1.2.3. Микроконтролер Intel 8051

Наред   с   разработването   и   производството   на   първите   поколения   универсални 

микропроцесори, от известната фамилия х86, предназначени основно за компютърни цели, през 
1980   година   фирмата  INTEL  започва   производство   на   микропроцесора   8051,   опростена 
структура   и   ориентиран   за   вграждане   в   програмируеми   електронни   устройства.
В резултат на умелата архитектура, този процесор стана основа за развитие на цяла фамилия 
микроконтролери,   имащи   сходно   ядро   и   съвместимо   програмно   осигуряване.   Всички 
микроконтролери   на   тази   фирма   и   техните   модификации   от   други   фирми   използват   общи 
инструкции  и общ асемблер.
На   основата   на   сполучливата   разработка,   много   световни   фирми   започват   лицензирано 
производство на различни модификации на тази основна 8 битова структура.  В повечето от 
многобройните варианти обаче присъстват три характеризиращи знака  x8x5Cxx  или x89xCxx. 
Първите   8  битови  разработки   под  общо  наименование   8051/8052,   имат  относително  проста 
архитектура. 

Следват подобрени 8 битови фамилии с вградена програмна памет ЕPROM и EEPROM, а в 

последните   години   и  FLASH  ROM.   Броят   и   възможностите   на   интегралните   модули   – 
таймерни, за прекъсвания, за АЦП, ШИМ и др., са разширени значително, като доближават тези 
микроконтролери.

Произвеждат се  фамилии  микроконтролери  с 16 битова  разредност,  с  повишен обем  на 

паметите, със съкратен брой тактове за изпълнение на една инструкция. Производителността на 
тези

фамилии

достига

100

MIPS.

Архитектурата на тези фамилии е типична  CISC  Фон-Нойманова, без самостоятелна адресна 
магистрала.   За   адресирането   на   се   използва   обща   магистрала   за   данни.
Базовият микроконтролер 8051 притежава следните качества:

•

8 ботово АЛУ с аретметични и булеви операции; 

•

8 битова шина за данни 

•

16 битова адресация; 

•

вграден ROM програмен блок с обем до 4кб; 

•

вграден RAM блок данни с обем до 256кб; 

•

вграден   тактов   генератор,   с   максимална   честота   до   12   мегахерца   (за   ношите 
модификации до 33 мегахерца); 

•

два 16 битови таймер/брояча Т0 и Т1; 

•

4 входно-изходни 8 битови порта за данни 

•

UART 

•

два енергоспестяващи режима 

•

двустепенен приоритет на прекъсванията

Чипът е затворен в 40 изводен двуреден корпус, но се произвеждат и 20 изводни модификации. 
Функциионални изисквания и ограничения в броя на изводите на корпуса са наложили някои от 
тях да бъдат с  двойно предназначение.
В   структурата   на   микроконтролера   е   обособена   сърцевината  CPU,   съдържащ   АЛУ,   блок   с 
регистри и управляващ блок с вградена схема на тактов генератор, с изводи за външен кварцов 
кристал.
Работният цикъл, от 12 тактови импулса, е разделен на 6 състояния, всяко от които заема по 2 
такта.
Вътрешният блок съдържа 32 вътрешни регистри с общо предназначение, разделени в 4 секции. 
Важни   битово   програмируеми   регистри   от   ядрото   са   акумулаторът   АСС,   регистърът   за 
състояние на думата  PSW  (Program  Status Word). Последният отразява състоянието на АСС и 
CPU. Регистър B е 16 битов и е полезен при многоразредни операции като умножение и делене. 
Регистърът – указател на данни DPTR (Data Pointer Register) е друг основен 16 битов регистър с 
универсално

предназначение.

Към адресните  регистри преднадлежат програмният брояч  PC  и стека  заедно с указателя  – 
брояч. SP 
В рамките на чипа са блоковете за прекъсвания и приоритет, два таймера, блок за сериен обмен