Intel 8051

Este artigo é a introdução da série Intel 8051, que tem por objetivo destacar as principais características dessa família. Confira mais uma série!
Instruções do Intel 8051 Mapa de Memória no Intel 8051 8051 Arquitetura Intel 8051

Olá, caro leitor! Este artigo é a introdução da série Intel 8051, que tem por objetivo destacar as principais características dessa família.

A família MCS-51 corresponde a uma categoria de microcontroladores dedicados desenvolvida pela Intel no início da década de 80. Mas, então, por que falar sobre algo tão antigo? Pois é, esta CPU de 8 bits tornou-se tão popular, principalmente na indústria, que é utilizada até hoje em dia. Um dos principais fatores dessa popularização é que esse dispositivo possui recursos dedicados para operações de controle.

Desde sua criação, muitas versões foram desenvolvidas com objetivo de agregar funções especiais ao dispositivo. No entanto, o conjunto de instruções e a arquitetura originais da CPU foram mantidos. Por isso, atualmente, diversos fabricantes desenvolvem dispositivos da família MCS-51 adicionando novos recursos: Atmel, Infineon Technologies, AMD, Philips, Maxim, NXP, Winbond, ST Microelectronics, Silicon Laboratories, Texas Instruments e Cypress Semiconductor.

Por se tratar de uma arquitetura simples, além de apresentar as principais características da família MCS-51, esta série também tem por objetivo destacar a operação de uma CPU, enfatizando sua arquitetura e a programação em linguagem de montagem. Neste primeiro artigo, serão apresentados os principais recursos, ainda que de maneira superficial, e ao longo da série estes mesmos tópicos serão abordados novamente com mais detalhes, destacando o dispositivo 8051.

A família 8051

As principais características são descritas abaixo:

  • CPU de 8 bits;
  • Arquitetura de Harvard e CISC;
  • On-Chip RAM – Memória de dados: 128 bytes;
  • On-Chip ROM – Memória de programa: 4KB;
  • Espaço de endereçamento de 64KB para RAM e ROM;
  • Mecanismo de interrupção:
    • Seis fontes e cinco vetores de interrupção;
    • Dois níveis de prioridade;
  • Quatro portas bidirecionais (input/output) de 8 bits;
  • Dois Temporizadores/Contadores de 16 bits;
  • Um canal de comunicação serial (UART full-duplex);
  • On-Chip Clock;
  • Capacidade de manipulação de bit (single-bit logic).
 

Mapa de Memória

Como característica da arquitetura Harvard, instruções e dados são armazenados em espaços distintos. No 8051, a memória de programa pode ser acessada somente em modo de leitura. Além disso, o barramento de endereços permite acesso a memórias externas para dados e programa.

  • Memória de Programa

A memória de programa interna tem capacidade de armazenamento de 4KB. Essa memória pode ser expandida externamente, possibilitando acesso a 64KB.

  • Memória de Dados

Pinout

  • EA (External Access Enable): Determina se a memória de programa é interna ou externa;
  • ALE (Address Latch Enable): Saída habilitadora do latch de endereços para acesso da memória externa;
  • PSEN (Program Store Enable): Operação de leitura da memória de programa externa.

Além desses pinos temos as funções de Reset e Clock do sistemas:

  • RST: Reset do microcontrolador;
  • XTAL1 e 2: Clock que pode ser gerado de duas formas:
    • (1) Entrada do amplificador inversor do oscilador interno. Deve ser conectado à terra se for usado um clock;
    • (2) Saída do amplificador inversor ou entrada para clock externo.
Pinos de Controle do Intel 8051.
Figura 1: Pinos de Controle do 8051.
  • PORT 0

Porta de 8 bits bidirecional com dreno aberto. Quando a memória externa é utilizada, essa porta determina os bits de endereço AD0~AD7. Além disso, é utilizada como interface para o barramento de dados.

Porta P0 do 8051.
Figura 2: Porta P0 do 8051.
  • PORT 1

Porta bidirecional de 8 bits de propósito geral. Os pinos possuem pull-up interno.

Porta P1 do 8051.
Figura 3: Porta P1 do 8051.
  • PORT 2

Porta de 8 bits bidirecional com pull-up interno. Essa porta também é utilizada quando o acesso à memória externa requer um endereço de 16 bits. Nesse caso, não deve ser utilizada como I/O.

Porta P2 do 8051.
Figura 3: Porta P2 do 8051.
  • PORT 3

Porta de 8 bits bidirecional com pull-up interno. Essa porta também é utilizada para funções especiais da família 8051:

  • RXD e TXD: Transmissor/Receptor de dados da UART;
  • INT0: Interrupção externa 0;
  • INT1: Interrupção externa 1;
  • T0: Entrada do Timer0;
  • T1: Entrada do Timer1;
  • WR e RD: Sinais de controle para acesso da memória de dados externa.
Porta P3 do 8051.
Figura 4: Porta P3 do 8051.

Próximos Artigos

Após essa breve introdução, os próximos artigos terão por objetivo descrever a arquitetura do 8051. Desse modo, cada bloco ilustrado na Figura 6 será apresentado em detalhes, possibilitando a compreensão do sistema.

Arquitetura do 8051.
Figura 5: Arquitetura do 8051.

Referências

Outros artigos da série

Arquitetura Intel 8051 >>

Fascinado por computação, especialmente na interface entre hardware e software, me engajei na área de sistemas embarcados. Atuo com desenvolvimento de sistemas embarcados e sou docente da Faculdade de Engenharia de Sorocaba.

Para mais informações: https://about.me/fdelunogarcia

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Marcos Vinicius
Marcos Vinicius
24/10/2016 07:18

Seria legal também falar do Zilog Z80.

Francesco Sacco
Reply to  Marcos Vinicius
24/10/2016 11:24

Olá Marcos,
Tá anotado. 🙂

LUIS FERNANDO AFFONSO
Luis Fernando Tavares Affonso
19/10/2016 22:12

Gostei bastante Fernando, parabéns!

Fernando Deluno Garcia
Fernando Deluno Garcia
Reply to  Luis Fernando Tavares Affonso
20/10/2016 08:50

Olá, Luis. Obrigado!

Souza
Souza
19/10/2016 15:11

Que ótimo. Vou acompanhar também esse artigo como estou acompanhando outros tão bons quanto.

Fernando Deluno Garcia
Fernando Deluno Garcia
Reply to  Souza
20/10/2016 08:50

Olá, Souza. Obrigado pelo retorno!

Victor Vinicius Gois Bonesi
Victor Bonesi
17/10/2016 08:22

Excelente artigo!

Fernando Deluno Garcia
Fernando Deluno Garcia
Reply to  Victor Bonesi
20/10/2016 08:49

Muito obrigado, Victor!

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