Tổng quan về 8051

8051 là một dòng chip nhập môn cho lập trình viên nhúng, chúng được sử dụng trong giảng dạy trong những trường ĐH, cao đẳng rất lâu rồi. Hiện nay 8051 ít được sử dụng hơn do đã cũ. Nhưng để nhập môn lập trình vi điều khiển và tinh chỉnh thì vẫn rất tuyệt vời .
Bài 1 Trong serie Học lập trình 8051 từ A tới Z

Mục Chính [hide]

Lịch sử của 8051
Các dòng 8051 thông dụng
Thông số của AT89S52
Tại sao nên học 8051
Vậy học 8051 như thế nào ?
Tài liệu lập trình 8051
Kết

Lịch sử của 8051

Vào năm 1981. Hãng Intel trình làng một số ít bộ vi tinh chỉnh và điều khiển được gọi là 8051. Bộ vi điều khiển và tinh chỉnh này có 128 byte RAM, 4K byte ROM trên chíp, hai bộ định thời, một cổng tiếp nối đuôi nhau và 4 cổng ( đều rộng 8 bit ) vào ra tổng thể được đặt trên một chíp. Lúc ấy nó được coi là một “ mạng lưới hệ thống trên chíp ”. 8051 là một bộ giải quyết và xử lý 8 bit có nghĩa là CPU chỉ hoàn toàn có thể thao tác với 8 bit tài liệu tại một thời gian .

Dữ liệu lớn hơn 8 bit được chia ra thành các dữ liệu 8 bit để cho xử lý. 8051 có tất cả 4 cổng vào – ra I/O mỗi cổng rộng 8 bit. Mặc dù 8051 có thể có một ROM trên chíp cực đại là 64 K byte, nhưng các nhà sản xuất lúc đó đã cho xuất xưởng chỉ với 4K byte ROM trên chíp. Điều này sẽ được bàn chi tiết hơn sau này. SmartElex AT89S52 Development Board 3

Bạn đang đọc: Tổng quan về 8051

8051 đã trở nên thông dụng sau khi Intel được cho phép những nhà phân phối khác sản xuất và bán bất kể dạng biến thế nào của 8051 mà họ thích với điều kiện kèm theo họ phải để mã lại thích hợp với 8051. Điều này dẫn đến sự sinh ra nhiều phiên bản của 8051 với những vận tốc khác nhau và dung tích ROM trên chíp khác nhau được bán bởi hơn nửa những nhà phân phối .
Điều này quan trọng là mặc dầu có nhiều biến thể khác nhau của 8051 về vận tốc và dung lương nhớ ROM trên chíp, nhưng toàn bộ chúng đều thích hợp với 8051 khởi đầu về những lệnh. Điều này có nghĩa là nếu ta viết chương trình của mình cho một phiên bản nào đó thì nó cũng sẽ chạy với mọi phiên bản bất kể khác mà không phân biệt nó từ hãng sản xuất nào .

Đặc tính	Số lượng
ROM trên chíp RAM Bộ định thời Các chân vào – ra Cổng tiếp nối đuôi nhau Nguồn ngắt	4K byte 128 byte 2 32 1 6

Các dòng 8051 thông dụng

Bộ vi điều khiển và tinh chỉnh 8051 có cấu trúc không quá phức tạp, những bạn hoàn toàn có thể xem hình sau :

word image 8203 1

Bộ vi tinh chỉnh và điều khiển AT8951 của Atmel Corporation

AT8951 là phiên bản 8051 có ROM trên chíp là bộ nhớ Flash. Phiên bản này rất thích hợp cho những ứng dụng nhanh vì bộ nhớ Flash hoàn toàn có thể được xóa trong vài giây ( chứ không phải 20 phút như 8751 ) .
Dĩ nhiên là để dùng AT8951 cần phải có một bộ đốt ROM tương hỗ bộ nhớ Flash, tuy nhiên lại không cần bộ xóa ROM vì bộ nhớ Flash được xóa bằng bộ đốt PROM. Để tiện sử dụng, lúc bấy giờ Hãng Atmel đang nghiên cứu và điều tra một phiên bản của AT89C51 hoàn toàn có thể được lập trình qua cổng COM của máy tính IBM PC và như vậy sẽ không cần bộ đốt PROM .
Các phiên bản của 8051 của Atmel ( Flash ROM )

word image 8203 3

Thông số về kiểu đóng vỏ và vận tốc của bộ vi tinh chỉnh và điều khiển cũng được bộc lộ ở ký hiệu. Ví dụ, chữ “ C ” đứng trước số 51 ở ký hiệu AT89C51-12PC là để chỉ công nghệ CMOS ( tiêu thụ nguồn năng lượng thấp ), “ 12 ” để chỉ vận tốc 12MHZ và “ P ” là kiểu đóng vỏ DIP, chữ “ C ” sau cuối là ký hiệu cho thương mại ( ngược lại với chữ “ M ” là quân sự chiến lược ). AT89C51-12PC rất thích hợp cho những thử nghiệm của học viên, sinh viên .

Bộ vi điều khiển và tinh chỉnh DS5000 của Hãng Dallas Semiconductor

Một phiên bản phổ cập khác nữa của 8051 là DS5000 của Hãng Dallas Semiconductor. Bộ nhớ ROM trên chip của DS5000 là NV-RAM. DS5000 có năng lực nạp chương trình vào ROM trên chip trong khi nó vẫn ở trong một mạng lưới hệ thống mà không cần phải lấy ra. Cách triển khai là dùng qua cổng COM của máy tính IBM PC.
Đây là một điểm mạnh rất được ưu thích. Ngoài ra, NV-RAM còn có ưu việt được cho phép biến hóa nội dung ROM theo từng byte. Nhắc lại là, bộ nhớ Flash và EPROM phải được xóa hết trước khi lập trình lại .
Các phiên bản 8051 của hãng Dallas Semiconductor

word image 8203 4

Lưu ý đồng hồ đeo tay thời hạn thực RTC khác với bộ định thời Timer. RTC tạo và lưu giữ thời hạn của ngày ( giờ, phút, giây ) và ngày tháng ( ngày, tháng, năm ) kể cả khi tắt nguồn .
Còn có nhiều phiên bản DS5000 với những vận tốc và kiểu đóng gói khác nhau. Ví dụ, DS5000-8-8 có 8K NV-RAM và vận tốc 8MHZ. Thông thường DS5000-8-12 là thích hợp cho những điều tra và nghiên cứu, thử nghiệm của sinh viên .

word image 8203 5

Phiên bản OTP của 8051

Phiên bản OTP ( One Time Programmable ) của 8051 là những chip 8051 hoàn toàn có thể lập trình được một lần và được nhiều hãng sản xuất khác nhau cung ứng. Các phiên bản Flash và NV-RAM thường được dùng để tăng trưởng mẫu sản phẩm mẫu khi loại sản phẩm mẫu được hoàn tất thì phiên bản OTP của 8051 được dùng để sản xuất hàng loạt vì giá tiền trên một đơn vị chức năng mẫu sản phẩm sẽ rẻ hơn nhiều .

Họ 8051 của hãng Philips

Một nhà phân phối quan trọng khác của họ 8051 là Philips Corporation. Quả thực hãng này có một dải lựa chọn những bộ vi điều khiển và tinh chỉnh họ 8051 rất rộng. Nhiều mẫu sản phẩm của hãng đã gộp luôn 1 số ít chức năngnhuw bộ chuyển đổi ADC, DAC, cổng I / O lan rộng ra, cả những phiên bả OTP và Flash .

Thông số của AT89S52

AT89S52 là một trong những bộ vi tinh chỉnh và điều khiển phổ cập của họ Atmel, vi tinh chỉnh và điều khiển AT89S52 là vi tinh chỉnh và điều khiển công nghệ tiên tiến CMOS 8 bit có bộ nhớ Flash 8 kb và bộ nhớ RAM 256 byte .
Nó hoàn toàn có thể hoạt động giải trí ở tần số tối đa là 33MH z bằng cách sử dụng bộ giao động bên ngoài. Giống như những bộ vi tinh chỉnh và điều khiển khác, nó có những chân GPIO, ba bộ định thời 16 bit, một cổng tiếp xúc UART song công ( truyền tín hiệu theo cả 2 hướng ), ba bộ định thời 16 bit, bộ tạo giao động trên chip .

A picture containing knife Description automatically generated

Hơn nữa, nó có 40 chân, trong đó có 32 chân GPIO. AT89S52 cũng có bộ đếm thời hạn Watchdog có sẵn để quản lý và vận hành chính sách tối ưu nguồn năng lượng cho bộ vi điều khiển và tinh chỉnh .
Bộ vi tinh chỉnh và điều khiển này ứng dụng trong thiết bị mái ấm gia đình đến ngành công nghiệp cung ứng năng lực điều khiển và tinh chỉnh digital cho những mạng lưới hệ thống nhúng .

Các tính năng và thông số kỹ thuật của AT89S52:

Xem thêm: Hướng dẫn Trợ giúp | Cài đặt ứng dụng

word image 8203 7

Một số tính năng chi tiết nổi bật được liệt kê dưới đây:

Là bộ vi điều khiển và tinh chỉnh công nghệ tiên tiến CMOS hiệu suất cao tích hợp công nghệ tiên tiến Flash
Hoạt động ở dải điện áp rộng 4 – 5.5 V, vì thế nó là một IC hiệu suất thấp .
Thiết bị tương hỗ lập trình bên trong ở cả chính sách page và byte của bộ nhớ Flash .
Tần số hoạt động giải trí lên đến 33MH z nhưng hoàn toàn có thể biến hóa để tiết kiệm chi phí nguồn năng lượng .
Module có thời hạn lập trình nhanh với 10.000 chu kỳ luân hồi đọc / ghi .
Bộ nhớ RAM 256 × 8 bit .
Giao tiếp nối tiếp trải qua module UART song công .
Nó có một chân reset, ba bộ định thời 16 bit và tám bộ ngắt .
AT89S52 có hai chính sách nguồn. Đầu tiên là chính sách nhàn nhã, trong đó thiết bị giải quyết và xử lý dừng hoạt động giải trí trong khi ngoại vi vẫn liên tục hoạt động giải trí. Thứ hai là chính sách tắt nguồn sẽ tạm dừng bộ giao động và những tính năng khác và lưu nội dung RAM .
Bộ đếm thời hạn Watchdog để hoạt động giải trí khởi động thiết bị từ chính sách ngủ và hoàn toàn có thể được kích hoạt hoặc hủy kích hoạt trải qua lập trình

Tại sao nên học 8051

Có rất nhiều câu hỏi đặt ra khi khởi đầu học lập trình nhúng – vi điều khiển và tinh chỉnh. Ví dụ như : Nên khởi đầu với dòng vi giải quyết và xử lý, vi tinh chỉnh và điều khiển nào ? chúng nó khác gì nhau ? …
Với câu hỏi tiên phong : Nên mở màn với dòng vi giải quyết và xử lý, vi tinh chỉnh và điều khiển nào ? Theo mình, và một số ít người đi trước cũng như trong chương trình ĐH ( ở đây là trường BKHN ) thì nên mở màn với 8051 .
Lý do do tại :

8051 có kiến trúc đơn giản, không phức tạp như các dòng chip STM32, PIC…
Dễ lập trình và nạp chương trình
Tài liệu dễ tìm do các trường đại học thường đào tạo dòng này làm cơ bản
Có thể dùng Proteus để giả lập, tiết kiệm chi phí học tập

Sau khi hiểu kiến trúc, cách hoạt động giải trí của vi giải quyết và xử lý, vi tinh chỉnh và điều khiển, những kiến thức và kỹ năng về điện tử, GPIO, Timer, ADC, Interrupt, … và những protocol cơ bản thì việc học những dòng cao hơn như AVR, PIC, ARM, … sẽ thuận tiện hơn rất nhiều .

Vậy học 8051 như thế nào ?

Nói ở trên nghe có vẻ như dễ, nhưng đến lúc làm cũng không khó chút nào. Cách học tốt nhất là “ hành ” .
Có 3 thứ để bạn khởi đầu học lập trình 8051 cũng như một vi điều khiển và tinh chỉnh bất kể :

Phần mềm lập trình

Phần mềm hay môi trường tự nhiên tích hợp ( IDE ) là nơi tất cả chúng ta viết chương trình, biên dịch, nạp và debug. Có nhiều công cụ lập trình khác nhau nhưng ở việt nam thông dụng nhất vẫn là sử dụng Keil C
Mình sẽ hướng dẫn những bạn sử dụng Keil C trong những bài 2 : Cài đặt Keil C và proteus lập trình 8051

Công cụ mô phỏng hoặc mạch thực tế

Nếu có điều kiện kèm theo tất cả chúng ta nên sắm cho mình một cái KIT 8051 để nạp trong thực tiễn. Có thể là kit 8051 riêng không liên quan gì đến nhau sau đó mua thêm những linh phụ kiện khác hoặc started KIT 805, đã gồm có những linh phụ kiện khác trên mạch và có example cho người sử dụng rồi .

Nếu không có điều kiện mua, các bạn có thể download phần mềm mô phỏng Proteus để sử dụng. Nó cũng khá chính xác, nhưng tốt nhất vẫn nên mua KIT nhé. Không có gì tuyệt vời hơn việc bạn lập trình sau đó nhìn thấy mạch hoạt động được thực tế đâu.
8051 proteus

Công cụ nạp chương trình

Nếu sử dụng vi điều khiển thực thì chắc chắn phải có mạch nạp. Có 2 loại mạch nạp đó là song song và ISP.
Với mạch nạp song song, bạn phải tháo chip sau đó cắm vào đế nạp để nạp chương trình. Điều này khá là bất tiện khi lúc nào cũng phải tháo ra cắm vào để nạp code. Không kể sẽ bị gãy chân khi cắm sai.

180S

Để xử lý được yếu tố đó, những bạn nên mua mạch nạp ISP. Khi phong cách thiết kế mạch, phong cách thiết kế khay cắm ISP để cắm mạch nạp cho mạch. Một chú ý quan tâm đó là mạch nạp ISP chỉ sử dụng trên dòng chip AT89S51, S52 chứ ko hoạt động giải trí trên dòng AT89C51, C52 nhé .

Tài liệu lập trình 8051

Đầu tiên đó là Datasheet của dòng chip những bạn sử dụng. Ở đây mình sử dụng đó là AT89S52, những bạn tải về tại link : https://www.keil.com/dd/docs/datashts/atmel/at89s52_ds.pdf
Thứ 2 đó là tài liệu lập trình, gồm có cách tổ chức triển khai bộ nhớ, thanh ghi, cách hoạt động giải trí của ngoại vi … Các bạn down load tại link : https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/doc1919.pdf
Kiến truc at89S52

Kết

Hi vọng bạn đã có cái nhìn tổng quan về dòng vi điều khiển 8051, đặc biệt là họ AT89S52 của Atmel. Chúng ta sẽ bắt đầu ngay sau bài này để chinh phục dòng chip này nhé.
Đừng quên gia nhập Hội Anh Em Nghiện Lập trình để giao lưu và học hỏi nhé!!!

Xem thêm: 10 App Hack Game Android Nổi Bật Nhất Hiện Nay – NetUP

5/5 – ( 1 bầu chọn )
No related posts .

Source: https://thomaygiat.com
Category : Ứng Dụng