در سال 1981 شرکت اینتل میکروکنترلر 8 بیتی خود را با نام 80196 معرفی کرد که دارای 128 بایت RAM، 4 کیلو بایت ROM، دو تایمر، یک درگاه سریال و 4 درگاه که تماماً بر روی یک تراشه بود. 80196 یک ریزپردازنده 8 بیتی است به این معنی که CPU آن در هر بار می تواند فقط بر روی 8 بیت داده کار کند و داده های بزرگتر باید به قسمتهای 8 بیتی شکسته شود.
پس از اینکه اینتل اجازة ساخت و فروش 80196 را با شرط حفظ سازگاری کد با 80196 به سازنده گان دیگر داد، 80196 از محبوبیت زیادی برخوردار شد.
این نکتة بسیار مهمی است که با وجود ویژگیهای مختلف در سرعت و مقدار ROM به کار رفته در انواع 80196، سازگاری کامل با 80196 اصلی و دستورالعملهای مربوطه هنوز هم وجود دارد. یعنی اگر برنامه ای برای یکی از 80196ها نوشته شود می توان آن را بر روی 80196های دیگر اجرا کرد. صرفنظر از سازندة میکروکنترلر 80196.
ویژگیهای 80196
ROM 1 Serial Port 4kbytes
RAM 6 Interrupt Sources 28bytes
Timer 2
I/O Pins 32
میکرو کنترلر80196 عضو اصلی خانوادة 80196 است که شرکت ایتل از آن به عنوان MCS-51 یاد می کند.
اعضای دیگر خانوادة 80196، 8052، 8031، 8751 و... می باشد.
80196
درون 80196
در یکCPU از ثباتها ، Register به عنوان مکانی برای ذخیره سازی موقت اطلاعات مورد استفاده قرار می گیرد. اکثر ثباتهای 80196 ، 8 بیتی هستند.
در ثباتهای 80196 فقط داده 8 بیتی می تواند قرار داد. در دیاگرام زیر یک ثبات با 8 بیت خود به ترتیب از با ارزشترین D7 تا کم ارزشترین D0 نشان داده شده است.
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
تعدادی از ثباتها که بیشترین کاربرد را دارند عبارتند از:
A (انباشتگر) B ، R0، R1، R2، R3، R4، R5، R6، R7، DPTR (شانگر داده) و PC (Program counter شمارندة برنامه) که همگی 8 بیتی اند به جزء DPTR و PC .
ثبات PC یا شمارندة برنامه به آدرس دستورالعمل بعدی که اجرا خواهد شد اشاره می کند. زمانی که CPU که عملی را از برنامة موجود در ROM واکشی می کند شمارندة برنامه افزایش یافته و به دستورالعمل بعدی اشاره می کند. این ثبات 16 بیتی است.
به هنگام روشن شدن میکروکنترلر 80196 همگی از آدرس0000 شروع به کار می کنند. به عبارت دیگر هنگام روشن شدن PC مقدار 0000 را در خود خواهد داشت.
پایه های 80196
در شکل زیر 32 پایه از مجموع 40 پایه در 80196 به چهار درگاه P0، P1، P2، P3 اختصاص دارند. (شکل صفحة )
دو پایه PSEN و ALE به طور عمده توسط سیستمهای مبتنی بر 8031 به کار گرفته می شوند.
XTAL1 و XTAL2
با وجود اینکه 8052 تراشه ای است که دارای نوسانساز اما نیازمند یک ساعت خارجی برای راه اندازی آن است که بیشتر از یک کریستال نوسانساز از نوع کوارتز به ورودیهای XTAL1 (پایه 19) و XTAL2 (پایه 18) متصل می شود.
EA
اعضای خانوادة 80196 همگی به همراه یک ROM بر روی تراشه برای ذخیره برنامه ها ارائه می شوند در چنین مواردی باید پایه EA (پایه اکو) به VCC متصل شود در غیر این صورت پایه به GND وصل می شود.
پایه های درگاه I/O
چهار درگاه P0، P1، P2، P3 هر کدام با استفاده از 8 پایه درگاههای 8 بیتی ایجاد می کنند، که تمتماً به صورت خروجی پیکربندی شده اند که اگر به صورت ورودی بخواهد مورد استفاده قرار گیرد باید به وسیلة مقاومتهای متصل شده به درگاه و با برنامه، تمام بیتهای درگاه را به 1 تبدیل کرد.
MOV A,#0FFH
MOV P0.A
در این مثال درگاه P0 به ورودی تبدیل می شود.
نقش دوگانه درگاه 0
همانطوری که در شکل مشاهده می شود درگاه 0 برای AD0 تا AD7 نیز طراحی شده است که امکان استفاده از داده و آدرس را به درگاه می دهد. هنگامی که 80196 یا 8031 به یک حافظة‌خارجی متصل است درگاه تدارک بیننده آدرس و داده برای آن است. ALE نشان دهنده این است که آیا P0 دارای آدرس است یا داده اگر ALE صفر باشد داده و اگر ALE=1 باشد آدرس تدارک دیده می شود.
درگاه 2 برای A8 تا A15 نیز طراحی شده است. 8031 قابلیت دسترسی به 64K بایت حافظة را دارد، از این رو یک مسیر 16 بیتی آدرس دهی خواهد داشت. 8 بیت به وسیلة درگاه 0 و 8 بیت دیگری به وسیلة درگاه 0
دستورالعمل MOV
دستورالعمل MOV داده ای را از یک مکان به مکان دیگر کپی می کند، که فرمت آن به صورت زیر است
MOV Deest,Source
این دستور به CPU می گوید که عملوند آن را به عملوند مقصد کپی کند. برای مثال در دستورالعمل “MOV A,R3 “ محتویات ثبات R3 به A منتقل می شود که پس از اجرا ثبات A محتویات R3 را در بر خواهد داشت. دستور MOV هیچ تأثیری در عملوتد منبع ندارد. انتقال مقدار بزرگتر از ظرفیت ثبات خطا به دنبال خواهد داشت.
نکته: علامت “#” پوند نشانگر مقدار است که هر کدام از ثباتهای A و B و R0-R7 می توانند با مقدار کپی شود. که اگر علامت “#” قرار داده نشود. مفهوم آن بار شدن از یک مکان حافظه است. برای مثال دستور “MOV A و 17H” به معنی انتقال محتویات مکان حافظه 17H به ثبات A است، که دمی تواند هر مقداری را در خود داشته باشد.
دستورالعمل ADD
”ADD A,Source”
افزودن عملوند انباشتگر (A) است.
در دستور محاسباتی ثبات A حتماُ باید مقصد تمام عملیات محاسباتی باشد.
ORG
نشان دهندة این است که برنامه ای که می خواهد شروع شود از چه خانه ای آغاز شود.
DB
DB (DeFile Byte) برای تعریف داده های 8 بیتی استفاده می شود که در برنامه به اسم مشخص است.
ORG 1000H
MY DATA : DB 1,5,7
MOV A, My Data
MOV A, My Data
در DB اعداد می توانند به فرمهای هگزا، اسمال باینری یا اسکی به کار رود.
EQU (Eguate)
این دستور دهنده برای تعریف یک مقدار ثابت استفاده می شود به نحوی که مکانی از حافظه اشغال نمی شود و وابسته به یک مقدار با چسب است.
Count EQV 25
MSV R3,#Count
پس از اجرا ثبات R3 مقدار25 را خواهد داشت مزیت EQV این است که اگر مقدار ثابتی در جاهای مختلفی تکرار شده باشد و برنامه نویس بخواهد تمام آنها را تغییر دهد با استفاده از EQV این کار انجام می گیرد.
END
پایان برنامه را نشان می دهد.
برنامه های تأخیر
برای اجرای یک دستورالعمل توسط CPU تعداد مشخص چرخه ساعت (Clock Cycles) مورد نیاز است که در خانوادة 80196 با عنوان چرخه های ماشین نام برده می شود. در 80196 طول چرخة ماشین بستگی به فرکانس تولید شده توسط کریستال نوسانسازی دارد که بر روی مدار تراشه قرار دارد. و منبع ساعت برای 80196 می باشد.
اغلب کریستال نوسانساز 11.0592 MHZ است که یک چرخة ماشین 1/12 فرکانس کریستال را دریافت و سپس آنرا معکوس می کنند.
مثال: اگر فرکانس کریستال 11.0592 MHZ باشد چرخة ماشین 1.085 MS می باشد زیرا 1/921.6 KHZ 11.0592/12=921.6 KHZ
هر دستور برای تعیین میزان تأخیر تعداد چرخه های ماشین آن دستور را در 1.085 ضرب می کنند.
مثلاً دستور “MOV R5,#3” و یک چرخة ماشین دارد که زمان اجرای آن \X\ .085 MS می باشد.
یا “MVL AB” 1.085 MS=4.34 MS ×4
برنامه ریزی تایمر
80196 دو تایمر/ شمارنده دارد، تایمر برای تولید تأخیر زمانی و شمارنده برای شمارش حوادث اتفاق افتاده کاربرد دارد. تایمرها به وسیلة فلیپ فلاپ ساخته می شوند 80196 دو تایمر دارد تایمر 0 و تایمر 1 که هر دو 16 بیتی اند.
ثبات تایمر ها به وسیلة دو بایت کم ارزش و پردازش قابل دسترسی است. کم ارزش را برای تایمر 0، TL0 و برای تایمر 1، TL1 و پردازش را برای تایمر 0، TH0 و برای تایمر 1،TH1 می نامند.
D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
TH TL
ثبات TM0D (حالت تایمر)
هر دو تایمر برای تنظیم حالات کاری از ثبات TM0D استفاده می کنند. که 8 بیت دارد، که 4 بیت کم ارزش آن برای تایمر 0 است.
GATE 4T M1 M0 GATE CLT M1 M0
تایمر0 تایمر 1
حالت عمل حالت M0 M1
حالت تایمر 13 بیتی. 8 بیت بالای تایمر (THX) 0 0 0 با 5 بیت پائینی از 8 بیت پائین تایمر (TLX)
حالت تایمر 16 بیتی. تایمر 16 بیتی که THX 0 1 1
و TLX به هم پیوسته اند.
بار شدن خودکار 8 بیتی1 0 2
حالت تایمر دو قسمتی1 1 3
حالت 1 و 0
تایمر 16 بیتی است از 0000 تا FFFF
بعد از مقدار دهی TH و TL تایمر با دستور “SETB TR0” یا “SETB TR1” شروع می شود.
بعد از اینکه تایمر شروع به شمارش کرده و افزایش می کند تا به مقدار FFFF# برسد. هنگامی که از FFFF# به 0000 بر می گردد بیت پرچم (TF) یک می شود. که با دستور “CLR TR0” یا “CLR TR1” تایمر متوقف می شود سپس باید ثباتهای TH و TL جهت تکرار عملیات دوباره با مقادیر اصلی و TF با 0 مقدار دهی شود.
نتیجه پرچم TF برای اینکه یک می شود یا نه را می توان با دستور “JNB TFX, Target” بررسی کرد.
پیدا کردن مقادیر TH و TL
فرض XTAL=11.0592 باشد. تأخیر زمانی را بر 1.085 MS تقسیم می شود.
65536-N می شود که N مقدار دهدهی از تقسیم بالایی است.
حاصل را به مبنای 16 می بریم YYXX که TH=YY و TL=XX.
مثال: اگر XTAL=11.0592 MHZ باشد برای تأخیر زمانی 5 MS مقادیر عبارتند از:
5/1.085 ms/MS =4608 پس 65536-4608=EE00H پس TH=EE ، TL=00
حالت0 دقیقاً مشابه حالت1 است با این تفاوت که تایمر13 بیتی است که می تواند مقادیر 0000 تا1FFFH را درTH وTL نگه دارد.
حالت 2
حالت 2، 8 بیتی است پس مقادیر بین 00 تا FFH را در TH ذخیره می کند. بعد از اینکه TH بار دهی شد،80196 یک کپی از آن را درون TL قرار می دهد. بعد از شروع تایمر TL افزایش پیدا می کند تا به FFH برسد و از آنجا به 00 برگردد پرچم TF یک می شود. TL به طور خودکار با مقدار اصلی اولیه که توسط ثبات TH نگهداری می شد، مقدار دهی می شود. در ثبات TMOD دو پایه GATE و C/T نیز می باشد. C/T اگر صفر باشد حالت تایمر و اگر یک باشد حالت شمارنده است. هنگامی که پایه GATE یک است تایمر/ شمارنده وقتی فعال می شود که INTxیک بوده و پایه کنترل TRx تنظیم شده باشد.
ثبات TCON
TR0 و TR قسمتی از ثبات 8 بیتی TCON(Timer Control) است. که در زیر مشاهده می شود.
TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
چهار بیت پرارزش آن برای ذخیره بیتهای TF و TR از دو تایمر 0 و تایمر 1 می باشند و چهار بیت کم ارزش آن برای کنترل وقفه می باشند.
نرم افزار مربوطه
LS EQU 30H
HS EQU 31H
LM EQU 32H
HM EQU 33H
LH EQU 34H
HH EQU 35H
COUNT0 EQU 36H
COUNT1 EQU 37H
CLOCK_FLAG BIT 00H
F_DOT BIT 01H
ORG 00H
JMP MAIN
ORG 0BH
JMP CHECK_TIME
MAIN:
MOV LS,#5
MOV HS,#5
MOV LM,#9
MOV HM,#5
MOV LH,#2
MOV HH,#1
CLR P3.3
CLR P3.2
CLR P3.1
CLR P3.0
MOV DPTR,#TABLE0
MOV IE,#82H
MOV TMOD,#1
MOV TL0,#LOW(-49998)
MOV TH0,#HIGH(-49998)
SETB TR0
MOV COUNT0,#10
MOV COUNT1,#2
BEGIN:
JNB P0.6,B_1
CALL SHOW_HOUR
JMP B_2
B_1: CALL SHOW_SECOND
B_2:JMP BEGIN
CHECK_TIME:
; PUSH ACC
MOV TL0,#LOW(-49998)
MOV TH0,#HIGH(-49998)
INC COUNT1
MOV R1,COUNT1
CJNE R1,#10,DDD0
MOV COUNT1,#0
CPL F_DOT
DDD0:
DJNZ COUNT0,Z0
MOV COUNT0,#20
CALL EDIT_TIME
Z0: ;POP ACC
RETI
DELAY002:
C4: MOV R2,#10
C3: MOV R3,#1
C2: NOP
DJNZ R3,C2
DJNZ R2,C3
RET
;///////////////FOR CHECKING THE TIME SITUATION (24,60,60)
EDIT_TIME:
INC LS
MOV A,LS
CJNE A,#10,Z1
MOV LS,#0
INC HS
MOV A,HS
CJNE A,#6,Z1
INC LM
MOV HS,#0
MOV A,LM
CJNE A,#10,Z1
INC HM
MOV LM,#0
MOV A,HM
CJNE A,#6,Z1
MOV HM,#0
INC LH
MOV A,LH
CJNE A,#10,Z2
MOV LH,#0
INC HH
JMP Z1
Z2: MOV A,HH
CJNE A,#1,Z1
MOV A,LH
CJNE A,#3,Z1
MOV HH,#0
MOV LH,#1
CPL P2.2
Z1:RET
SHOW_HOUR:
MOV A,HH
MOVC A,@A+DPTR
CLR P3.0
MOV P1,A
SETB P1.7
SETB P3.3
CALL DELAY002
MOV A,LH
MOVC A,@A+DPTR
CLR P3.3
MOV P1
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 34 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلود مقاله طراحی مینیمم سیستم با میکرو کنترلر 80196
