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.

1. ábra: A mikroszámítógép felépítése.

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.

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

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:

A család elemei és jellemzõik:

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

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

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.

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.

A regiszterkészlet kiválasztása két bittel történik:

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!

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).

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.

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:

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:

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!

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:

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.

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.

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

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).

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.

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.

Az SM0 és az SM1 bitek határozzák meg az üzemmódot:

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.

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.

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

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.

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:

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.

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.

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:

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.

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).

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

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

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

A címben kijelölt operandus értékét eggyel megnöveli.

INC A

INC Rn

INC direct

INC @Ri

A 16-bites adatterület-mutató értékét eggyel megnöveli.

A címben kijelölt operandus értékét eggyel csökkenti.

DEC A

DEC Rn

DEC direct

DEC @Ri

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.

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.

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.

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

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

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

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

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

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.

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.

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.

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.

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

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

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

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

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

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.

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

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

XCH A,Rn

XCH A,direct

XCH A,@Ri

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

A CY bit törlése ("0"-ba állítása).

A megcímzett bit törlése

A CY bit "1"-be állítása.

A megcímzett bit "1"-be állítása.

A CY bit komplementálása.

A megcímzett bit komplementálása.

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

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

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

MOV C,bit

MOV bit,C

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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.

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

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

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

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.

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

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

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

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