Các Bộ vi điều khiển 8051_ Chương 1

Chia sẻ: Tien Tung Tung | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:14

Thêm vào BST

Báo xấu

282
lượt xem 130
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong mục này chúng ta bàn về nhu cầu đối với các bộ vi điều khiển (VĐK) và so sánh chúng với các bộ vi xử lý cùng dạng chung như Pentium và các bộ vi xử lý  86 khác. Chúng ta cũng xem xét vai trò của các bộ vi điều khiển trong thị trường các sản phẩm nhỳng. Ngoài ra, chúng ta cung cấp một số tiêu chuẩn về cách lựa chọn một bộ vi điều khiển như thế nào.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Các Bộ vi điều khiển 8051_ Chương 1

Chương I Các bộ vi điều khiển 8051 1.1 Các bộ vi điều khiển và cỏc bộ xử lý nhỳng. Trong mục này chúng ta bàn về nhu cầu đối với các bộ vi điều khiển (VĐK) và so sánh chúng với các bộ vi xử lý cùng dạng chung như Pentium và các bộ vi xử lý × 86 khác. Chúng ta cũng xem xét vai trò của các bộ vi điều khiển trong thị trường các sản phẩm nhỳng. Ngoài ra, chúng ta cung cấp một số tiêu chuẩn về cách lựa chọn một bộ vi điều khiển như thế nào. 1.1.1 Bộ vi điều khiển so với bộ vi xử lý cựng dựng chung Sự khỏc nhau giữa một bộ vi điều khiển và một bộ vi xử lý là gỡ? Bộ vi xử lý ở đõy là cỏc bộ vi xử lý cụng dung chung như họ Intell × 86 (8086, 80286, 80386, 80486 và Pentium) hoặc họ Motorola 680 × 0(68000, 68010, 68020, 68030, 68040 v.v...). Những bộ VXL này khụng cú RAM, ROM và khụng cú cỏc cổng vào ra trờn chớp. Với lý do đú mà chỳng được gọi chung là cỏc bộ vi xử lý cụng dụng chung. Data CPU bus CPU RA RO General- Seria M M RA RO I/O Time Purpose l Micro- M M Port r COM Seria process Port Time I/O l or r COM Address Port bus (a) General-Purpose Microcessor (b) System Microcontroller Hỡnh 1.1: Hệ thống vi xử lý được so sỏnh với hệ thống vi điều khiển. a) Hệ thống vi xử lý cụng dụng chung
b) Hệ thống vi điều khiển Một nhà thiết kế hệ thống sử dụng một bộ vi xử lý cụng dụng chung chẳng hạn như Pentium hay 68040 phải bổ xung thờm RAM , ROM, cỏc cổng vào ra và cỏc bộ định thời ngoài để làm cho chỳng hoạt động được. Mặc dự việc bổ xung RAM, ROM và cỏc cổng vào ra bờn ngoài làm cho hệ thống cồng cềnh và đắt hơn, nhưng chỳng cú ưu điểm là linh hoạt chẳng hạn như người thiết kế cú thể quyết định về số lượng RAM, ROM và cỏc cổng vào ra cần thiết phự hợp với bài toỏn trong tầm tay của mỡnh. Điều này khụng thể cú được đối với cỏc bộ vi điều khiển. Một bộ vi điều khiển cú một CPU (một bộ vi xử lý) cựng với một lượng cố định RAM, ROM, cỏc cổng vào ra và một bộ định thời tất cả trờn cựng một chớp. Hay núi cỏch khỏc là bộ xử lý, RAM, ROM cỏc cổng vào ra và bộ định thời đều được nhỳng với nhau trờn một chớp; do vậy người thiết kế khụng thể bổ xung thờm bộ nhớ ngoài, cổng vào ra hoặc bộ định thời cho nú. Số lượng cố định của RAM, ROM trờn chớp và số cỏc cổng vào - ra trong cỏc bộ vi điều khiển làm cho chỳng trở nờn lý tưởng đối với nhiều ứng dụng mà trong đú giỏ thành và khụng gian lại hạn chế. Trong nhiều ứng dụng, vớ dụ một điều khiển TV từ xa thỡ khụng cần cụng suất tớnh toỏn của bộ vi sử lý 486 hoặc thậm chớ như 8086. Trong rất nhiều ứng dụng thỡ khụng gian nú chiếm, cụng suất nú tiờu tốn và giỏ thành trờn một đơn vị là những cõn nhắc nghiờm ngặt hơn nhiều so với cụng suất tớnh toỏn. Những ứng dụng thường yờu cầu một số thao tỏc vào - ra để đọc cỏc tớn hiệu và tắt - mở những bit nhất định. Vỡ lý do này mà một số người gọi cỏc bộ xử lý này là IBP (“Itty-Bitty-Processor”), (tham khảo cuốn “Good things in small packages are Generating Big product opportunities” do Rick Grehan viết trờn tạp BYTE thỏng 9.1994; WWW. Byte. Com để biết về những trao đổi tuyệt vời về cỏc bộ vi điều khiển). Điều thỳ vị là một số nhà sản xuất cỏc bộ vi điều khiển đó đi xa hơn là tớch hợp cả một bộ chuyển đổi ADC và cỏc ngoại vi khỏc vào trong bộ vi điều khiển. Bảng 1.1: Một số sản phẩm được nhỳng sử dụng cỏc bộ vi điều khiển
Thiết bị nội thất Văn phũng ụ tụ gia đỡnh Đồ điện trong nhà Điện thoại Mỏy tớnh hành Mỏy đàm thoại Mỏy tớnh trỡnh Mỏy điện thoại Cỏc hệ thống an Điều khiển động Cỏc hệ thống an toàn toàn cơ Cỏc bộ mở cửa ga-ra Mỏy Fax Tỳi đệm khớ xe Lũ vi súng Thiết bị ABS Mỏy trả lời Mỏy sao chụp Đo lường Mỏy Fax Mỏy in lazer Hệ thống bảo mật Mỏy tớnh gia đỡnh Mỏy in màu Đớũu khiển truyền Tivi Mỏy nhắn tin tin Truyền hỡnh cỏp Giải trớ VCR Điều hoà nhiệt độ Mỏy quy camera Điện thoại tổ ong Điều khiển từ xa Mở cửa khụng cần Trũ chơi điện tử chỡa khoỏ Điện thoại tổ ong Cỏc nhạc cụ điện tử Mỏy khõu Điều khiển ỏnh sỏng Mỏy nhắn tin Mỏy chơi Pootball Đồ chơi Cỏc dụng cụ tập thể hỡnh 1.1.2 Cỏc bộ VĐK cho cỏc hệ thống nhỳng. Trong tài liệu về cỏc bộ vi xử lý ta thường thấy khỏi niệm hệ thống nhỳng (Embeded system). Cỏc bộ vi xử lý và cỏc bộ vi điều khiển được sử dụng rộng rói trong cỏc sản phẩm hệ thống nhỳng. Một sản phẩm nhỳng sử dụng một bộ vi xử lý (hoặc một bộ vi điều khiển để thực hiện một nhiệm vụ và chỉ một mà thụi. Một mỏy in là một vớ dụ về một việc nhỳng vỡ bộ xử lý bờn trong nú chỉ làm một việc đú là nhận dữ liệu và in nú ra. Điều này
khỏc với một mỏy tỡnh PC dựa trờn bộ xử lý Pentium (hoặc một PC tương thớch với IBM × 86 bất kỳ). Một PC cú thể được sử dụng cho một số bất kỳ cỏc trạm dịch vụ in, bộ đầu cuối kiểm kờ nhà băng, mỏy chơi trũ chơi điện tử, trạm dịch vụ mạng hoặc trạm đầu cuối mạng Internet. Phần mềm cho cỏc ứng dụng khỏc nhau cú thể được nạp và chạy. Tất nhiờn là lý do hiển nhiờn để một PC thực hiện hàng loạt cỏc cụng việc là nú cú bộ nhớ RAM và một hệ điều hành nạp phần mềm ứng dụng thường được đốt vào trong ROM. Một mỏy tớnh PC × 86 chứa hoặc được nối tới cỏc sản phẩm nhỳng khỏc nhau chẳng hạn như bàn phớm, mỏyin, Modem, bộ điều khiển đĩa, Card õm thanh, bộ điều khiển CD = ROM. Chuột v.v... Một nội ngoại vi này cú một bộ vi điều khiển bờn trong nú để thực hiện chỉ một cụng việc, vớ dụ bờn trong mỗi con chuột cú một bộ vi điều khiển để thực thi cụng việc tỡm vị trớ chuột và gửi nú đến PC Bảng 1.1 liệt kờ một số sản phẩm nhỳng. 4.1.3 Cỏc ứng dụng nhỳng của PC × 86. Mặc dự cỏc bộ vi điều khiển là sự lựa chọn ưa chuộng đối với nhiều hệ thống nhỳng nhưng cú nhiều khi một bộ vi điều khiển khụng đủ cho cụng việc. Vỡ lý do đú mà những năm gần đõy nhớều nhà sản xuất cỏc bộ vi sử lý cụng dụng chung chẳng hạn như Intel, Motorla, AMD (Advanced Micro Devices, Inc...). Và Cyric (mà bõy giờ là một bộ phận của National Senicon ductir, Inc) đó hướng tới bộ vi xử lý cho hiệu suất cao của thị trường nhỳng. Trong khi Intel, AMD và Cyrix đẩy cỏc bộ xử lý × 86 của họ vào cho cả thị trường nhỳng và thị trường mỏy tớnh PC để bỏn thỡ Motorola vẫn kiờn định giữ họ vi xử lý 68000 lại chủ yếu hướng nú cho cỏc hệ thống nhỳng hiệu suất cao và bõy giờ Apple khụng cũn dựng 680 × trong cỏc mỏy tớnh Macintosh nữa. Trong những năm đầu thập kỷ 90 của thế kỷ 20 mỏy tớnh Apple bắt đầu sử dụng cỏc bộ vi xử lý Power PC (như 603, 604, 620 v.v...) thay cho 680 × 0 đối với Macintosh. Bộvi xử lý Power PC là kết quả liờn doanh đầu tư của IBM và Motorola và nú được hướng cho thị trướng nhỳng hiệu suất cao cũng như cho cả thị trường mỏy tớnh PC. Cần phải lưu ý rằng khi một cụng ty hướng một bộ vi xử lý cụng dụng chung cho thị trường nhỳng nú tối ưu hoỏ bộ
xử lý được sử dụng cho cỏc hệ thống nhỳng. Vỡ lý do đú mà cỏc bộ vi xử lý này thường được gọi là cỏc bộ xử lý nhỳng hiệu suất cao. Do vậy cỏc khỏi niệm cỏc bộ vi điều khiển và bộ xử lý nhỳng thường được sử dụng thay đổi nhau. Một trong những nhu cầu khắt khe nhất của hệ thống nhỳng là giảm cụng suất tiờu thụ và khụng gian. Điều này cú thể đạt được bằng cỏch tớch hợp nhiều chức năng vào trong chớp CPU. Tất cả mọi bộ xử lý nhỳng dựa trờn × 86 và 680 × 0 đều cú cụng suất tiờu thu thấp ngoài ra được bổ xung một số dạng cổng vào - ra, cổng COM và bộ nhớ ROM trờn một chớp. Trong cỏc bộ xử lý nhỳng hiệu suất cao cú xu hướng tớch hợp nhiều và nhiều chức năng hơn nữa trờn chớp CPU và cho phộp người thiết kế quyết định những đặc tớnh nào họ muốn sử dụng. Xu hướng này cũng đang chiếm lĩnh thiết kế hệ thống PC. Bỡnh thường khi thiết kế bo mạch chủ của PC (Motherboard) ta cần một CPU cộng một chớp - set cú chứa cỏc cống vào - ra, một bộ điều khiển cache, một bộ nhớ Flash ROM cú chứa BIOS và cuối cựng là bộ nhớ cache thứ cấp. Những thiết kế mới đang khẩn trương đi vào cụng nghiệp sản xuất hàng loạt. Vớ dụ Cyrix đó tuyờn bố rằng họ đang làm việc trờn một chớp cú chứa toàn bộ một mỏy tớnh PC ngoại trừ DRAM. Hay núi cỏch khỏc là chỳng ta sắp nhỡn thấy một mỏy tớnh PC trờn một chớp. Hiện nay do chuẩn hoỏ MS - DOS và Windows nờn cỏc hệ thống nhỳng đang sử dụng cỏc mỏy tỡnh PC × 86 . Trong nhiều trường hợp việc sử dụng cỏc mỏy tớnh PC × 86 cho cỏc ứng dụng nhỳng hiệu suất cao là khụng tiết kiệm tiền bạc, nhưng nú làm rỳt ngắn thời gian phỏt triển vỡ cú một thư viện phần mềm bao la đó được viết cho nền DOS và Windows. Thực tế là Windows là một nền được sử dụng rộng rói và dễ hiểu cú nghĩa là việc phỏt triển một sản phẩm nhỳng dựa trờn Windows làm giảm giỏ thành và rỳt ngắn thời gian phỏt triển đỏng kể. 1.1.4 Lựa chọn một bộ vi điều khiển. Cú 4 bộ vi điều khiển 8 bit chớnh. Đú là 6811 của Motorola, 8051 của Intel z8 của Xilog và Pic 16 × của Microchip Technology. Mỗi một kiểu loại trờn đõy đều cú một tập lệnh và
thanh ghi riờng duy nhất, nếu chỳng đều khụng tương thớch lẫn nhau. Cũng cú những bộ vi điều khiển 16 bit và 32 bit được sản xuất bởi cỏc hóng sản xuất chớp khỏc nhau. Với tất cả những bộ vi điều khiển khỏc nhau như thế này thỡ lấy gỡ làm tiêu chuẩn lựa chọn mà cỏc nhà thiết kế phải cõn nhắc? Cú ba tiờu chuẩn để lựa chọn cỏc bộ vi điều khiển là: 1) Đỏp ứng nhu cầu tớnh toỏn của bài toỏn một cỏch hiệu quả về mặt giỏ thành và đầy đủ chức năng cú thể nhỡn thấy được (khả dĩ). 2) Cú sẵn cỏc cụng cụ phỏt triển phần mềm chẳng hạn như cỏc trỡnh biờn dịch, trỡnh hợp ngữ và gỡ rối. 3) Nguồn cỏc bộ vi điều khiển cú sẵn nhiều và tin cậy. 1.1.5 Cỏc tớờu chuẩn lựa chọn một bộ vi điều khiển. 1. Tiờu chuẩn đầu tiờnvà trước hết tronglựa chọn một bộ vi điều khiển là nú phải đỏp ứng nhu cầu bài toỏn về một mặt cụng suất tớnh toỏn và giỏ thành hiệu quả. Trong khi phõn tớch cỏc nhu cầu của một dự ỏn dựa trờn bộ vi điều khiển chỳng ta trước hết phải biết là bộ vi điều khiển nào 8 bit, 16 bit hay 32 bit cú thể đỏp ứng tốt nhất nhu cầu tớnh toỏn của bài toỏn mộ tcỏch hiệu quả nhất? Những tiờu chuẩn được đưa ra để cõn nhắc là: a) Tốc độ: Tốc độ lớn nhất mà bộ vi điều khiển hỗ trợ là bao nhiờu. b) Kiểu đúng vỏ: Đú là kớểu 40 chõn DIP hay QFP hay là kiểu đúng vỏ khỏc (DIP -đúng vỏ theo 2 hàng chõn. QFP là đúng vỏ vuụng dẹt)? Đõy là điều quan trọng đối với yờu cầu về khụng gian, kiểu lắp rỏp và tạo mẫu thử cho sản phẩm cuối cựng. c) Cụng suất tiờu thụ: Điều này đặc biệt khắt khe đối với những sản phẩm dựng pin, ắc quy. d) Dung lượng bộ nhớ RAM và ROM trờn chớp. e) Số chõn vào - ra và bộ định thời trờn chớp f) Khả năng dễ dàng nõng cấp cho hiệu suất cao hoặc giảm cụng suất tiờu thụ. g) Giỏ thành cho một đơn vị: Điều này quan trọng quyết định giỏ thành cuối cựng của sản phẩm mà một bộ vi điều khiển được sử dụng. Vớ dụ cú cỏc bộ vi điều khiển giỏ 50 cent trờn đơn vị khi được mua 100.000 bộ một lỳc.
2) Tiờu chuẩn thứ hai trong lựa chọn một bộ vi điều khiển là khả năng phỏt triển cỏc sản phẩm xung quanh nú dễ dàng như thế nào? Cỏc cõn nhắc chủ yếu bao gồm khả năng cú sẵn trỡnh lượng ngữ, gỡ rối, trỡnh biờn dịch ngụn ngữ C hiệu quả về mó nguồn, trỡnh mụ phỏng hỗ trợ kỹ thuật và khả năng sử dụng trong nhà và ngoài mụi trường. Trong nhiều trường hợp sự hỗ trợ nhà cung cấp thứ ba (nghĩa là nhà cung cấp khỏc khụng phải là hóng sản xuất chớp) cho chớp cũng tốt như, nếu khụng được tốt hơn, sự hỗ trợ từ nhà sản xuất chớp. 3) Tiờu chuẩn thứ ba trong lựa chọn một bộ vi điều khiển là khả năng sẵn sàng đỏp ứng về số lượng trong hiện tại và tương lai. Đối với một số nhà thiết kế điều này thậm chớ cũn quan trong hơn cả hai tiờu chuẩn đầu tiờn. Hiện nay, cỏc bộ vi điều khiển 8 bit dấu đầu, họ 8051 là cú số lương lớn nhất cỏc nhà cung cấp đa dạng (nhiều nguồn). Nhà cung cấp cú nghĩa là nhà sản xuất bờn cạnh nhà sỏng chế của bộ vi điều khiển. Trong trường hợp 8051 thỡ nhà sỏng chế của nú là Intel, nhưng hiện nay cú rất nhiều hóng sản xuất nú (cũng như trước kia đó sản xuất). Cỏc hóng này bao gồm: Intel, Atmel, Philips/signe-tics, AMD, Siemens, Matra và Dallas, Semicndictior. Bảng 1.2: Địa chỉ của một số hóng sản xuất cỏc thành viờn của họ 8051. Hóng Địa chỉ Website Intel www.intel.com/design/mcs51 Antel www.atmel.com Plips/ Signetis www.semiconductors.philips.co Siemens m Dallas Semiconductor www.sci.siemens.com www.dalsemi.com Cũng nờn lưu ý rằng Motorola, Zilog và Mierochip Technology đó dành một lượng tài nguyờn lớn để đảm bảo khả năng sẵn sàng về một thời gian và phạm vi rộng cho cỏc sản phẩm của họ từ khi cỏc sản phẩm của họ đi vào sản xuất ổn định, hoàn thiện và trở thành nguồn chớnh. Trong những năm gần
đõy họ cũng đó bắt đầu bỏn tế bào thư viện Asic của bộ vi điều khiển. 1.2 Tổng quan về họ 8051. Tr ong mục này chỳng ta xem xột một số thành viờn khỏc nhau của họ bộ vi điều khiển 8051 và cỏc đặc điểm bờn trong của chỳng. Đồng thời ta điểm qua một số nhà sản xuất khỏc nhau và cỏc sản phẩm của họ cú trờn thị trường. 1.2.1 Túm tắt về lịch sử của 8051. Vào năm 1981. Hóng Intel giới thiệu một số bộ vi điều khiển được gọi là 8051. Bộ vi điều khiển này cú 128 byte RAM, 4K byte ROM trờn chớp, hai bộ định thời, một cổng nối tiếp và 4 cổng (đều rộng 8 bit) vào ra tất cả được đặt trờn một chớp. Lỳc ấy nú được coi là một “hệ thống trờn chớp”. 8051 là một bộ xử lý 8 bit cú nghĩa là CPU chỉ cú thể làm việc với 8 bit dữ liệu tại một thời điểm. Dữ liệu lớn hơn 8 bit được chia ra thành cỏc dữ liệu 8 bit để cho xử lý. 8051 cú tất cả 4 cổng vào - ra I/O mỗi cổng rộng 8 bit (xem hỡnh 1.2). Mặc dự 8051 cú thể cú một ROM trờn chớp cực đại là 64 K byte, nhưng cỏc nhà sản xuất lỳc đú đó cho xuất xưởng chỉ với 4K byte ROM trờn chớp. Điều này sẽ được bàn chi tiết hơn sau này. 8051 đó trở nờn phổ biến sau khi Intel cho phộp cỏc nhà sản xuất khỏc sản xuất và bỏn bất kỳ dạng biến thế nào của 8051 mà họ thớch với điều kiện họ phải để mó lại tương thớch với 8051. Điều này dẫn đến sự ra đời nhiều phiờn bản của 8051 với cỏc tốc độ khỏc nhau và dung lượng ROM trờn chớp khỏc nhau được bỏn bởi hơn nửa cỏc nhà sản xuất. Điều này quan trọng là mặc dự cú nhiều biến thể khỏc nhau của 8051 về tốc độ và dung lương nhớ ROM trờn chớp, nhưng tất cả chỳng đều tương thớch với 8051 ban đầu về cỏc lệnh. Điều này cú nghĩa là nếu ta viết chương trỡnh của mỡnh cho một phiờn bản nào đú thỡ nú cũng sẽ chạy với mọi phiờn bản bất kỳ khỏc mà khụng phõn biệt nú từ hóng sản xuất nào. Bảng 1.3: Cỏc đặc tớnh của 8051 đầu tiờn. Đặc tớnh Số lượng ROM trờn chớp 4K byte
RAM 128 byte Bộ định thời 2 Cỏc chõn vào - ra 32 Cổng nối tiếp 1 Nguồn ngắt 6 1.2.2 Bộ vớ điều khiển 8051 Bộ vi điều khiển 8051 là thành viờn đầu tiờn của họ 8051. EXTERNAL INTERRUPTS ETC COUNTER TIMER INPUTS INTERRUP ON - 0 T CHIP TIMER CONTROL RAM 1 CPU OS BUS 4 I/O SERIAL C CONTRO PORTS PORT L P P P P TXD RXD ADDRESS/DAT A Hỡnh 1.2: Bố trớ bờn trong của sơ đồ khối 8051. 1.2.3 cỏc thành viờn khỏc của họ 8051 Cú hai bộ vi điều khiển thành viờn khỏc của họ 8051 là 8052 và 8031. a- Bộ vi điều khiển 8052:
Bộ vi điều khiển 8052 là một thành viờn khỏc của họ 8051, 8052 cú tất cả cỏc đặc tớnh chuẩn của 8051 ngoài ra nú cú thờm 128 byte RAM và một bộ định thời nữa. Hay núi cỏch khỏc là 8052 cú 256 byte RAM và 3 bộ định thời. Nú cũng cú 8K byte ROM. Trờn chớp thay vỡ 4K byte như 8051. Xem bảng 1.4. Bảng1.4: so sỏnh cỏc đặc tớnh của cỏc thành viờn họ 8051. Đặc tớnh 8051 8052 8031 ROM trờn 4K byte 8K byte OK chớp RAM 128 byte 256 byte 128 byte Bộ định thời 2 3 2 Chõn vào - ra 32 32 32 Cổng nối 1 1 1 tiếp Nguồn ngắt 6 8 6 Như nhỡn thấy từ bảng 1.4 thỡ 8051 là tập con của 8052. Do vậy tất cả mọi chương trỡnh viết cho 8051 đều chạy trờn 8052 nhưng điều ngược lại là khụng đỳng. b- Bộ vi điều khiển 8031: Một thành viờn khỏc nữa của 8051 là chớp 8031. Chớp này thường được coi như là 8051 khụng cú ROM trờn chớp vỡ nú cú OK byte ROM trờn chớp. Để sử dụng chớp này ta phải bổ xung ROM ngoài cho nú. ROM ngoài phải chứa chương trỡnh mà 8031 sẽ nạp và thực hiện. So với 8051 mà chương trỡnh được chứa trong ROM trờn chớp bị giới hạn bởi 4K byte, cũn ROM ngoài chứa chương trinh được gắn vào 8031 thỡ cú thể lớn đến 64K byte. Khi bổ xung cổng, như vậy chỉ cũn lại 2 cổng để thao tỏc. Để giải quyết vấn đề này ta cú thể bổ xung cổng vào - ra cho 8031. Phối phộp 8031 với bộ nhớ và cổng vào - ra chẳng hạn với chớp 8255 được trỡnh bày ở chương 14. Ngoài ra cũn cú cỏc phiờn bản khỏc nhau về tốc độ của 8031 từ cỏc hóng sản xuất khỏc nhau. 1.2.4. Cỏc bộ vi điều khiển 8051 từ cỏc hóng khỏc nhau.
Mặc dự 8051 là thành viờn phổi biến nhất của họ 8051 nhưng chỳng ta sẽ thấy nú trong kho linh kiện. Đú là do 8051 cú dưới nhiều dạng kiểu bộ nhớ khỏc nhau như UV - PROM, Flash và NV - RAM mà chỳng đều cú số đăng ký linh kiện khỏc nhau. Việc bàn luận về cỏc kiểu dạng bộ nhớ ROM khỏc nhau sẽ được trỡnh bày ở chương 14. Phiờn bản UV-PROM của 8051 là 8751. Phiờn bản Flash ROM được bỏn bởi nhiều hóng khỏc nhau chẳng hạn của Atmel corp với tờn gọi là AT89C51 cũn phiờn bản NV- RAM của 8051 do Dalas Semi Conductor cung cấp thỡ được gọi là DS5000. Ngoài ra cũn cú phiờn bản OTP (khả trỡnh một lần) của 8051 được sản xuất bởi rất nhiều hóng. a- Bộ vi điều khiển 8751: Chớp 8751 chỉ cú 4K byte bộ nhớ UV-EPROM trờn chớp. Để sử dụng chớp này để phỏt triển yờu cầu truy cập đến một bộ đốt PROM cũng như bộ xoỏ UV- EPROM để xoỏ nội dung của bộ nhớ UV-EPROM bờn trong 8751 trước khi ta cú thể lập trỡnh lại nú. Do một thực tế là ROM trờn chớp đối với 8751 là UV- EPROM nờn cần phải mất 20 phỳt để xoỏ 8751 trước khi nú cú thể được lập trỡnh trở lại. Điều này đó dẫn đến nhiều nhà sản xuất giới thiệu cỏc phiờn bản Flash Rom và UV-RAM của 8051. Ngoài ra cũn cú nhiều phiờn bản với cỏc tốc độ khỏc nhau của 8751 từ nhiều hóng khỏc nhau. b- Bộ vi điều khiển AT8951 từ Atmel Corporation. Chớp 8051 phổ biến này cú ROM trờn chớp ở dạng bộ nhớ Flash. Điều này là lý tưởng đối với những phỏt triển nhanh vỡ bộ nhớ Flash cú thể được xoỏ trong vài giõy trong tương quan so với 20 phỳt hoặc hơn mà 8751 yờu cầu. Vỡ lý do này mà AT89C51 để phỏt triển một hệ thống dựa trờn bộ vi điều khiển yờu cầu một bộ đốt ROM mà cú hỗ trợ bộ nhớ Flash. Tuy nhiờn lại khụng yờu cầu bộ xoỏ ROM. Lưu ý rằng trong bộ nhớ Flash ta phải xoỏ toàn bộ nội dung của ROM nhằm để lập trỡnh lại cho nú. Việc xoỏ bộ nhớ Flash được thực hiện bởi chớnh bộ đốt PROM và đõy chớnh là lý do tại sao lại khụng cần đến bộ xoỏ. Để loại trừ nhu cầu đối với một bộ đốt PROM hóng Atmel đang nghiờn cứu một phiờn bản của AT 89C51 cú thể được lập trỡnh qua cổng truyền thụng COM của mỏy tớnh IBM PC .
Bảng 1.5: Cỏc phiờn bản của 8051 từ Atmel (Flash ROM). Số linh RO RAM Chõn I/ Time Ngắ Vc Đúng kiện M O r t c vỏ AT89C51 4K 128 32 2 6 5V 40 AT89LV5 4K 128 32 2 6 3V 40 1 AT89C10 1K 64 15 1 3 3V 20 51 AT89C20 2K 128 15 2 6 3V 20 51 AT89C52 8K 128 32 3 8 5V 40 AT89LV5 8K 128 32 3 8 3V 40 2 Chữ C trong ký hiệu AT89C51 là CMOS. Cũng cú những phiờn bản đúng vỏ và tốc độ khỏc nhau của những sản phẩm trờn đõy. Xem bảng 1.6. Vớ dụ để ý rằng chữ “C” đứng trước số 51 trong AT 89C51 -12PC là ký hiệu cho CMOS “12” ký hiệu cho 12 MHZ và “P” là kiểu đúng vỏ DIP và chữ “C” cuối cựng là ký hiệu cho thương mại (ngược với chữ “M” là quõn sự ). Thụng thường AT89C51 - 12PC rỏt lý tưởng cho cỏc dự ỏn của học sinh, sinh viờn. Bảng 1.6: Cỏc phiờn bản 8051 với tốc độ khỏc nhau của Atmel. Mó linh Tốc độ Số chõn Đúng vỏ Mục kiện đớch AT89C51- 42MHZ 40 DTP Thương 12PC mại c- Bộ vi điều khiển DS5000 từ hóng Dallas Semiconductor. Một phiờn bản phổ biến khỏc nữa của 8051 là DS5000 của hóng Dallas Semiconductor. Bộ nhớ ROM trờn chớp của DS5000 ở dưới dạng NV-RAM. Khả năng đọc/ ghi của nú cho phộp
chương trỡnh được nạp vào ROM trờn chớp trong khi nú vẫn ở trong hệ thống (khụng cần phải lấy ra). Điều này cũn cú thể được thực hiện thụng qua cổng nối tiếp của mỏy tớnh IBM PC. Việc nạp chương trỡnh trong hệ thống (in-system) của DS5000 thụng qua cổng nối tiếp của PC làm cho nú trở thành một hệ thống phỏt triển tại chỗ lý tưởng. Một ưu việt của NV-RAM là khả năng thay đổi nội dung của ROM theo từng byte tại một thời điểm. Điều này tương phản với bộ nhớ Flash và EPROM mà bộ nhớ của chỳng phải được xoỏ sạch trước khi lập trỡnh lại cho chỳng. Bảng 1.7: Cỏc phiờn bản 8051 từ hóng Dallas Semiconductor. Mó linh ROM RAM Chõn I/ Time Ngắ Vc Đúng kiện O r t c vỏ DS5000-8 8K 128 32 2 6 5V 40 DS5000-32 32K 128 32 2 6 5V 40 DS5000T- 8K 128 32 2 6 5V 40 8 32K 128 32 2 6 5V 40 DS5000T- 8 Chữ “T” đứng sau 5000 là cú đồng hồ thời gian thực. Lưu ý rằng đồng hồ thời gian thực RTC là khỏc với bộ định thời Timer. RTC tạo và giữ thời gian l phỳt giờ, ngày, thỏng - năm kể cả khi tắt nguồn. Cũn cú nhiều phiờn bản DS5000 với những tốc độ và kiểu đúng gúi khỏc nhau.( Xem bảng 1.8). Vớ dụ DS5000-8-8 cú 8K NV-RAM và tốc đọ 8MHZ. Thụng thường DS5000-8-12 hoặc DS5000T-8-12 là lý tưởng đối với cỏc dự ỏn của sinh viờn. Bảng 1.8:Cỏc phiờn bản của DS5000 với cỏc tốc độ khỏc nhau Mó linh kiện NV- RAM Tốc độ DS5000-8-8 8K 8MHz DS5000-8-12 8K 12MHz DS5000-32-8 32K 8MHz
DS5000T-32-12 32K 8MHz (with DS5000-32-12 32K RTC) DS5000-8-12 8K 12MHz 12MHz (with RTC) d- Phiờn bản OTP của 8051. Cỏc phiờn bản OTP của 8051 là cỏc chớp 8051 cú thể lập trỡnh được một lần và được cung cấp từ nhiều hóng sản xuất khỏc nhau. Cỏc phiờn bản Flash và NV-RAM thường được dựng để phỏt triển sản phẩm mẫu. Khi một sản pohẩm được thiết kế và được hoàn thiện tuyệt đối thỡ phiờn bản OTP của 8051 được dựng để sản hàng loạt vỡ nú sẽ hơn rất nhiều theo giỏ thành một đơn vị sản phẩm e- Họ 8051 từ Hóng Philips Một nhà sản xuất chớnh của họ 8051 khỏc nữa là Philips Corporation. Thật vậy, hóng này cú một dải lựa chọn rộng lớn cho cỏc bộ vi điều khiển họ 8051. Nhiều sản phẩm của hóng đó cú kốm theo cỏc đặc tớnh như cỏc bộ chuyển đổi ADC, DAC, cổng I/0 mở rộng và cả cỏc phiờn bản OTP và Flash.