1. Bevezetés

A mikroelektronika és a számítástechnika története rövid. A 19. században terveztek számítógépeket, amelyek utasításkészlettel rendelkeztek (Charles Babbage). E gépeket mechanikus szerkezetként tervezték, így mûködõképes modellek nem készülhettek. A 20. század elsõ felében az elektromechanikus relék jelentették azt az eszközt, amelyekkel ténylegesen mûködõképes berendezéseket lehetett létrehozni. Egy személyt említsünk meg e terület számtalan tudósa közül, Neumann Jánost, aki a mai értelemben is korszerû számítógépek mûködésének alapelveit lerögzítette. Tevékenysége alapvetõen meghatározta a számítástechnika fejlõdését. E korból a leghíresebb számítógép az ENIAC volt, melyet a II. világháború idején építettek tudományos célból a Pennszilvániai Egyetemen. A számítógépek kereskedelmi méretû elterjedését az 50.-es években megjelenõ tranzisztor tette lehetõvé. A 60-as években pedig az integrál áramkörös technológia rohamos árcsökkenést eredményezett. Újabb áttörést és újabb forradalmat jelentett a számítástechnikában a a mikroprocesszorok megjelenése. Ezek elsõ képviselõje az Intel cég Intel 4004-es 4 bites processzora volt. A következõ évben készen volt az Intel8008, az elsõ 8 bites mikroprocesszor. Az ezt követõ fejlettebb változat, a z I8080, amelybõl már az elsõ “home computer”-ek készültek.

A 80-as évek elejére a mikroprocesszorok rohamosan elterjedtek. A 8 bites mikroprocesszorokat követték a 16 és rövidesen a 32 bites processzorok is. A szoftverek szintén fejlõdtek, mialatt az árak relatívan gyorsan csökkentek. Megjelentek a személyi számítógépek, amelyek néhány száz dolláros áruk ellenére a 30 évvel korábbi szuperszámítógépek teljesítményét nyújtották, vagy meghaladták. A személyi számítógépek mellett a mikroprocesszor technika az élet minden területén elterjesztette a számítástechnika alkalmazását. Jelenleg a jármûipartól a szórakoztató iparig, egészségügytõl az ûrkutatásig, telekommunikációig, mesterséges intelligenciáig mikroprocesszorok millióit alkalmazzák, forradalmasítva a fejlõdést az élet minden területén.

2. A mikroszámítógépek felépítése

A mikroszámítógépek alapja a mikroprocesszor. Elemei a mikroprocesszor, memória, és input/output eszközök. A komponenseket valamilyen buszrendszer köti össze, amelyen az egységek közötti adatcsere zajlik. A mikroszámítógép blokkvázlata az 1. ábrán látható.

1. ábra: A mikroszámítógép felépítése.

3. Mikrovezérlők

A mikroszámítógép alacsony ára lehetővé tette, hogy ne csak a szoros értelembe vett számítástechnikai feladatokra használják. Az irányítástechnikával foglalkozó szakemberek hamar meglátták a mikroszámítógépekben rejlő lehetőségeket saját szakterületüket illetően is, azt, hogy vezérlési és szabályozási feladatokra is alkalmasak ezek az eszközök. Nagyszámú alkalmazásban jelentek meg a mikroprocesszorból, memóriából és megfelelően megválasztott input/output eszközökből álló mikroszámítógépek. A mikroprocesszor gyártók, amikor a technológiai fejlődés lehetővé tette, megkezdték az egy chipes mikroszámítógépek, az úgynevezett mikrokontrollerek kifejlesztését és gyártását. A mikrokontrollereket olyan alkalmazások céljára gyártották, amelyek nem kimondottan számítástechnikai alkalmazások, de komplikált vezérlő algoritmust és flexibilis megoldást igényelnek. Ilyenre példa az automata mosógép, vagy egy belsőégésű motor gyújtás vezérlése. Ma nagy választékban kaphatók mikrovezérlők

Az alkalmazások túlnyomó része két kategóriába sorolható: vezérlési, vagy nyílt hurkú irányítási feladatok, illetve szabályozási, vagy zárt hurkú feladatok. A nyílt hurkú feladatokat szekvenciális vezérléseknek is nevezik, mivel a folyamatot állapotok sorozata jellemzi. Az állapotok közti átmeneteket valamilyen diszkrét események eredményezik. Az ilyen alkalmazásokat esemény vezérelt alkalmazásoknak is nevezik. Példa erre az áruautomata. A berendezés különböző értékű pénzérméket fogad el, felismeri az áru kiválasztást, kiadja az árut, meghatározza a pontos értéket, és visszaadja a különbözetet. Ha a bedobott pénz nem elegendő, vagy az áru kifogyott, kijelzéseket ad.

A zárt hurkú alkalmazások esetén valós idejű jelleggel ellenőrizzük az irányított folyamatot, hogy folyamatosan hatékony legyen az irányítás. Automata szerszámgépeknél, vagy robottechnikában számtalan ilyen alkalmazás található. A mikrovezérlők alkalmazása rendkívül széles. Robot technikában, alakfelismerésben, vagy például telekommunikációs alkalmazásokban is számtalan mikrovezérlő megoldás található.

A mikrovezérlőket gyakran beágyazott vezérlőknek (embedded controller) is nevezik, mivel általában egy nagyobb rendszer részét képezik. A rendszer felhasználója nem kell, hogy feltétlenül tudjon arról, hogy a rendszer mikrovezérlőt tartalmaz.

5. A mikrovezérlők általános jellemzői

Napjainkban sokféle mikrovezérlőt gyártanak, és az egyes típusokon belül is nagy a változatok száma. Az összehasonlításokból azonban kiderül, hogy sok olyan jellegzetességük van, amelyek általánosan jellemzik őket. A közös jellemzőket az alábbi pontban foglaljuk össze.

1. Egy chipes áramkörök, amelyek valamilyen mikroszámítógép konfiguráció valamennyi alkotóelemét, CPU, RAM, ROM, I/O elemek, rendszer óragenerátor, tartalmazzák.

2.Túlnyomórészt Harvard felépítésűek, vagyis külön program és adat memóriával rendelkeznek. A program memória 4-8 Kbyte, az adat memória viszonylag kicsi, maximum egy-két Kbyte nagyságú. Ez abból a tényből adódik, hogy egy általános vezérlési feladat sok vezérlő utasítással és kevés átmeneti adat tárolásávaloldható meg.

3. Utasításkészletük általában egyszerű, programozásuk könnyen elsajátítható.

4. Külső memóriával nem bővíthetők, vagy ha igen, az az I/O vonalak felhasználásával történik, és ez a szabadon maradó I/O vonalak számát csökkenti.

5. Jellegzetes erőforrásokkal rendelkeznek. Ilyenek a Watch Dog timer, általában több számláló/időzítő áramkör, nagyszámú digitális bemeneti és kimeneti vonal. Újabban vannak olyan típusok, amelyek analóg bemenő jelek feldolgozására is alkalmasak.

6. A kivezetések számának csökkentése céljából többcélú kivezetéseik vannak.

7. Számos külső megszakítás vonallal rendelkeznek, ezenkívül a belső eszközök nagy része is megszakítás vonallal van ellátva.

8. Általában tartalmaznak soros kommunikációs portot, amely a programozásukat megkönnyíti, valamint lehetővé teszi beillesztésüket egy számítógépes

 

Az MCS 51 család

Ez a mikroszámítógép-család az MCS 48-as család jelentős továbbfejlesztésének tekinthető, elvi felépítése az alábbi ábrán látható:

2. ábra: Az MCS 51 család blokkvázlata

Az MCS 51 család fõbb jellemzõi:

· 8 bites, vezérlési feladatokra optimalizált központi egység (CPU);

· 64 Kbyte memória címezhetõ;

· az órajel-generátor áramköre a lapkán van;

· 32 be- illetve kimeneti vonal;

· mind az adat, mind a programtároló 64 Kbyte-ra bõvíthetõ;

· két, illetve egyes típusoknál három idõzítõ-számláló;

· soros duplex adatátviteli port;

· Bool-algebrai processzor.

A család elemei és jellemzõik:

Típus

ROM nélküli változat

EPROM-os változat

ROM méret

(Byte)

RAM méret

(byte)

8-bites I/O port

16-bites számláló

Megszakítás szám/vektor

8051

8031

nincs

4K

128

4

2

6/5

8051AH

8031AH

8751H

8751BH

4K

128

4

2

6/5

8052AH

8032AH

8752BH

8K

256

4

3

8/6

80C51BH

80C31BH

87C51

4K

128

4

2

6/5

80C52

80C32

nincs

8K

256

4

3

8/5

Felépítés, jellemzõk

A következõkben röviden összefoglaljuk az MCS 51 család azon tulajdonságait, amelyek az alkalmazásoknál a kiválasztást elõsegíthetik.

Társzervezés

A CPU az adat- és a programmemóriát teljesen eltérõ módon kezeli. A mikroszámítógépben különálló program- és adattároló van, az elõbbi 4K, illetve 8K méret és az alsó címtartományt foglalja el. Az adatmemóriát a lapkán kialakított 128 vagy 256 byte-s RAM alkotja. A RAM 8 bittel címezhetõ, ami gyorsabb mûködést tesz lehetõvé. A teljes 64 Kbyte a DTPR regiszteren keresztül érhetõ el. (A regiszterkészlet leírását lásd késõbb.) Az áramkörbe beépített memórián kívül, vagy azzal együtt, külsõ memória használatára is van mód, a normál CPU-knál megszokott módon.

3. ábra: A 8051memóriatérképe

Programmemória

A belsõ programmemória használatát az jellel szabályozhatjuk. Ha erre a bementre 1-es szintet (tápfeszültség) kötünk, akkor a processzor a 0000H-0FFFH címek esetén az utasításokat a belsõ programmemóriából olvassa be. (8 Kbyte belsõ ROM esetén a címtartomány: 0000H-1FFFH.) Ha az bemenetre 0 szintet kötünk, akkor a processzor mindig a külsõ memóriából olvassa az utasításokat. Ebbõl következik, hogy a ROM nélküli változatoknál az bemenetet mindig 0 szintre kell kötni. Külsõ programmemóriát a következõképpen használhatunk:

Ebben az esetben a P0 port multiplexelt cím/adatbuszként mûködik, a P2 pedig a címbusz felsõ fele lesz.

A multiplexelt cím és adat szétválasztását az ALE jel segíti, míg a jel használható olvasás jelként. A memóriacím mindig 16 bites, és a külsõ memória elérése lefoglalja a P0 és P2 portokat, így azok másra nem használhatók.

Amennyiben használjuk a belsõ memóriát, de a cím kívül esik a belsõ címtartományon, a CPU a külsõ memóriához fordul, akár van akár nincs. Ha tehát nincs külsõ memória és a portokat I/O-ként használjuk, akkor vigyáznunk kell, hogy a program ne tévedjen a belsõ programmemórián kívülre.

Adatmemória

Amennyiben külsõ adatmemóriát kapcsolunk az áramkörhöz, úgy az csak a MOVX utasítással érhetõ el. Ezzel az utasítással 8 vagy 16 bites címzést használhatunk. 8 bites címzés esetén gyakori, hogy több 256 byte-os memória közül a P2 portra kiírt értékkel választjuk ki az aktív lapot.

Ebben a példában a belsõ ROM-ot használjuk programmemóriaként. A külsõ RAM mérete 2K (8x256 byte). A RAM-ot 8 bittel címezzük, a 256 byte-os lapokat elõzõleg mindig a P2 portra kiírt értékkel választjuk ki. Ez azért elõnyös, mert így a P2 port fennmaradó 5 vonala I/O-ként felhasználható, míg 16 bites címzés esetén a P2 buszként mûködik, így nem használható fel (külsõ programmemória használata esetén mindig ez a helyzet - lásd az elõbb).

A belsõ memória 8 bittel címezhetõ, tehát maximum 256 byte lehet. Ebbõl típustól függõen 128 byte, vagy 256 byte használható RAM-ként. Ez a terület két részre oszlik: az alsó 128 byte (00H-7FH) és a felsõ 128 byte (80H-0FFH) eltérõen kezelendõ. (A címzési módokat részletesebben majd a processzor utasításkészletének ismertetésénél mutatjuk be.)

Az alsó 128 byte direkt és indirekt módon is megcímezhetõ. Ezen a területen helyezkednek el a regiszterek (a 8 bites CPU-knál megszokott regiszterkészlet nincs a processzorban) és a verem. Az alsó 32 byte (00H-1FH) négy különálló regiszterkészletet tartalmaz. Minden regiszterkészlet 8 regiszterbõl (R0-R7) áll. A regiszterkészletek közül egyszerre természetesen csak egy lehet aktív, ezt a PSW (program-állapot szó) regiszter két bitje határozza, meg és programból állíthatjuk be. A processzor regiszterei tehát az áramkörbe beépített adatmemóriában vannak, így kétféleképpen is elérhetõk, úgy is, mint regiszterek és úgy is, mint memória. A verem-mutató (SP) bekapcsolás utáni kezdõértéke is erre a területre mutat (a kezdõérték 7). A 20H-val kezdõdõ terület általános RAM-ként használható, melyen belül a 20H-2FH címterület bitenként is megcímezhetõ (bit cím: 0-7F).

A felsõ 128 byte csak a 8052 sorozatban használható RAM-ként és ott is csak indirekt címzéssel. Ha direkt címzést használunk akkor az MCS 51 sorozat minden típusánál az úgynevezett SFR-t érhetjük el (Special Function Registers, azaz "különleges funkciójú regiszterek"). Az SFR tartalmazza a portok tárolóit, az idõzítõket, a perifériák vezérlõregisztereit stb. Ezek a regiszterek tehát csak direkt címzéssel érhetõk el. Az SFR területen tizenhat byte bitenként is megcímezhetõ. Ezek azok a byte-ok, amelyeknek a címe 8-cal osztható. Ezek a 80H-FFH bitcímen bitenként is elérhetõk (elsõsorban a portok és a vezérlõregiszterek).

A következõ táblázat tartalmazza a regiszterek nevét, címét és a RESET utáni kezdõértéket. A csillaggal (*) jelölt regiszterek bitenként is címezhetõk. A plusz jellel (+) jelölt regisztereket csak a 8052 sorozat tartalmazza. A kezdõértékekben elõforduló X jel azt jelenti, hogy az a bit nem definiált.

Szimbólum

Név

Cím (hexa)

Kezdõérték (binárisan)

*ACC

Akkumulátor

E0

00000000

*B

B regiszter

F0

00000000

*PSW

Program állapot szó

D0

00000000

SP

Verem mutató

81

00000111

DPTR

Adat mutató, 2 byte

   

DPL

Alsó byte

82

00000000

DPH

Felsõ byte

83

00000000

*P0

Port 0

80

11111111

*P1

Port 1

90

11111111

*P2

Port 2

A0

11111111

*P3

Port 3

B0

11111111

*IP

Megszakítás prioritás vezérlés

B8

8051 XXX00000
8052 XX000000

*IE

Megszakítás engedélyezés

A8

8051 0XX00000
8052 0X000000

TMOD

Számláló, üzemmód

89

00000000

*TCON

Számláló, vezérlés

88

00000000

*+T2CON

Számláló 2, vezérlés

C8

00000000

TH0

Számláló 0, felsõ byte

8C

00000000

TL0

Számláló 0, alsó byte

8A

00000000

TH1

Számláló 1, felsõ byte

8D

00000000

TL1

Számláló 1, alsó byte

8B

00000000

+TH2

Számláló 2, felsõ byte

CD

00000000

+TL2

Számláló 2, alsó byte

CC

00000000

+RCAP2H

Számláló 2, tároló regiszter felsõ byte

CB

00000000

+RCAP2L

Számláló 2, tároló regiszter alsó byte

CA

00000000

*SCON

Soros vonal vezérlés

98

00000000

SBUF

Soros vonal puffer

99

nem definiált

PCON

Fogyasztás vezérlés

87

HMOS 0XXXXXXX
CHMOS 0XXX0000

Regiszterek

PSW (Program Status Word)

CY

AC

F0

RS1

RS0

OV

-

P

CY

PSW.7

Átvitel flag.

AC

PSW.6

Félátvitel (3. bitrõl a 4-ikre).

F0

PSW.5

Flag 0. Szabadon felhasználható.

RS1

PSW.4

Regiszterkészlet kiválasztás, 1. bit.

RS0

PSW.3

Regiszterkészlet kiválasztás, 0. bit.

OV

PSW.2

Túlcsordulás.

-

PSW.1

Felhasználó által definiálható.

P

PSW.0

Paritás. Hardware által beállított flag. Ha az akkumulátorban az egyesek száma páros, akkor 0, ha az egyesek száma páratlan, akkor 1.

A regiszterkészlet kiválasztása két bittel történik:

RS1

RS0

Regiszterkészlet

Cím

0

0

0

00H-07H

0

1

1

08H-0FH

1

0

2

10H-17H

1

1

3

18H-1FH

PCON (Power Control Register)

SMOD

-

-

-

GF1

GF0

PD

IDL

SMOD

Dupla baud sebesség bit. Ha a Timer 1 állítja elõ a soros vonal órajelét és az SMOD=1, akkor a soros vonal sebessége duplázódik.

GF1

Általános célú bit.

GF0

Általános célú bit.

PD

Ennek a bitnek az 1-be állítása aktiválja a Power Down üzemmódot a 80C51BH típusnál. (Csak a CHMOS áramkörnél mûködik.)

IDL

Ennek a bitnek az 1-be állítása aktiválja az Idle Mode üzemmódot a 80C51BH típusnál. (Csak a CHMOS áramkörnél mûködik.)

Amennyiben a PD és az IDL bit egyidõben 1-es értékû, a PD-nek van elsõbbsége. A HMOS áramköröknél csak az SMOD bit van megvalósítva, a többi négy bit csak a CHMOS áramkörökben található meg. A 4-6 biteket (HMOS áramköröknél a 0-6 biteket) nem szabad 1-be állítani!

A CHMOS áramkörök fogyasztáscsökkentõ üzemmódjai

Kétféle üzemmód van: az Idle Mode és a Power Down. Az Idle Mode bekapcsolása esetén az utolsó utasítás végrehajtása befejezõdik, az oszcillátor tovább mûködik, a meg-szakításvezérlõ, a soros vonal, a portok és az idõzítõk megkapják az órajelet, csak a CPU áll le. A teljes CPU állapot megõrzõdik, minden regiszter és port megtartja az értékét. Az ALE és a jelek logikai magas szinten vannak. Az üzemmódnak két dolog vethet véget. Ha egy engedélyezett megszakítás bejut, akkor az IDL bitet törli a processzor. A megszakító rutin után normál módon folytatódik a végrehajtás. A GF0 és GF1 biteket fel lehet használni a megszakítás jelzésére, pl. az utasítás, amely bekapcsolja az Idle Mode-ot, beállíthatja a GF flageket, a megszakító rutin pedig felhasználhatja az értéküket. A második módszer az Idle Mode megszüntetésére a hardware reset. Az RST bemenetre adott jel aszinkron módon törli az IDL bitet, és a program végrehajtás ott folytatódik, ahol abbamaradt. Jegyezzük meg, hogy az Idle Mode bekapcsolását követõ utasítás nem írhat portra vagy külsõ RAM-ba!

Power Down esetében leáll az oszcillátor, minden mûködés megszûnik, de a RAM és az SFR megtartja az értékét. Az ALE és a jelek logikai alacsony szintûek lesznek. A Power Down módot csak hardware resettel lehet megszüntetni. Ilyenkor az SFR-ben minden regiszter a kezdõértéket veszi fel, de a RAM tartalma nem változik. Power Down üzemmódban (csak a bekapcsolása után) a tápfeszültséget 2V-ra lehet csökkenteni. Mielõtt a normál módot visszállítanánk, a tápfeszültséget vissza kell állítani a normál értékre. A reset jelet csak a tápfeszültség visszaállítása után szabad aktivizálni, és aktív állapotban kell tartani, amíg az oszcillátor újra beindul és stabilizálódik (ez rendesen kevesebb, mint 10 msec).

Megszakítások

A 8051 öt megszakítást kezel: két külső megszakítást, a két időzítő megszakításait és a soros vonal megszakítását. A 8052-ben három időzítő van, így ott hat forrása lehet a megszakításnak. A külső megszakítások lehetnek él- vagy szintvezéreltek. Minden megszakítást jelez egy bit valamelyik regiszterben (pl. az RI bit az SCON regiszterben a soros vonal vételi oldalának megszakításkérését jelzi). Ezek a bitek a programból is beírhatók, ami ugyanúgy kiváltja a megszakítást, mintha azt a hardware kezdeményezte volna.

IE (Interrupt Enable Register)

EA

-

ET2

ES

ET1

EX1

ET0

EX0

EA

IE.7

Minden megszakítást engedélyez, letilt. Ha ez a bit 0, akkor egyetlen megszakítás sem jut érvényre. Ha ez a bit 1, akkor a megszakítások egyenként tilthatók, engedélyezhetõk.

ET2

IE.5

Engedélyezi, vagy tiltja a Timer 2 megszakításait (csak 8052-nél).

ES

IE.4

A soros port megszakításainak engedélyezése, tiltása.

ET1

IE.3

Timer 1 megszakítás engedélyezõ bit.

EX1

IE.2

Külsõ megszakítás 1 engedélyezõ bit.

ET0

IE.1

Timer 0 engedélyezõ bit.

EX0

IE.0

Külsõ megszakítás 0 engedélyezõ bit.

Ha az IE regiszterben az adott engedélyezõ bitet 1-be állítjuk, akkor az a megszakítás engedélyezve lesz, ha 0-ba, akkor tiltva. A külsõ megszakítások lehetnek él- vagy szintvezéreltek, ezt a TCON regiszterben állíthatjuk be (lásd ott). A megszakítások prioritása is programozható. Két prioritási szint van: magas, és alacsony. Bármely megszakítás prioritási szintje beállítható az IP regiszterben.

IP (Interrupt Priority Register)

-

-

PT2

PS

PT1

PX1

PT0

PX0

PT2

IP.5

Timer 2 megszakításainak prioritása (csak 8052-nél).

PS

IP.4

A soros port megszakításainak prioritása.

PT1

IP.3

Timer 1 megszakítás prioritás.

PX1

IP.2

Külsõ megszakítás 1 prioritás.

PT0

IP.1

Timer 0 megszakítás prioritás.

PX0

IP.0

Külsõ megszakítás 0 prioritás.

Ha a megfelelõ bitet 1-be állítjuk, akkor az adott megszakítás magas szitntû lesz, ha 0-ba, akkor, pedig alacsony szintû. Az alacsony szintû megszakításokat a magas szintû megszakítások megszakíthatják, míg a magas szintûeket semmi sem. Ha egyszerre érkezik a CPU-hoz egy magas és egy alacsony szintû megszakítás-kérés, akkor a magas szintûnek van elsõbbsége. Ha két egyforma szintû megszakítás-kérés érkezik, akkor a prioritási sorrend a következõ:

 

Forrás

Prioritási szint

1.

IE0

magasabb

2.

TF0

 

3.

IE1

 

4.

TF1

 

5.

RI + TI

 

6.

TF2 + EXF2

alacsonyabb

A rövidítések jelentése: IE = külső megszakítás (External Interrupt); TF = időzítő megszakítás (Timer Interrupt); RI = soros vonali megszakítás vétel esetén (Receive Interrupt); TI = soros vonali megszakítás egy karakter kiküldése után (Transmit Interrupt); EXF2 = 2-es időzítő külső beíró jele (csak a 8052 sorozatnál).

A megszakítások kezelése

Ha egy külsõ megszakítást szintvezéreltre programoztunk, akkor a külsõ megszakítás-kérõ jelet fenn kell tartani addig, amíg a CPU elkezdi a megszakítás végrehajtását, majd meg kell szüntetni, mielõtt a megszakító rutin befejezõdik, mert különben újabb megszakítás keletkezik.

Amint egy megszakítás érvényre jut, a CPU befejezi az éppen végrehajtás alatt lévõ utasítást, valamint ha ez az utasítás IRET, vagy olyan utasítás, ami befolyásolja az IE vagy IP regisztereket, akkor a következõ utasítást is, majd automatikusan generál egy LCALL utasítást, vagyis a megszakítás forrásától függõen meghív egy adott címû szubrutint. Az LCALL utasítás elmenti a programszámlálót a verembe, de a PSW regisztert nem! Ezután a PC regiszter a következõ értéket veszi fel:

Forrás

Cím

IE0

0003H

TF0

000BH

IE1

0013H

TF1

001BH

RI + TI

0023H

TF2 + EXF2

002BH

Ezt a módszert vektoros megszakításnak nevezik. Ezeken a címeken többnyire ugró utasításokat helyezünk el, amelyek a megfelelõ szubrutinra adják a vezérlést. A megszakító szubrutinnak IRET utasítással kell végzõdnie, amely értesíti a processzort arról, hogy a megszakítás kezelése befejezõdött. A CPU visszaállítja a programszámláló regiszter értékét, a program végrehajtása a megszakítás helyétõl folytatódik. Ha ekkor is van érvényes megszakítás kérés, a processzor a fõprogramból akkor is végrehajt legalább egy utasítást, mielõtt az újabb megszakítást elindítaná!

Be- és kimeneti portok

Mind a négy port kétirányú és output irányban tárolóval van ellátva. A tárolók az SFR területen érhetõk el (P0, P1, P2, P3 regiszterek).

Ezen a rajzon a Port 0 egy bitjének belsõ felépítése látható. A Port 2 belsõ felépítése ettõl csak annyiban tér el, hogy az ÉS kapu egy belsõ felhúzó ellenállást vezérel. A P0 és a P2 port a multiplexelt cím/adatbusz szerepét látja el, amennyiben külsõ memóriát használunk (bõvebben lásd a Társzervezésnél).

A P3-as port, és a 8052 sorozatban a P1 port két bitje, szintén több funkcióval rendelkezik. Ezek a portok úgynevezett kvázi kétirányú portok. Ez azt jelenti, hogy ha a portra 0-t írunk ki, akkor az a kimenetet alacsony szintre kényszeríti. Ha azonban 1-et, akkor csupán a belsõ felhúzó ellenállás tartja a portot magas szinten, így az bemenetként is használható, hiszen kívülrõl alacsony szintre húzható.

Ebbõl következik, hogy ha egy portbitet bemenetként akarunk használni, akkor, mint kimenetet 1-be kell állítani. Ugyanez a helyzet az alternatív funkciójú bitekkel is. Amelyiket használjuk a programban, azt a bitet a porton állítsuk 1-be! A bitek és a funkciójuk:

Port, bit

Másodlagos funkció

P1.0

T2: Timer 2 külsõ bemenete.

P1.1

T2EX: Timer 2 mintavevõ (trigger) bemenete.

P3.0

RXD: soros vonal bemenet.

P3.1

TXD: soros vonal kimenet.

P3.2

: külsõ megszakítás.

P3.3

: külsõ megszakítás.

P3.4

T0: Timer 0 bemenet.

P3.5

T1: Timer 1 bemenet.

P3.6

: külsõ memória írás jel.

P3.7

: külsõ memória olvasás jel.

Az 1, 2 és 3 portok 4 LS TTL bemenetet tudnak mûködtetni. A Port 0 külsõ busz üzemmódban 8 LS TTL bemenet meghajtására képes, portként használva külsõ felhúzó ellenállásokat igényel, ha bemeneteket akarunk vele mûködtetni.

Néhány utasítás az adatokat a tárolóról olvassa, néhány pedig a lábról. Azok az utasítások amelyek a portról leolvasott értéket visszaírják a portra, mindig a tárolót olvassák. Ezek az úgynevezett olvas-módosít-ír utasítások a következõk: ANL; ORL; XRL; JBC; CPL; INC; DEC; DJNZ; MOV PX.Y, C; CLR PX.Y; SETB PX.Y.

Idõzítõk, számlálók

A 8052-es típusnak három, a többinek két 16 bites idõzítõ/számláló egysége van, a Timer 0 és a Timer 1. Mindegyikük idõzítõként vagy eseményszámlálóként használható.

Idõzítõ üzemmódban a regiszterek tartalma minden gépi ciklus során eggyel nõ. Mivel a gépi ciklus 12 órajel-periódusból áll, a számlálási sebesség az órajel-frekvencia 1/12-e.

Számláló üzemmódban a regiszterek tartalma a megfelelõ bemeneten megjelenõ lefutó él hatására eggyel nõ. Mivel az átmenet érzékelése két gépi ciklus idejéig tart, ezért a maximális számlálási frekvencia az órajel frekvenciájának 1/24-e. A Timer 0-nak négy üzemmódja van, a Timer 1-nek és a Timer 2-nek (8052) három.

TMOD (Timer/Counter Mode Control Register)

GATE

C/

M1

M0

GATE

C/

M1

M0

Timer 1

Timer 0

GATE

Kapuzás. Ha ez a bit 1-es, akkor a számláló ki- illetve bekapcsolása az bemenetre adott jellel végezhetõ (ha az magas, akkor a számláló mûködik). Ha ez a bit 0, akkor a számláló a TCON regiszterben lévõ TR bittel kapcsolható be, vagy ki.

C/

Számláló, vagy idõzítõ üzemmód választás: 1 = számláló, 0 = időzítő.

M1

M0

Üzemmód

0

0

A TH 8 bites idõzítõ/számláló, a TL 5 bites elõosztóként mûködik.

0

1

A TH és a TL 16 bites számláló/idõzítõt alkot, elõosztó nincs.

1

0

A TL 8 bites idõzítõ/számlálóként mûködik, túlcsorduláskor automatikusan újratöltõdik a TH-ból.

1

1

(Timer 0) TL0 8 bites idõzítõ/számláló a Timer 0 vezérlõ bitjeivel normál módon vezérelve, a TH0 pedig 8 bites idõzítõ a Timer 1 vezérlõ bitjeivel vezérelve.

1

1

(Timer 1) A számláló leáll, tartja az értékét.

 

TCON (Timer/Counter Control Register)

TF1

TR1

TF0

TR0

IE1

IT1

IE0

IT0

TF1

TCON.7

Timer 1 túlcsordulás jelzõ bit. A hardware 1-esbe állítja amikor a számláló túlcsordul. A hardware törli, amikor a megszakítás elkezdõdik.

TR1

TCON.6

Timer 1 ki- ill. bekapcsolás. Beállításával illetve törlésével az idõzítõ/számláló elindítható illetve leállítható.

TF0

TCON.5

Timer 0 túlcsordulás jelzõ bit. A hardware 1-esbe állítja amikor a számláló túlcsordul. A hardware törli, amikor a megszakítás elkezdõdik.

TR0

TCON.4

Timer 0 ki- ill. bekapcsolás. Beállításával illetve törlésével az idõzítõ/számláló elindítható illetve leállítható.

IE1

TCON.3

Megszakítás 1 él jelzõ. A hardware beállítja, amikor a külsõ megszakítás-kérés bemeneten detektált egy élt. A megszakítás végrehajtásakor törlõdik.

IT1

TCON.2

Megszakítás 1 típus. Ha beállítjuk, akkor az bemeneten megjelenõ lefutó él fog megszakítást kiváltani. Ha töröljük, akkor az alacsony szint fog megszakítást generálni.

IE0

TCON.1

Megszakítás 0 él jelzõ. A hardware beállítja, amikor a külsõ megszakítás-kérés bemeneten detektált egy élt. A megszakítás végrehajtásakor törlõdik.

IT0

TCON.0

Megszakítás 0 típus. Ha beállítjuk, akkor az bemeneten megjelenõ lefutó él fog megszakítást kiváltani. Ha töröljük, akkor az alacsony szint fog megszakítást generálni.

0-ás üzemmód

Ebben az üzemmódban a számláló 13 bites. Így kompatíbilis a 8048-as típussal. A TH regiszter alkotja a számláló alsó 8 bitjét, a TL regiszter alsó 5 bitje pedig elõosztóként mûködik. A TL regiszter felsõ 3 bitje nem definiált érték, figyelmen kívül kell hagyni.

1-es üzemmód

Ez az üzemmód csupán annyiban különbözik a 0-ás üzemmódtól, hogy a TH, TL regiszterek 16 bites számlálót alkotnak.

2-es üzemmód

Ebben az üzemmódban a TL számláló 8 bites számlálót alkot, amely túlcsordulásakor automatikusan újratöltõdik, méghozzá a TH regiszterbõl.

A számláló kezdõértékét, amelytõl az elõreszámol majd 255-ig, be kell tölteni a TH regiszterbe. Az érték áttöltése a TL regiszterbe nem változtatja meg a TH regisztert.

3-as üzemmód

Ebben az üzemmódban csak a Timer 0 használható. Ekkor a Timer 0 két egységre bomlik. A TL0 regiszter 8 bites idõzítõként vagy számlálóként használható a megszokott módon, tehát a T0 és bemenetek és a GATE, TR0, TF0 vezérlõbitek segítségével. A TH0 regiszter 8 bites idõzítõként mûködik és a TR1, TF1 bitekkel (vagyis a Timer 1 vezérlõbitjeivel) mûködtethetõ. Mivel a Timer 0 lefoglalja a TR1-et, ezért a Timer 1-et a 3-as üzemmódba való átkapcsolással kapcsolhatjuk ki (lásd a TMOD regisztert). Mivel a TF1 bit is foglalt, ezért a Timer 1 csak olyan esetekben használható, amikor nincs szükség arra, hogy az megszakítást váltson ki (pl. ha baud rate generátorként használjuk a soros vonalhoz).

Timer 2 (8052)

A 8052 sorozatban 3 idõzítõ/számláló van. A Timer 2 lehet idõzítõ, vagy számláló és három üzemmódban mûködhet: "capture", "auto-load" és baud rate generátor üzemmódban. Ehhez az idõzítõhöz egy újabb vezérlõregiszter tartozik.

T2CON (Timer/Counter 2 Control Register)

TF2

EXF2

RCLK

TCLK

EXEN2

TR2

C/

CP/

TF2

T2CON.7

Timer 2 túlcsordulás jelzõ bit. 1-esbe állítódik amikor a számláló túlcsordul. A programnak kell törölnie. A TF2 nem állítódik be, ha RCLK=1 vagy TCLK=1.

EXF2

T2CON.6

A külsõ bemeneten (T2EX) megjelenõ lefutó élt detektáló bit, ha EXEN2=1. Ha a Timer 2 megszakítás engedélyezve van, akkor az EXF2=1 megszakítást vált ki. Az EXF2-t a programnak kell törölnie.

RCLK

T2CON.5

Vevõ órajel vezérlés. Ha ez a bit 1-es, akkor a soros vonal vételi oldala a Timer 2 túlcsordulásait használja órajelként az 1-es és a 3-as üzemmódokban. Ha ez a bit 0, akkor a soros vonal vételi oldala számára a Timer 1 állítja elõ az órajelet.

TCLK

T2CON.4

Adó órajel vezérlés. Ha ez a bit 1-es, akkor a soros vonal adó oldala a Timer 2 túlcsordulásait használja órajelként az 1-es és a 3-as üzemmódokban. Ha ez a bit 0, akkor a soros vonal adó oldala számára a Timer 1 állítja elõ az órajelet.

EXEN2

T2CON.3

Külsõ bemenet engedélyezés. Amennyiben a Timer 2 a soros vonalat mûködteti, vagy ez a bit 0, a T2EX bemeneten megjelenõ lefutó élt a számláló figyelmen kívül hagyja.

TR2

T2CON.2

A Timer 2 ki- illetve bekapcsolását végzõ bit.

0-kikapcsolás;

1-bekapcsolás.

C/

T2CON.1

Idõzítõ vagy számláló üzemmód kiválasztása:

0-belsõ órajellel mûködtetett idõzítõ (OSC/12);

1-külsõ jelet (T2) számol (lefutó él).

CP/

T2CON.0

"Capture" vagy "reload" mód kiválasztása. Ha ez a bit 1-es, akkor a T2EX bemeneten megjelenõ lefutó él a számláló tartalmát átírja egy átmeneti regiszterbe (RCAP2L és RCAP2H). Ez a "Capture" mód. Ha ez a bit 0, akkor a számláló minden túlcsorduláskor vagy a T2EX bemeneten megjelenõ lefutó él hatására (ha az EXEN2=1) az RCAP2L és RCAP2H regiszterekben lévő értéket veszi fel. Ez a "reload" mód. Ha az RCLK vagy TCLK bit 1-es, akkor ezt a bitet a CPU figyelmen kívül hagyja, és a Timer 2 "reload" módban fog működni.

Soros port

A duplex, azaz egyidõben adni és venni képes soros port nagymértékben megkönnyíti a mikroszámítógép és a környezet közötti kommunikációt. A portnak több üzemmódja van, amelyek a megfelelõ regiszter programozásával lehetõvé teszik az adatátviteli sebesség beállítását (az órajel-frekvencia 1/12, 1/32 vagy 1/64-e, változtatható) és az adatátviteli formátum (csak 8 adatbit; 1 start-, 8 adat- és 1 stopbit; 1 start-, 9 adat- és 1 stopbit) megválasztását.

SCON (Serial Port Control Register)

SM0

SM1

SM2

REN

TB8

RB8

TI

RI

Az SM0 és az SM1 bitek határozzák meg az üzemmódot:

SM0

SM1

Mód

Leírás

Baud Rate

0

0

0

Shift regiszter

fosc/12

0

1

1

8 bit UART

változtatható

1

0

2

9 bit UART

fosc/32 vagy fosc/64

1

1

3

9 bit UART

változtatható

SM2

A 2-es és a 3-as üzemmódokban engedélyezi a multiprocesszor kommunikáció támogatását. A 0-ás üzemmódnál 0-ba kell állítani! Ha ez a bit 1-es, akkor vétel esetén csak akkor keletkezik megszakításkérés, ha a 9. vett bit (1-es módban a stopbit) 1-es értékû.

REN

Vétel engedélyezés. Ha ez a bit 1-es, a vevõ mûködése engedélyezve van.

TB8

Ez a 9-edik adatbit, amelyet az adó a 2-es és a 3-as üzemmódokban lead. Értéke szükség szerint állítható.

RB8

A 2-es és a 3-as üzemmódokban a 9-edik vett adatbit értékét tartalmazza. 1-es üzemmódban a stopbitet tartalmazza, ha az SM2 bit 0. 0-ás üzemmódban ez a bit nem használatos.

TI

Adás megszakítás jelzõ bit. A hardware állítja be, de törölni programból kell.

RI

Vétel megszakítás jelzõ bit. Vett adat esetén a hardware állítja be, de törölni a programból kell!

Sebesség

A sebesség mód0 esetén rögzített: az oszcillátor frekvencia 12-ed része.

Mód 2 esetén a sebességet az SMOD bit határozza meg (lásd a PCON regisztert). Ha az SMOD bit 1, akkor a baud rate az oszcillátor frekvencia 32-ed része, ha pedig 0, akkor az oszcillátor frekvencia 64-ed része.

Mód 1 és 3 esetén a 8051 sorozatnál a sebességet a Timer 1 határozza meg. A Timer 1 túlcsordulásaiból adódó frekvenciát a processzor elosztja 32-vel, így áll elõ a soros vonal baud rate-je. Ekkor a Timer 1-et 8 bites idõzítõ üzemmódba állítjuk, automatikus újra feltöltéssel, a megszakítást pedig letiltjuk (a TMOD regiszter felsõ 4 bitje: 0010). Ekkor a sebességet a következõ formulával számíthatjuk:

Látható, hogy ezekben az üzemmódokban is megduplázhatjuk a soros vonal sebességét az SMOD bit (TCON regiszter) 1-be állításával. Ha nagyon kis sebességre van szükségünk, akkor programozzuk a Timer 1-et, hogy az 16 bites idõzítõként mûködjön (TMOD regiszter felsõ négy bitje: 0001), engedélyezzük a megszakítást, és a számlálót a megszakító rutinban töltsük fel a kívánt értékkel.

A 8052 sorozat esetében a Timer 2-t is használhatjuk vagy az adó, vagy a vevõ, vagy mindkettõ sebességének beállítására (lásd a T2CON regisztert). Ha az RCLK vagy a TCLK bitet 1-be állítjuk, akkor a processzor a Timer 2 túlcsordulásainak frekvenciáját használja a soros vonalhoz (16-al elosztva!). Ekkor többnyire az idõzítõ üzemmódot programozzuk (a C/T2 bit 0). A Timer 2 baud rate generátor üzemmódban nem az oszcillátor frekvencia 1/12-éd, hanem 1/2-ét számolja! A sebességet tehát a következõ képlet adja:

Itt a RCAPH és az RCAPL regiszterek tartalma 16 bites elõjel nélküli egész számként értendõ.

Mód 0

Ebben az üzemmódban a továbbított bitek száma 8. A vétel és az adás is az RXD kivezetésen keresztül zajlik, a TXD kivezetésen az órajel jelenik meg. Az adás az adatnak az SBUF regiszterbe történõ beírásával indítható el. Az adatok bitrõl-bitre kisorjáznak a P3 port 0. bitjén (RXD), az 1. biten (TXD) a soros vonali órajel jelenik meg. Ha az egész byte kiment, akkor a processzor leállítja az adást és bebillenti a TI megszakításkérõ bitet.

A vétel engedélyezésének a feltétele: REN=1 és RI=0. Vétel esetén csakúgy mint az adásnál, a P3.1 kivezetésen megjelenik a soros vonal órajele. Az adatbiteket a P3.0 kivezetésre kell kapcsolni. A CPU beolvas nyolc bitet, az adatot átírja az SBUF regiszterbe, leállítja a vétel üzemmódot és bebillenti az RI bitet.

Mód 1

Ebben az üzemmódban a CPU 10 bitet továbbít, illetve fogad. Egy startbitet (ez 0 értékû), nyolc adatbitet és egy stopbitet (ez 1-es értékû). Az adatok továbbítása a TXD kivezetésen keresztül történik, a vétel az RXD kivezetésen keresztül.

Az adás az SBUF regiszterbe való írással indítható el. Amint az adat elküldése befejezõdött, a TI bit 1 lesz.

A vételt az RXD kivezetésen megjelenõ startbit (lefutó él) indítja el. Az adatok vétele után a CPU beállítja az SBUF regisztert, az RB8 és az RI bitet. Mindezt azonban csak akkor teszi meg, ha

1. RI=0, és

2. Vagy SM2=0, vagy a vett stop bit=1.

Ha az elõbbi feltételek közül valamelyik nem teljesül, akkor a vett adat elvész és a vételi áramkör az újabb adatra várakozik. Ha a feltételek teljesülnek, akkor az adat az SBUF regiszterbe kerül, a stopbit az RB8 bitbe és az RI bit 1-es lesz.

Mód 2, 3

Ezek az üzemmódok megegyeznek, csupán az órajel forrása eltérõ. Mód 2 esetén az órajel az oszcillátor frekvencia 1/32-ed, vagy 1/64-ed része lehet (lásd az SCON regisztert). Mód 3 esetén az órajelet az idõzítõk segítségével határozhatjuk meg. A CPU az adatokat a TXD kivezetésen továbbítja, a vétel az RXD kivezetésen át zajlik. A továbbított bitek száma 11. Egy startbit, nyolc adatbit, egy 9. programozható adatbit és egy stopbit. Adás esetén a CPU a TB8 bitet továbbítja kilencedikként, vételkor a 9. bit az SCON regiszter RB8 bitjébe kerül.

Az adás és a vétel tulajdonképpen ugyanúgy zajlik, mint az 1-es módban, csak a bitek száma nagyobb eggyel. Ha egy adat vétele befejezõdött és teljesülnek a következõ feltételek:

1. RI=0 és

2. Vagy SM2=0, vagy a kilencedik adatbit=1,

akkor a vett adatbyte az SBUF regiszterbe kerül, a 9. vett adatbit az RB8 bitbe, az RI bit pedig 1-es lesz. Egyébként a vett adat elvész.

Ezeknek az üzemmódoknak tehát az a lényege, hogy egy plusz adatbit továbbítására van lehetõség. Ezt felhasználhatjuk paritásbitként, vagy megvalósíthatunk több készülék közötti kommunikációt is, ha kihasználjuk azt, hogy SM2=1 esetén csak akkor keletkezik vételi megszakítás, ha a 9. adatbit (ami az RB8 bitbe került) 1-es értékű.

A fő készüléknek az adatok továbbítása előtt ki kell jelölnie azt az alkészüléket, amelyhez az adatokat szeretné elküldeni, vagy amelyiktől adatokat vár. Ezt címzéssel lehet elérni. A fő készülék a közös vonalon először egy címet küld el. A címben a 9. bit 1-es értékű, így minden alkészülékben megszakítás keletkezik, vagyis a címet mindenki veszi. A megcímzett készülék felkészül az adattovábbításra, vagyis az SM2D bitet 0-ba állítja. Ezután a 9. bit értékétől függetlenül minden vett byte megszakítást fog kiváltani. Az adatokban a 9. bit 0, így csak a kiválasztott készülék veszi azokat.

ONCEä mód

A ONCEä jelentése "on-circuit emulation". Ez egy speciális üzemmód, amely lehetõvé teszi az emulációt anélkül, hogy a CPU-t el kellene távolítani az áramkörbõl. Ezt az üzemmódot a következõképpen kapcsolhatjuk be:

1. Kapcsoljunk alacsony szintet az ALE kivezetésre amíg a CPU reset állapotban van és a kimenet magas szintû.

2. Tartsuk alacsony szinten az ALE kivezetést, amíg az RST bemenet inaktívvá válik.

Ebben az üzemmódban a Port 0 kivezetései lebegnek, az ALE és a kivezetéseket a CPU felhúzó ellenállásokkal magas szinten tartja. Az oszcillátor tovább mûködik. Amíg a processzor ebben az üzemmódban van, az emulátor, vagy a teszt CPU mûködtetheti az áramkört. A normál üzemmódot normál reset-tel lehet visszaállítani.

Utasításkészlet

Címzési módok.

Azokban az utasításokban, amelyekben 16 bites adat, vagy cím szerepel, az utasítás kódját az adat magasabb helyiértékû byte-ja követi, majd az alacsonyabb helyiértékû byte következik.

Direkt címzés. Az utasításban egy 8 bites címet adunk meg. Ezzel a módszerrel csak a beépített RAM és az SFR címezhetõ meg.

Indirekt címzés. A címet egy regiszter tartalmazza. Ha a cím 8 bites, a regiszter az R0 vagy az R1 lehet. Ha a cím 16 bites, a regiszter csak a 16 bites DPTR lehet. Ez a címzési mód a belsõ és a külsõ RAM címzésére is használható, de a belsõ RAM esetében csak 8 bites indirekt címet használhatunk.

Regiszter címzés. Az aktív regiszterkészlet 8 regisztere közül (R0-R7) az egyik.

Közvetlen címzés. Az utasítás tartalmazza azt a konstanst amely a mûvelet egyik operandusa.

Bit címzés. Az SFR terület és a belsõ adatmemória-terület 20H-2FH-ig terjedõ részének bitenkénti közvetlen címzése.

Bennfoglalt (implicit) címzés. Az utasítás címzés nélkül is azonosítja a mûvelet operandusát: pl. CLR C.

Indexelt címzés. A cím egy 16 bites regiszter és az akkumulátor tartalmának összege. A 16 bites regisztert bázisregiszternek nevezzük, ez a DPTR vagy a PC lehet. Ezzel a címzési móddal csak programmemória címezhetõ meg, és csak olvasni lehet. Ezzel a módszerrel kezelhetjük a programmemóriában tárolt táblázatokat.

Relatív címzés. Vezérlésátadó utasításokban használatos. Az utasításban egy 1 byte-os relatív (eltolási) értéket adunk meg. Ezt a számot a processzor elõjeles kettes komplemens számnak tekinti és hozzáadja a programszámláló értékéhez (amely ilyenkor a következõ utasítás címét tartalmazza).

Utasítások hatása a flag-bitekre

Utasítás

 

Jelzõbit

 

Utasítás

 

Jelzõbit

 
 

C

OV

AC

 

C

OV

AC

ADD

X

X

X

CLR C

0

   

ADDC

X

X

X

CPL C

X

   

SUBB

X

X

X

ANL C,bit

X

   

MUL

0

X

 

ANL C,/bit

X

   

DIV

0

X

 

ORL C,bit

X

   

DA

X

   

ORL C,/bit

X

   

RRC

X

   

MOV C,bit

X

   

RLC

X

   

CJNE

X

   

SETB C

1

           

Az utasításkészlet leírásánál használt jelölések

Rn Az aktuális regiszterkészlet (R0-R7) egy regisztere, ahol n a regiszter száma.

direct A belsõ RAM (0-7FH) vagy az SFR (80H-0FFH) 8 bites címe.

@Ri A belsõ RAM egy byte-ja. A cím az R0 vagy az R1 regiszterben van.

#data 8 bites konstans.

#data16 16 bites konstans.

addr16 16 bites cím, amelyet az utasítás tartalmaz. Az LCALL és a LJMP utasításokban fordul elõ.

addr11 11 bites cím. Az ACALL és az AJMP utasításokban használt.

rel Elõjeles (kettes komplemens ábrázolású) 8 bites eltolási cím. Értéke -128 - +127 lehet. Ugrások célcímének megadáskor használt, értéke hozzáadódik a következõ utasítás címéhez.

bit Közvetlen címzésû bit a belsõ RAM-ban vagy az SFR-ben.

byte Valamilyen címzési móddal megcímzett 8 bites érték.

src-byte Forráshely byte

dest-byte Célhely byte

Az MCS 51 család utasításkészlete

Aritmetikai utasítások

ADD A,<src-byte>

Az akkumulátor tartalmához hozzáadja a címzéssel kijelölt operandus tartalmát, az eredmény az akkumulátorban képzõdik. Az összeadáskor a CY jelzõbitet nem veszi figyelembe.

ADD A,Rn

ADD A,direct

ADD A,@Ri

ADD A,#data

ADDC A,<src-byte>

Az akkumulátor tartalmához hozzáadja a címzéssel kijelölt operandus tartalmát és a CY flag értékét. Az eredmény az akkumulátorban keletkezik.

ADDC A,Rn

ADDC A,direct

ADDC A,@Ri

ADDC A,#data

SUBB A,<src-byte>

Az akkumulátor tartalmából levonja a címzéssel kijelölt operandus tartalmát és a CY flag értékét. Az eredmény az akkumulátorban keletkezik.

SUBB A,Rn

SUBB A,direct

SUBB A,@Ri

SUBB A,#data

INC <byte>

A címben kijelölt operandus értékét eggyel megnöveli.

INC A

INC Rn

INC direct

INC @Ri

INC DPTR

A 16-bites adatterület-mutató értékét eggyel megnöveli.

DEC <byte>

A címben kijelölt operandus értékét eggyel csökkenti.

DEC A

DEC Rn

DEC direct

DEC @Ri

MUL AB

Elõjel nélküli 8 bites egészek szorzása. A két operandust az A illetve a B regiszterben kell elhelyezni. Az eredmény 16 bites lesz, alsó byte-ja az akkumulátorban, felsõ byte-ja a B regiszterben keletkezik. Ha az eredmény nagyobb mint 255, akkor az OV flag 1 lesz.

DIV AB

Elõjel nélküli 8 bites egészek osztása. Az osztandót az A, az osztót a B regiszter tartalmazza. A hányados az akkumulátorban, a maradék a B regiszterben keletkezik. Nullával való osztás esetén az OV flag 1 lesz.

DA A

Az akkumulátor tartalmának decimális korrekciója. A korrekció algoritmusa a CY és az AC flag-ek értékét figyelembe véve dolgozik. Használata csak összeadási mûveletek után van értelmezve.

Logikai utasítások

ANL <dest-byte>,<src-byte>

Bitenkénti logikai ÉS kapcsolat a forrás és a cél operandusai között. A mûvelet eredménye a cél-helyre kerül.

ANL A,Rn

ANL A,direct

ANL A,@Ri

ANL A,#data

ANL direct,A

ANL direct,#data

ORL <dest-byte>,<src-byte>

Bitenkénti logikai VAGY kapcsolat a forrás és a cél operandusai között. A mûvelet eredménye a cél-helyre kerül.

ORL A,Rn

ORL A,direct

ORL A,@Ri

ORL A,#data

ORL direct,A

ORL direct,#data

XRL <dest-byte>,<src-byte>

Bitenkénti logikai KIZARÓ-VAGY kapcsolat a forrás és a cél operandusai között. Az eredmény a cél-helyre kerül.

XRL A,Rn

XRL A,direct

XRL A,@Ri

XRL A,#data

XRL direct,A

XRL direct,#data

CLR A

Az akkumulátor tartalmának törlése (az összes bit "0"-ba állítása).

CPL A

Az akkumulátor tartalmának logikai komplementálása (egyes komplemens képzés, invertálás).

RL A

Az akkumulátor tartalmának balra forgatása. A kilépõ 7. bit a 0. bit pozícióba kerül és minden bit egy helyi értékkel balra lép. A forgatás a CY-t nem érinti.

RLC A

Az akkumulátor tartalmának balra forgatása a CY bevonásával. Így tehát a mûveletben kilenc bit vesz részt. A 7. bit bekerül a CY-be, a CY pedig belép a 0. bitpozícióba.

RR A

Az akkumulátor tartalmának jobbra forgatása a CY bit bevonása nélkül. A kilépõ 0. bit a 7. bitpozícióba kerül és minden bit egy helyi értékkel jobbra lép. A forgatás a CY-t nem érinti.

RRC A

Az akkumulátor tartalmának jobbra forgatása a CY bit bevonásával. A mûveletben kilenc bit vesz részt. A 0. bit kilép a CY-be, a CY belép a 7. bitbe, és minden bit egy helyi értékkel jobbra lép.

SWAP A

Az akkumulátor alsó és felsõ 4 bitjének (tetrád) felcserélése.

Adatmozgató utasítások:

MOV <dest-byte>,<src-byte>

A cím által kijelölt forrás byte tartalmának átmásolása a cím által kijelölt cél helyre. A forrás hely tartalma változatlan marad.

MOV A,Rn

MOV A,direct

MOV A,@Ri

MOV A,#data

MOV Rn,A

MOV Rn,direct

MOV Rn,#data

MOV direct,A

MOV direct,Rn

MOV direct,direct

MOV direct,@Ri

MOV direct,#data

MOV @Ri,A

MOV @Ri,direct

MOV @Ri,#data

MOV DPTR,#data16

Az adatterület-mutató feltöltése az utasításban lévõ 16 bites értékkel. A 16 bites érték felsõ byte, alsó byte sorrendben következik az utasítás kódja után.

MOVC A,@A+<base-reg>

A bázisregiszter és az akkumulátor (indexregiszter) tartalmának összegébõl képzett címmel kijelölt programmemória tartalmának beolvasása az akkumulátorba. Az operandus címének kiszámításakor a programszámláló (PC) a következõ utasítás címét tartalmazza.

MOVC A,@A+DPTR

MOVC A,@A+PC

MOVX <dest-byte>,<src-byte>

Adatmozgatás a külsõ adatmemória és az akkumulátor között. Az egyik operandus mindig az akkumulátor. 8 és 16 bites címzést is használhatunk.

MOVX A,@Ri

MOVX A,@DPTR

MOVX @Ri,A

MOVX @DPTR,A

PUSH direct

Verembe írás. A verem-mutató értéke eggyel nõ, majd a verem-mutató által megcímzett helyre íródik az operandus tartalma. A verem mindig a belsõ RAM-ban van.

POP direct

Olvasás a verembõl. A verem-mutató által megcímzett belsõ RAM tartalma utasításban kijelölt helyre kerül, majd a verem-mutató értéke 1-el csökken.

XCH A,<byte>

A megcímzett memória és az akkumulátor tartalma kicserélõdik. A mûvelet egyik operandusa mindig az akkumulátor.

XCH A,Rn

XCH A,direct

XCH A,@Ri

XCHD A,@Ri

Az akkumulátor alsó 4 bitjének a felcserélése a megcímzett belsõ RAM alsó 4 bitjével.

Boole algebrai mûveletek

CLR C

A CY bit törlése ("0"-ba állítása).

CLR bit

A megcímzett bit törlése

SETB C

A CY bit "1"-be állítása.

SETB bit

A megcímzett bit "1"-be állítása.

CPL C

A CY bit komplementálása.

CPL bit

A megcímzett bit komplementálása.

ANL C,<src-bit>

A forrásbit és a CY logikai ÉS kapcsolatának eredménye a CY bitbe kerül. Az ÉS kapcsolat létrehozható az megadott bit ponált és negált értékével is.

ANL C,bit

ANL C,/bit

ORL C,<src-bit>

A forrásbit és a CY logikai VAGY kapcsolatának eredménye a CY bitbe kerül. A mûvelet a megadott bit ponált és negált értékével egyaránt elvégezhetõ.

ORL C,bit

ORL C,/bit

MOV <dest-bit>,<src-bit>

A forrásbit átmásolása a célbitbe. Az egyik bit mindig a CY.

MOV C,bit

MOV bit,C

Vezérlésátadó utasítások

JC rel

Feltételes ugrás. Ugrás, ha a CY bit 1-es, egyébként a program végrehajtása a kóvetkezõ utasítással folytatódik.

JNC rel

Feltételes ugrás. Ugrás, ha a CY bit 0, egyébként a program végrehajtása a kóvetkezõ utasítással folytatódik.

JZ rel

Feltételes ugrás. Ugrás, ha az akkumulátor 0, egyébként a program végrehajtása a következõ utasítással folytatódik.

JNZ rel

Feltételes ugrás. Ugrás, ha az akkumulátor nem 0, egyébként a program végrehajtása a kóvetkezõ utasítással folytatódik.

JB bit,rel

Feltételes ugrás. Ugrás, ha a megadott bit 1-es, egyébként a program végrehajtása a kóvetkezõ utasítással folytatódik.

JNB bit,rel

Feltételes ugrás. Ugrás, ha a megadott bit 0, egyébként a program végrehajtása a kóvetkezõ utasítással folytatódik.

JBC bit,rel

Feltételes ugrás és bit törlés. Ugrás és a megadott bit törlése, ha az 1-es, egyébként a program végrehajtása a kóvetkezõ utasítással folytatódik.

CJNE <dest-byte>,<src-byte>,rel

Feltételes ugrás. Ugrás, ha az elsõ két operandus tartalma nem egyforma, egyébként a végrehajtás a következõ utasítással folytatódik.

CJNE A,direct,rel

CJNE A,#data,rel

CJNE Rn,#data,rel

CJNE @Ri,#data,rel

DJNZ <byte>,rel

Feltételes ugrás. Az utasítás elõször csökkenti eggyel a kijelölt byte-ot, és ha az nem nulla, akkor program futása a megadott relatív címen folytatódik. Ez az utasítás a jelzõbitekre nincs hatással.

DJNZ Rn,rel

DJNZ direct,rel

AJMP addr11

Feltétel nélküli, abszolút ugrás. Az utasításban megadott 11 bit bemásolódik a programszámláló alsó 11 bitjébe (a PC a következõ utasítás címét tartalmazza), a többi bit nem változik. Ezzel az ugrással tehát csak azon a 2 Kbyte-os blokkon belülre lehet ugrani, amelyikben a következõ utasítás van. Használata azért elõnyös, mert csupán 2 byte helyet igényel a memóriában.

LJMP addr16

Feltétel nélküli, "hosszú" ugrás az utasításban megadott címre.

SJMP rel

Feltétel nélküli, "rövid" ugrás. A végrehajtás az utasításban megadott relatív címen folytatódik.

JMP @A+DPTR

Feltétel nélküli, indirekt ugrás. A következõ utasítás címe a DPTR regiszter és az akkumulátor tartalmának (8 bites elõjel nélküli szám) összege lesz.

ACALL addr11

Abszolút szubrutinhívás. A processzor a következõ utasítás címét (a programszámlálót) elmenti a verembe, majd az utasításban megadott 11 bitet bemásolja a programszámláló alsó 11 bitjébe (a PC a következõ utasítás címét tartalmazza), a többi bit nem változik. Ezzel a hívással tehát csak azon a 2 Kbyte-os blokkon belüli eljárás hívható, amelyikben a következõ utasítás van. Használata azért elõnyös, mert csupán 2 byte helyet igényel a memóriában.

LCALL addr16

"Hosszú" szubrutinhívás. A CPU elmenti a verembe a következõ utasítás címét (a programszámlálót) majd elugrik a megadott címre.

RET

Visszatérés szubrutinból. A processzor a verembõl beolvas két byte-ot, és a programszámlálóba tölti, vagyis a végrehajtás az elmentett címen folytatódik (szubrutinhívást követõ utasítás).

RETI

Visszatérés megszakításból. Ugyanúgy mûködik, mint a RET utasítás, de a megszakítás-kezelõ logikát is vezérli.

NOP

Üres utasítás, nem csinál semmit. Késleltetésre, vagy helykitöltésre használható.

Melléklet

Az utasítások kódja, mérete és végrehajtási ideje

Kód
hex

Hossz
byte

Uta-
sítás

Ope-
randus

Idõ

00

1

NOP

 

12

01

2

AJMP

code addr

24

02

3

LJMP

code addr

24

03

1

RR

A

12

04

1

INC

A

12

05

2

INC

data addr

12

06

1

INC

@R0

12

07

1

INC

@R1

12

08

1

INC

R0

12

09

1

INC

R1

12

0A

1

INC

R2

12

0B

1

INC

R3

12

0C

1

INC

R4

12

0D

1

INC

R5

12

0E

1

INC

R6

12

0F

1

INC

R7

12

10

3

JBC

bit addr,code addr

12

11

2

ACALL

code addr

24

12

3

LCALL

code addr

24

13

1

RRC

A

12

14

1

DEC

A

12

15

2

DEC

data addr

12

16

1

DEC

@R0

12

17

1

DEC

@R1

12

18

1

DEC

R0

12

19

1

DEC

R1

12

1A

1

DEC

R2

12

1B

1

DEC

R3

12

1C

1

DEC

R4

12

1D

1

DEC

R5

12

1E

1

DEC

R6

12

1F

1

DEC

R7

12

20

3

JB

bit addr,code addr

24

21

2

AJMP

code addr

24

22

1

RET

 

24

23

1

RL

A

12

24

2

ADD

A,#data

12

25

2

ADD

A,data addr

12

26

1

ADD

A,@R0

12

27

1

ADD

A,@R1

12

28

1

ADD

A,R0

12

29

1

ADD

A,R1

12

2A

1

ADD

A,R2

12

2B

1

ADD

A,R3

12

2C

1

ADD

A,R4

12

2D

1

ADD

A,R5

12

2E

1

ADD

A,R6

12

2F

1

ADD

A,R7

12

Kód
hex

Hossz
byte

Uta-
sítás

Ope-
randus

Idõ

30

3

JNB

bit addr,code addr

12

31

2

ACALL

code addr

24

32

1

RETI

 

24

33

1

RLC

A

12

34

2

ADDC

A,#data

12

35

2

ADDC

A,data addr

12

36

1

ADDC

A,@R0

12

37

1

ADDC

A,@R1

12

38

1

ADDC

A,R0

12

39

1

ADDC

A,R1

12

3A

1

ADDC

A,R2

12

3B

1

ADDC

A,R3

12

3C

1

ADDC

A,R4

12

3D

1

ADDC

A,R5

12

3E

1

ADDC

A,R6

12

3F

1

ADDC

A,R7

12

40

2

JC

code addr

24

41

2

AJMP

code addr

24

42

2

ORL

data addr,A

12

43

3

ORL

data addr,#data

24

44

2

ORL

A,#data

12

45

2

ORL

A,data addr

12

46

1

ORL

A,@R0

12

47

1

ORL

A,@R1

12

48

1

ORL

A,R0

12

49

1

ORL

A,R1

12

4A

1

ORL

A,R2

12

4B

1

ORL

A,R3

12

4C

1

ORL

A,R4

12

4D

1

ORL

A,R5

12

4E

1

ORL

A,R6

12

4F

1

ORL

A,R7

12

50

2

JNC

code addr

24

51

2

ACALL

code addr

24

52

2

ANL

data addr,A

12

53

3

ANL

data addr,#data

24

54

2

ANL

A,#data

12

55

2

ANL

A,data addr

12

56

1

ANL

A,@R0

12

57

1

ANL

A,@R1

12

58

1

ANL

A,R0

12

59

1

ANL

A,R1

12

5A

1

ANL

A,R2

12

5B

1

ANL

A,R3

12

5C

1

ANL

A,R4

12

5D

1

ANL

A,R5

12

5E

1

ANL

A,R6

12

5F

1

ANL

A,R7

12

Kód
hex

Hossz
byte

Uta-
sítás

Ope-
randus

Idõ

60

2

JZ

code addr

24

61

2

AJMP

code addr

24

62

2

XRL

data addr,A

12

63

3

XRL

data addr,#data

24

64

2

XRL

A,#data

12

65

2

XRL

A,data addr

12

66

1

XRL

A,@R0

12

67

1

XRL

A,@R1

12

68

1

XRL

A,R0

12

69

1

XRL

A,R1

12

6A

1

XRL

A,R2

12

6B

1

XRL

A,R3

12

6C

1

XRL

A,R4

12

6D

1

XRL

A,R5

12

6E

1

XRL

A,R6

12

6F

1

XRL

A,R7

12

70

2

JNZ

code addr

24

71

2

ACALL

code addr

24

72

2

ORL

C,bit addr

24

73

1

JMP

@A+DPTR

24

74

2

MOV

A,#data

12

75

3

MOV

data addr,#data

24

76

2

MOV

@R0,#data

12

77

2

MOV

@R1,#data

12

78

2

MOV

R0,#data

12

79

2

MOV

R1,#data

12

7A

2

MOV

R2,#data

12

7B

2

MOV

R3,#data

12

7C

2

MOV

R4,#data

12

7D

2

MOV

R5,#data

12

7E

2

MOV

R6,#data

12

7F

2

MOV

R7,#data

12

80

2

SJMP

code addr

24

81

2

AJMP

code addr

24

82

2

ANL

C,bit addr

24

83

1

MOVC

A,@A+PC

24

84

1

DIV

AB

48

85

3

MOV

data addr,data addr

24

86

2

MOV

data addr,@R0

24

87

2

MOV

data addr,@R1

24

88

2

MOV

data addr,R0

24

89

2

MOV

data addr,R1

24

8A

2

MOV

data addr,R2

24

8B

2

MOV

data addr,R3

24

8C

2

MOV

data addr,R4

24

8D

2

MOV

data addr,R5

24

8E

2

MOV

data addr,R6

24

8F

2

MOV

data addr,R7

24

90

3

MOV

DPTR,#data

24

91

2

ACALL

code addr

24

92

2

MOV

bit addr,C

24

93

1

MOVC

A,@A+DPTR

24

94

2

SUBB

A,#data

12

95

2

SUBB

A,data addr

12

96

1

SUBB

A,@R0

12

97

1

SUBB

A,@R1

12

98

1

SUBB

A,R0

12

Kód
hex

Hossz
byte

Uta-
sítás

Ope-
randus

Idõ

99

1

SUBB

A,R1

12

9A

1

SUBB

A,R2

12

9B

1

SUBB

A,R3

12

9C

1

SUBB

A,R4

12

9D

1

SUBB

A,R5

12

9E

1

SUBB

A,R6

12

9F

1

SUBB

A,R7

12

A0

2

ORL

C,/bit addr

24

A1

2

AJMP

code addr

24

A2

2

MOV

C,bit addr

12

A3

1

INC

DPTR

24

A4

1

MUL

AB

48

A5

 

-

   

A6

2

MOV

@R0,data addr

24

A7

2

MOV

@R1,data addr

24

A8

2

MOV

R0,data addr

24

A9

2

MOV

R1,data addr

24

AA

2

MOV

R2,data addr

24

AB

2

MOV

R3,data addr

24

AC

2

MOV

R4,data addr

24

AD

2

MOV

R5,data addr

24

AE

2

MOV

R6,data addr

24

AF

2

MOV

R7,data addr

24

B0

2

ANL

C,/bit addr

24

B1

2

ACALL

code addr

24

B2

2

CPL

bit addr

12

B3

1

CPL

C

12

B4

3

CJNE

A,#data,code addr

24

B5

3

CJNE

A,data addr,code addr

24

B6

3

CJNE

@R0,#data,code addr

24

B7

3

CJNE

@R1,#data,code addr

24

B8

3

CJNE

R0,#data,code addr

24

B9

3

CJNE

R1,#data,code addr

24

BA

3

CJNE

R2,#data,code addr

24

BB

3

CJNE

R3,#data,code addr

24

BC

3

CJNE

R4,#data,code addr

24

BD

3

CJNE

R5,#data,code addr

24

BE

3

CJNE

R6,#data,code addr

24

BF

3

CJNE

R7,#data,code addr

24

C0

2

PUSH

data addr

24

C1

2

AJMP

code addr

24

C2

2

CLR

bit addr

12

C3

1

CLR

C

12

C4

1

SWAP

A

12

C5

2

XCH

A,data addr

12

C6

1

XCH

A,@R0

12

C7

1

XCH

A,@R1

12

C8

1

XCH

A,R0

12

C9

1

XCH

A,R1

12

CA

1

XCH

A,R2

12

CB

1

XCH

A,R3

12

CC

1

XCH

A,R4

12

CD

1

XCH

A,R5

12

CE

1

XCH

A,R6

12

CF

1

XCH

A,R7

12

D0

2

POP

data addr

24

D1

2

ACALL

code addr

24

Kód
hex

Hossz
byte

Uta-
sítás

Ope-
randus

 

D2

2

SETB

bit addr

12

D3

1

SETB

C

12

D4

1

DA

A

12

D5

3

DJNZ

data addr,code addr

24

D6

1

XCHD

A,@R0

12

D7

1

XCHD

A,@R1

12

D8

2

DJNZ

R0,code addr

24

D9

2

DJNZ

R1,code addr

24

DA

2

DJNZ

R2,code addr

24

DB

2

DJNZ

R3,code addr

24

DC

2

DJNZ

R4,code addr

24

DD

2

DJNZ

R5,code addr

24

DE

2

DJNZ

R6,code addr

24

DF

2

DJNZ

R7,code addr

24

E0

1

MOVX

A,@DPTR

24

E1

2

AJMP

code addr

24

E2

1

MOVX

A,@R0

24

E3

1

MOVX

A,@R1

24

E4

1

CLR

A

12

E5

2

MOV

A,data addr

12

E6

1

MOV

A,@R0

12

E7

1

MOV

A,@R1

12

E8

1

MOV

A,R0

12

E9

1

MOV

A,R1

12

Kód
hex

Hossz
byte

Uta-
sítás

Ope-
randus

Idõ

EA

1

MOV

A,R2

12

EB

1

MOV

A,R3

12

EC

1

MOV

A,R4

12

ED

1

MOV

A,R5

12

EE

1

MOV

A,R6

12

EF

1

MOV

A,R7

12

F0

1

MOVX

@DPTR,A

24

F1

2

ACALL

code addr

24

F2

1

MOVX

@R0,A

24

F3

1

MOVX

@R1,A

24

F4

1

CPL

A

12

F5

2

MOV

data addr,A

12

F6

1

MOV

@R0,A

12

F7

1

MOV

@R1,A

12

F8

1

MOV

R0,A

12

F9

1

MOV

R1,A

12

FA

1

MOV

R2,A

12

FB

1

MOV

R3,A

12

FC

1

MOV

R4,A

12

FD

1

MOV

R5,A

12

FE

1

MOV

R6,A

12

FF

1

MOV

R7,A

12

A fenti táblázatban az elsõ oszlop az utasítás kódját tartalmazza hexadecimális számrendszerben. A második oszlop az utasítás hossza byte-ban. A harmadik oszlop az utasítás mnemonikja, majd az operandusok következnek, végül a végrehajtáshoz szükséges idõ az oszcillátor periódusainak számával megadva.

A fenti táblázatban az elsõ oszlop az utasítás kódját tartalmazza hexadecimális számrendszerben. A második oszlop az utasítás hossza byte-ban. A harmadik oszlop az utasítás mnemonikja, majd az operandusok következnek, végül a végrehajtáshoz szükséges idõ az oszcillátor periódusainak számával megadva.

Példák

1. Adott az alábbi kombinációs hálózat:

A megvalósítás többféle lehet, kapuáramkörökkel és relés áramkörökkel is.

A hálózat a 8051-es mikrovezérlõvel néhány utasítással szintén megvalósítható. Jól kihasználhatók a bitekkel végzett logikai mûveletek.

.

.

.

MOV C,V ; a V bemenet beolvasása a CY flag bitbe.

ORL C,W ; a VAGY kapcsolat elõállítása

ANL C,U ; az ÉS kapcsolat megvalósítása

MOV F0,C ; közbensõ érték tárolása az F0 szabadon felhasználható flag bitben

MOV C,X ; X bemenet beolvasása

ANL C,Y ; ÉS kapcsolat létrehozása

ORL C,F0 ; VAGY kapcsolat a letárolt értékkel

ORL C,Z ; VAGY kapcsolat a Z bemenettel

MOV Q,C ; a logikai függvény kimenete

.

.

.

2. Érintkezõ szoftver prellmentesítése:

Ha nagy számú nyomógombot illesztünk a mikrovezérlõhöz, a szoftver prellmentesítés olcsóbb lehet. A prellmentesítést késleltetéssel érhetjük el. A késleltetési idõt az adott kapcsolóhoz kell megválasztani. A PCNT prellmentesítõ szubrutin a P1 port 0. bitjére kötött kapcsoló impulzusait számlálja. Lementi az akkumulátort a stack-be, a P0 port kivezetésekre logikai 1 szintet állít be és a LOOP1 hurokban vár a kapcsoló megnyomására. A kapcsoló a 0. bitet logikai 0 szintre húzza le. A nyomógomb megnyomásakor növeli az R0 regiszter tartalmát 1-el, majd meghívja a DELAY késleltetõ szubrutint, hogy a prellezést hatástalanítsa. A késleltetés letelte után a LOOP2 hurokban várja meg, hogy a kapcsoló a 0. bitet felengedje. Ha ez megtörtént, a prellezést ugyancsak a DELAY szubrutin meghívásával küszöböli ki. A késleltetés letelte után visszaállítja az akkumulátor tartalmát, és visszatér a hívó programba.

.

.

.

ORG 100H

SWITCH DATA P1 ; P0 input portra van csatlakoztatva a kapcsoló

PCNT: PUSH ACC ; Az akkumulátor mentése

MOVE SWITCH, #0FFFH ; P0 port bitjeit 1-be állítja

LOOP1: JB SWITCH.0, LOOP1 ; Várakozás a nyomógombra

INC R0 ; R0 inkrementálása

ACALL DELAY ; Késleltetés, a prellezés kiküszöbölésére

LOOP2: JNB SWITCH.0, LOOP2 ; Váralozás a nyomógomb felengedésére

ACALL DELAY ; késleltetés az 1-0 átmenetkor keletkezõ

; prellezés kiküszöbölésére

3. példa. 8 bites ADC illesztése a 8051 mikrokontrollerhez.

Az analód/digitál konverter kivezetései az ábrán láthatók.

Az A/D átalakító kivezetései.

Az illesztés a SOC és EOC jelekkel történik. A konverzió elindul, ha az SOC jel lemegy 0 szintre. A negatív impulzus szélességét a konverter adatlapjából lehet megválasztani. Ha a konverzió befejezõdött, az EOC jel 1 szintrõl 0 szintre vált, amit megszakítás generálására lehet használni. Ha a jel lemegy 0-ra, az adat a konverterbõl kiolvasható. A konverzió idõdiagramját az alábbi ábra szemlélteti. A minimális SOC impulzus szélességet a konverter mûszaki leírásából lehetmeghatározni. A példában feltételeztük, hogy egy NOP utasításnyi késleltetés elegendõ.

Ezek figyelembevételével a program a következõ lehet:

SOC BIT P2.0 ; A handshake jelek definiálása.

EOC BIT P2.1 ;

BYTE DATA P1 ; adat port definiálása

ORG 40H ; a program kezdete

MAIN: SETB SOC ; SOC beállítása 1-be.

SETB EOC ; EOC beállítása 1-be.

MOV BYTE, #0FF0H ; Adat bemenetek beállítása 1-be.

ACALL A2D ; konverzió indítása.

NOP ; A program innen folytatódik a ; szubrutin után

 

ORG 200H ; a szubrutin eleje.

A2D: CLR SOC ; Konverzió start jel (1átmenet)

NOP ; Minimális impulzus szélesség.

SETB SOC ; SOC visszaállítása 1-be.

LP: JB EOC, LP ; várakozás a konverzió végére.

MOV A, BYTE ; A konvertált adat beolvasása.

RET ; Visszatérés a programba.

A konverzió vége jelet természetesen megszakítással is lehet kezelni

 

Tartalomjegyzék

AzMCS51 család

Felépítés, jellemzők 2

Társzervezés 3

Programmemória 3

Adatmemória 3

Regiszterek 5

PSW (Program Status Word) 5

PCON (Power Control Register) 5

A CHMOS áramkörök fogyasztáscsökkentő üzemmódjai 6

Megszakítások 6

IE (Interrupt Enable Register) 7

IP (Interrupt Priority Register) 7

A megszakítások kezelése 7

Be- és kimeneti portok 8

Időzítők, számlálók 9

TMOD (Timer/Counter Mode Control Register) 9

TCON (Timer/Counter Control Register) 10

0-ás üzemmód 10

1-es üzemmód 10

2-es üzemmód 11

3-as üzemmód 11

Timer 2 (8052) 11

T2CON (Timer/Counter 2 Control Register) 12

Soros port 12

SCON (Serial Port Control Register) 12

Sebesség 13

Mód 0 14

Mód 1 14

Mód 2, 3 14

ONCEä mód 15

Utasításkészlet 16

Címzési módok. 16

Utasítások hatása a flag-bitekre 16

Az utasításkészlet leírásánál használt jelölések 17

Az MCS 51 család utasításkészlete 17

Aritmetikai utasítások 17

Logikai utasítások 18

Adatmozgató utasítások: 20

Boole algebrai mûveletek 21

Vezérlésátadó utasítások 22

Melléklet 25

Az utasítások kódja, mérete és végrehajtási ideje 25

Tartalomjegyzék 28