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Microcontrolador 8051

Seg, 18 de Outubro de 2010 16:53 |

Escrito por Prof. Lima |

O Intel 8051 faz parte de uma popular família de microcontroladores de 8 bits lançada pela Intel em 1977. É conhecido por sua facilidade de programação, em linguagem assembly graças ao seu poderoso conjunto de instruções. É tido como o microcontrolador mais popular do mundo, pois existem milhares de aplicações para o mesmo e existem pelo menos dois mil fabricantes produzindo variantes e clones do modelo. Atualmente possui diversos modelos clones sendo produzidos por empresas diversas à Intel. Por ser um microcontrolador CISC, oferece um conjunto de instruções muito vasto que permite executar desde um simples programa que faz piscar um LED até um programa de controle de acesso controlado por rede.

O 8051 possui uma memória ROM que faz parte da arquitetura interna do chip, na qual será armazenado exclusivamente o programa que a CPU executará, não os dados, pois esses serão gravados em outra memória (RAM), que pode ser interna ou externa. A memória ROM tem a característica de poder ser gravada apenas uma vez, em geral, na fábrica. Este fato inviabiliza que os projetistas utilizem o 8051 em sua bancada. Para realizar projetos, normalmente utiliza-se o 8031 que não possui esta memória interna de programa (ROM), somente a de dados (RAM). Neste caso o programa é gravado numa memória externa muito conhecida e barata chamada EPROM e a gravação é feita por um equipamento também popular, chamado gravador de EPROM. Além disso, pode-se utilizar, uma RAM estática com excelente resultado, pois com ela, é possível criar o programa num computador pessoal e enviá-lo ao microcontrolador através de um cabo serial, sem a necessidade de qualquer outro equipamento auxiliar.

Uma outra versão (8751) também pode ser utilizada para desenvolvimento de projetos por apresentar uma EPROM como memória de programa integrada ao chip. Atualmente esta versão já está praticamente preterida por versões que apresentam memória FLASH, por exemplo o 8252. Mas enfim, se o leitor compreender o funcionamento básico do 8031, estará formando conhecimento didático para operar todos os membros desta família, sejam do fabricante original ou dos clones.

Figura 1 - Microcontrolador Intel P8051

Pinagem do Microcontrolador

Figura 2 – Pinagem do Microcontrolador 8031/8031

Características

4 Portas de I/O bidirecionais endereçáveis por bit
1 Canal serial UART com interrupção e 3 modos de operação
2 Timers/Contadores de 8/16 bit com 4 modos de operação cada um
5 Entradas de interrupção com arquitetura nesting
128+128 bytes de memória RAM interna, sendo apenas 128 bytes de uso geral
8 Kbytes de memória PROM interna (desabilitáveis)
Até 64Kbytes de memória RAM externa (não compartilhada)
Até 64Kbytes de memória ROM externa (não compartilhada)
Pino de saída de oscilador de meia onda (1/4 do clock)
Clock de 1 a 12Mhz
4 bancos de registradores
Arquitetura CISC

Variantes

Existem versões que incorporam funções diversas como:

Portas I/O
geradores [PWM]
portas seriais [USART]
portas seriais de alta velocidade [SPI]
memória [flash] interna de 8 a 64Kbytes, memoria RAM interna de 1 a 4Kbytes
memória interna regravável em sistema ([ISP])
sistemas de alta velocidade (x2 e 1-Clock Cycle)
chip interno para a reprodução de sons em formato MP3 (Vide: [Atmel] [8952SND1A])
conversores A/D e D/A

Como ilustração, é interessante conhecer mais três membros desta família:

O 8751, que tem a mesma arquitetura do 8051, porém a sua memória interna de programa é uma EPROM, que pode ser regravada através de um equipamento construído especificamente para esta finalidade. Isto o torna um chip passível de ser utilizado em bancada de projetos.
O 8052, que pertence a uma classe mais recente e possui 8 KB de memória de programa que utiliza a tecnologia flash para armazenamento. Ele vem com 256 bytes de memória RAM livres, além dos registradores. Sua arquitetura comporta também três temporizadores ao invés de dois.
O 80550 utiliza a memória interna de programa fabricada com a tecnologia EPROM e vem agregado com um conversor analógico/digital (A/D) de 8 canais além de outras funcionalidades.

Processadores relacionados

O predecessor do 8051, o 8048, foi utilizado no teclado do primeiro IBM PC, onde convertia o sinal das teclas em um sinal serial que era enviado a unidade principal do computador. O 8048 e derivados ainda são utilizados hoje em dia (2007) para modelos básicos de teclados.

O 8031 foi uma versão de custo reduzido do original Intel 8051 que não possui nenhuma memória interna para programação (ROM). Este fato o torna o microcontrolador mais barato para implementação de projetos. A grande maioria dos kits didáticos são baseados no 8031. A facilidade de encontrar memórias EPROM e RAM de baixo custo o tornaram o microcontrolador mais utilizado nas universidades e cursos técnicos.

O 8052 foi uma versão melhorada da versão original Intel 8051 que dispõe de 256 bytes de memória RAM interna ao invés dos 128 bytes, 8 kB de ROM ao invés dos 4 kB, e um terceiro timer de 16-bit timer. O 8032 possui as mesmas características exceto pela memória interna de programa.

Última atualização (Seg, 18 de Outubro de 2010 17:37)