC Utilizando la Aplicación VB
• Sistema de Iluminación Solar de Carreteras con Apagado Automático durante el día
• Medidor de Energía Inalámbrico basado en Microcontrolador 8051
• Cerca Eléctrica Solar Amigable para Agricultores para Disuadir a los Ganaderos
• Farola Detectada con movimiento de vehículos con funciones de apagado automático durante el día

Consulte este enlace para obtener más información sobre la arquitectura ARM MCQs & Microcontroladores MCQs