8051 Architecture de Microcontrôleur et Schéma de principe avec Applications

8051 Architecture de microcontrôleur

Le microcontrôleur 8051 est l’un des types de microcontrôleur de base, conçu par Intel dans les années 1980. Ce microcontrôleur était basé sur l’architecture de Harvard et développé principalement pour une utilisation dans la technologie des systèmes embarqués. Normalement, ce microcontrôleur a été développé en utilisant la technologie NMOS, qui nécessite plus de puissance pour fonctionner. Par conséquent, Intel a redessiné le microcontrôleur 8051 en utilisant la technologie CMOS et leurs versions mises à jour sont venues avec une lettre C dans leur nom, par exemple un 80C51 c’est un microcontrôleur 8 bits. Ces derniers microcontrôleurs nécessitent moins d’énergie pour fonctionner que leurs versions précédentes. Le microcontrôleur 8051 dispose de deux bus et de deux espaces mémoire de taille 64K X 8 pour les unités de programme et de données. Il dispose d’une unité de traitement de 8 bits et d’unités d’accumulateurs de 8 bits.

8051 Architecture de microcontrôleur

Le diagramme suivant est l’architecture de microcontrôleur 8051. Jetons un coup d’œil à chaque partie ou bloc de cette architecture de microcontrôleur.

8051 Architecture de microcontrôleur

Unité centrale de traitement (CPU)

Comme nous le savons, le processeur est le cerveau de tout dispositif de traitement du microcontrôleur. Il surveille et contrôle toutes les opérations effectuées sur les unités de microcontrôleur. L’utilisateur n’a aucun contrôle direct sur le travail de la CPU. Il lit le programme écrit dans la mémoire ROM et les exécute et effectue la tâche attendue de cette application.

Interrompt

Comme son nom l’indique, l’interruption est un appel de sous-programme qui interrompt les principales opérations ou travaux des microcontrôleurs et le fait exécuter tout autre programme, ce qui est plus important au moment de l’opération. La fonction d’interruption est très utile car elle aide en cas d’opérations d’urgence. Une interruption nous donne un mécanisme pour mettre en attente les opérations en cours, exécuter un sous-programme puis reprendre à un autre type d’opérations.

Le microcontrôleur 8051 peut être configuré de telle sorte qu’il termine ou interrompt temporairement le programme principal en cas d’interruption. Lorsqu’un sous-programme est terminé, l’exécution du programme principal démarre. Généralement cinq sources d’interruption sont là dans le microcontrôleur 8051. Il y a 5 interruptions vectorisées sont indiquées ci-dessous

• DANS
• TFO
• INT1
• TF1
• R1 / T1

Parmi ceux-ci, (INT0) et (INT1) sont des interruptions externes qui peuvent être déclenchées par un bord négatif ou un niveau bas. Lorsque toutes ces interruptions sont activées, réglez les fouets correspondants à l’exception de l’interruption série, .Les indicateurs d’interruption sont effacés lorsque le processeur se branche à la routine de service d’interruption (ISR). Les indicateurs d’interruption externe sont effacés lorsque le processeur se branche sur la routine de service d’interruption, à condition que l’interruption soit un bord négatif déclenché alors que les minuteries et les interruptions de port série deux d’entre elles sont des interruptions externes, deux d’entre elles sont des interruptions de minuterie et un terminal d’interruption de port série en général.

Mémoire

Le microcontrôleur nécessite un programme qui est une collection d’instructions. Ce programme indique au microcontrôleur d’effectuer des tâches spécifiques. Ces programmes nécessitent une mémoire sur laquelle ils peuvent être sauvegardés et lus par un microcontrôleur pour effectuer des opérations spécifiques d’une tâche particulière. La mémoire qui sert à stocker le programme du microcontrôleur est appelée mémoire de code ou mémoire de programme d’applications. Il est connu comme mémoire ROM de microcontrôleur nécessite également une mémoire pour stocker temporairement des données ou des opérandes du microcontrôleur. La mémoire de données du 8051 est utilisée pour stocker temporairement des données pour un fonctionnement en mémoire RAM connue. le microcontrôleur 8051 a 4K de mémoire de code ou de mémoire de programme, qui a une ROM de 4 Ko et également 128 octets de mémoire de données de RAM.

BUS

Fondamentalement, le bus est un ensemble de fils qui fonctionnent comme un canal de communication ou un support pour le transfert de données. Ces bus sont constitués de 8, 16 fils ou plus du microcontrôleur. Ainsi, ceux-ci peuvent porter 8 bits, 16 bits simultanément. Louez deux types de bus qui sont indiqués ci-dessous

• Bus d’adresse
• Bus de données

Bus d’adresse : Le microcontrôleur 8051 dispose d’un bus d’adresse de 16 bits pour transférer les données. Il est utilisé pour adresser les emplacements de mémoire et pour transférer l’adresse du PROCESSEUR vers la mémoire du microcontrôleur. Il dispose de quatre modes d’adressage qui sont

• Modes d’adressage immédiat.
• Mode d’adressage de registre d’adresse de banque (ou).
• Mode d’adressage direct.
• Enregistrer le mode d’adressage indirect.Bus de données

: Le microcontrôleur 8051 possède 8 bits du bus de données, qui est utilisé pour transporter des données d’applications particulières.

Oscillateur

Généralement, nous savons que le microcontrôleur est un dispositif, il nécessite donc des impulsions d’horloge pour son fonctionnement des applications de microcontrôleur. A cet effet, le microcontrôleur 8051 comporte un oscillateur sur puce qui fonctionne comme une source d’horloge pour l’Unité Centrale de Traitement du microcontrôleur. Les impulsions de sortie de l’oscillateur sont stables. Par conséquent, il permet un travail synchronisé de toutes les parties du microcontrôleur 8051.

Port d’entrée / sortie

Normalement, le microcontrôleur est utilisé dans les systèmes embarqués pour contrôler le fonctionnement des machines du microcontrôleur. Par conséquent, pour le connecter à d’autres machines, périphériques ou périphériques, nous avons besoin de ports d’interface d’E / S dans l’interface du microcontrôleur. A cet effet, le microcontrôleur 8051 dispose de 4 ports d’entrée, de sortie pour le connecter aux autres périphériques

Minuteries / Compteurs

le microcontrôleur 8051 dispose de deux minuteries et compteurs 16 bits. Ces compteurs sont à nouveau divisés en un registre de 8 bits. Les minuteries sont utilisées pour mesurer des intervalles afin de déterminer la largeur d’impulsion des impulsions.

Applications du microcontrôleur 8051

Certaines des applications de 8051 sont principalement utilisées dans la vie quotidienne & applications industrielles certaines de ces applications sont également présentées ci-dessous

• Dispositifs de détection et de contrôle de la lumière
• Dispositifs de détection et de contrôle de la température
• Dispositifs de détection et de contrôle d’incendie
• Applications automobiles
• Applications de défense

Quelques applications industrielles du microcontrôleur et de ses applications

• Dispositifs d’instrumentation industrielle
• Processus dispositifs de contrôle

Certains des 8051 dispositifs de microcontrôleur sont utilisés dans des applications de mesure

• Applications de voltmètre
• Objets de mesure et de rotation
• Objets de mesure de courant
• Système de mesure portatif

8051 Applications de microcontrôleur dans les systèmes embarqués

Les applications du microcontrôleur 8051 impliquent des projets basés sur 8051. La liste des 8051 projets est listée ci-dessous.

• Économiseur d’énergie basé sur LDR à Haute Sensibilité géré par Arduino pour le Système de Contrôle de l’Éclairage Public
• Le Système de Surveillance de l’Humidité de la Température du Sol Basé sur des Réseaux de Capteurs Sans Fil utilisant Arduino
• Système de Passeport électronique basé sur RFID pour une Gouvernance facile utilisant Arduino
• Accès à l’Appareil détecté par RFID basé sur Arduino
• Contrôle de la Vitesse du Moteur à courant continu basé sur Arduino
• Robot Suivant la Ligne basé sur Arduino
• Système de Lecture Automatique des Compteurs basé sur Zigbee
• Facturation des Compteurs d’Énergie Électrique basée sur GSM avec Affichage sur Site
• Android Système d’Indication de Disponibilité de Stationnement
• Appareils Ménagers à Commande Vocale
• Appareils Ménagers à Télécommande
• Contrôle de La Charge Électrique à L’Aide d’Une Souris PC À L’Aide d’Une Application VB
• Système d’Éclairage Routier Solaire avec Arrêt Automatique pendant la Journée
• Compteur d’Énergie sans Fil à base de Microcontrôleur 8051
• Clôture Électrique à Base solaire adaptée aux agriculteurs pour Dissuader les troupeaux
• Réverbère Détecté par le Mouvement du véhicule avec Fonctions d’arrêt automatique de jour

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