अनुप्रयोगों के साथ 8051 माइक्रोकंट्रोलर ट्यूटोरियल और आर्किटेक्चर

अनुप्रयोगों के साथ 8051 माइक्रोकंट्रोलर ट्यूटोरियल और आर्किटेक्चर
8051 माइक्रोकंट्रोलर

8051 माइक्रोकंट्रोलर



8051 माइक्रोकंट्रोलर को 1980 में इंटेल द्वारा डिजाइन किया गया था। इसकी नींव हार्वर्ड आर्किटेक्चर पर थी और इसे मुख्य रूप से नाटक में लाने के लिए विकसित किया गया था अंतः स्थापित प्रणालियाँ । सबसे पहले, यह NMOS तकनीक का उपयोग करके बनाया गया था, लेकिन NMOS तकनीक को कार्य करने के लिए अधिक शक्ति की आवश्यकता होती है, इसलिए Intel पुन: अभिप्रेरित माइक्रोकंट्रोलर CMOS तकनीक को नियोजित करता है और एक नया संस्करण चित्रण के लिए शीर्षक नाम में एक अक्षर 'C' के साथ अस्तित्व में आया, 80C51 । इन सबसे आधुनिक माइक्रोकंट्रोलर्स को अपने अग्रदूतों की तुलना में कार्य करने के लिए कम मात्रा में बिजली की आवश्यकता होती है।

8051 में दो बसें हैं माइक्रोकंट्रोलर एक कार्यक्रम के लिए और दूसरी डेटा के लिए। नतीजतन, इसमें कार्यक्रम और 64K के डेटा के लिए 8 आकारों के दो भंडारण कक्ष हैं। माइक्रोकंट्रोलर में 8-बिट संचयकर्ता और 8-बिट प्रसंस्करण इकाई शामिल है। इसमें 8 बिट बी रजिस्टर भी शामिल है, जो प्रमुख रूप से कार्यशील ब्लॉक हैं और 8051 माइक्रोकंट्रोलर प्रोग्रामिंग के साथ किया जाता है एम्बेडेड सी भाषा काइल सॉफ्टवेयर का उपयोग करना। इसमें कई अन्य 8 बिट और 16-बिट रजिस्टर भी हैं।






आंतरिक कामकाज और प्रसंस्करण के लिए माइक्रोकंट्रोलर, 8051 एकीकृत अंतर्निहित रैम के साथ आता है। यह मुख्य मेमोरी है और अस्थायी डेटा को संग्रहीत करने के लिए नियोजित किया जाता है। यह एक अप्रत्याशित मेमोरी है यानी माइक्रोकंट्रोलर स्विच ऑफ करने के लिए बिजली की आपूर्ति बंद होने पर इसका डेटा खो सकता है।

8051 माइक्रोकंट्रोलर के साथ कई अनुप्रयोग हैं। इसलिए, 8051 माइक्रोकंट्रोलर प्रोजेक्ट्स इंजीनियरिंग अंतिम वर्ष में बहुत महत्व है।



8051 माइक्रोकंट्रोलर आर्किटेक्चर:

माइक्रोकंट्रोलर 8051 ब्लॉक आरेख नीचे दिखाया गया है। आइए देखें 8051 माइक्रोकंट्रोलर डिज़ाइन की विशेषताओं पर करीब से नज़र डालें:

8051 माइक्रोकंट्रोलर के ब्लॉक आरेख

8051 माइक्रोकंट्रोलर के ब्लॉक आरेख

CPU (केंद्रीय प्रोसेसर इकाई):


जैसा कि आप परिचित हो सकते हैं कि सेंट्रल प्रोसेसर यूनिट या सीपीयू किसी भी प्रोसेसिंग मशीन का दिमाग है। यह माइक्रोकंट्रोलर में होने वाली सभी प्रक्रियाओं की छानबीन और प्रबंधन करता है। सीपीयू के कामकाज पर उपयोगकर्ता के पास कोई शक्ति नहीं है। यह स्टोरेज स्पेस (ROM) में प्रिंट किए गए प्रोग्राम की व्याख्या करता है और उन सभी को बाहर निकालता है और अनुमानित ड्यूटी करता है। सीपीयू का प्रबंधन करता है 8051 में विभिन्न प्रकार के रजिस्टर

रुकावट:

जैसा कि आगे बताया गया है, इंटरप्ट एक सबरूटीन कॉल है जो माइक्रोकंट्रोलर के प्रमुख कार्य या नौकरी को पढ़ता है और इसे कुछ अन्य कार्यक्रम करने में मदद करता है जो तब अतिरिक्त महत्वपूर्ण है। 8051 इंटरप्ट की विशेषता अत्यंत रचनात्मक है क्योंकि यह आपातकालीन मामलों में सहायता करता है। व्यवधान हमें वर्तमान प्रक्रिया को स्थगित करने या विलंबित करने के लिए, एक उप-रूटीन कार्य करने और फिर सभी मानक मानकों के कार्यान्वयन को फिर से शुरू करने के लिए एक विधि प्रदान करते हैं।

माइक्रो-कंट्रोलर 8051 को इस तरह से इकठ्ठा किया जा सकता है कि यह रुकावट के घटने पर कोर प्रोग्राम को रोक देता है या तोड़ देता है। जब उप-रूटीन कार्य समाप्त हो जाता है तो कोर प्रोग्राम का क्रियान्वयन हमेशा की तरह शुरू हो जाता है। 8051 माइक्रोकंट्रोलर में 5 इंटरप्ट सप्लाई हैं, पांच में से दो पेरीफेरल इंटरप्ट हैं, दो टाइमर इंटरप्ट हैं और एक सीरियल पोर्ट इंटरप्ट है।

याद:

माइक्रो-कंट्रोलर को एक प्रोग्राम की आवश्यकता होती है जो कमांड का एक सेट है। यह कार्यक्रम सटीक कार्य करने के लिए माइक्रोकंट्रोलर को प्रबुद्ध करता है। इन कार्यक्रमों के लिए एक भंडारण स्थान की आवश्यकता होती है, जिस पर वे किसी विशिष्ट प्रक्रिया पर कार्य करने के लिए माइक्रोकंट्रोलर द्वारा संचित और व्याख्या किए जा सकते हैं। माइक्रोकंट्रोलर के प्रोग्राम को संचित करने के लिए जो मेमोरी खेल में लाई जाती है, उसे प्रोग्राम मेमोरी या कोड मेमोरी के रूप में पहचाना जाता है। आम भाषा में, इसे रीड-ओनली मेमोरी या ROM के नाम से भी जाना जाता है।

माइक्रोकंट्रोलर को अल्पावधि के लिए डेटा या ऑपरेंड को मेमोरी करने की भी आवश्यकता होती है। स्टोरेज स्पेस जो कि कामकाज के लिए समय-समय पर डेटा स्टोरेज के लिए कार्यरत है, डेटा मेमोरी के रूप में स्वीकार किया जाता है और हम इस सिद्धांत के कारण रैंडम एक्सेस मेमोरी या रैम को नियोजित करते हैं। माइक्रोकंट्रोलर 8051 में कोड मेमोरी या प्रोग्राम मेमोरी 4K शामिल है, जिसमें 4KB रोम है और इसमें 128 बाइट्स की डेटा मेमोरी (RAM) भी ​​शामिल है।

बस:

मौलिक रूप से बस तारों का एक समूह है जो संचार नहर के रूप में कार्य करता है या हस्तांतरण डेटा के लिए मतलब है। इन बसों में 8, 16 या अधिक केबल शामिल हैं। नतीजतन, एक बस 8 बिट्स, 16 बिट्स को पूरी तरह से सहन कर सकती है। दो प्रकार की बसें हैं:

  1. पता बस: माइक्रोकंट्रोलर 8051 में 16-बिट एड्रेस बस होती है। यह स्मृति पदों को संबोधित करने के लिए खेल में लाया जाता है। इसका उपयोग सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट से मेमोरी में एड्रेस ट्रांसमिट करने के लिए भी किया जाता है।
  2. डेटा बस: माइक्रोकंट्रोलर 8051 में 8 बिट्स डेटा बस शामिल हैं। यह कार्ट डेटा पर नियोजित है।

थरथरानवाला:

जैसा कि हम सभी जानते हैं कि माइक्रोकंट्रोलर उपकरणों का एक डिजिटल सर्किट टुकड़ा है, इस प्रकार इसके कार्य के लिए एक टाइमर की आवश्यकता होती है। इस फ़ंक्शन के लिए, माइक्रोकंट्रोलर 8051 में एक ऑन-चिप थरथरानवाला होता है जो सीपीयू (सेंट्रल प्रोसेसिंग प्रोसेसिंग) के समय स्रोत के रूप में होता है। चूंकि थरथरानवाला की उत्पादकता थंप्स एक परिणाम के रूप में स्थिर हैं, यह 8051 माइक्रोकंट्रोलर के सभी टुकड़ों के सामंजस्यपूर्ण रोजगार की सुविधा देता है। इनपुट / आउटपुट पोर्ट: जैसा कि हम इससे परिचित हैं कि माइक्रोकंट्रोलर उपकरणों के कार्यों का प्रबंधन करने के लिए एम्बेडेड सिस्टम में कार्यरत है।

इस प्रकार इसे अन्य मशीनरी, गैजेट्स या बाह्य उपकरणों पर इकट्ठा करने के लिए हमें माइक्रो-कंट्रोलर में आई / ओ (इनपुट / आउटपुट) इंटरफेसिंग पोर्ट्स की आवश्यकता होती है। इस फ़ंक्शन के लिए माइक्रो-कंट्रोलर 8051 में 4 इनपुट / आउटपुट पोर्ट होते हैं जो इसे अन्य बाह्य उपकरणों के साथ एकजुट करते हैं। टाइमर / काउंटर: माइक्रो-कंट्रोलर 8051 को दो 16 बिट काउंटर और टाइमर के साथ शामिल किया गया है । काउंटरों को 8-बिट रजिस्टरों में विभाजित किया गया है। अंतराल को मापने के लिए, नाड़ी की चौड़ाई का पता लगाने के लिए, आदि का उपयोग किया जाता है।

8051 माइक्रोकंट्रोलर पिन डायग्राम

8051 माइक्रोकंट्रोलर पिन डायग्राम

8051 माइक्रोकंट्रोलर पिन डायग्राम

माइक्रोकंट्रोलर 8051 के पिन आरेख और पिन कॉन्फ़िगरेशन की व्याख्या करने के लिए, हम एक 40 पिन दोहरी इनलाइन पैकेज (डीआईपी) में विचार-विमर्श कर रहे हैं। अब संक्षिप्त में पिन विन्यास के माध्यम से अध्ययन करते हैं: -

पिन 1 - 8: - पोर्ट 1 के रूप में पहचाना जाता है। अन्य पोर्ट से अलग, यह पोर्ट कोई अन्य उद्देश्य प्रदान नहीं करता है। पोर्ट 1 एक घरेलू रूप से खींचा गया, अर्ध बाय दिशात्मक इनपुट / आउटपुट पोर्ट है।

पिन 9: - जैसा कि पहले ही स्पष्ट हो चुका है कि RESET पिन का उपयोग माइक्रो-कंट्रोलर 8051 को उसके प्राथमिक मूल्यों पर सेट करने के लिए किया जाता है, जबकि माइक्रो-कंट्रोलर काम कर रहा है या एप्लिकेशन की शुरुआती शुरुआत में है। RESET पिन को दो मशीन घुमावों के लिए ऊंचा सेट किया जाना है।

पिंस 10 - 17: - पोर्ट 3. के रूप में पहचाना जाने वाला यह पोर्ट कई अन्य कार्यों जैसे टाइमर इनपुट, इंटरप्ट, सीरियल कम्युनिकेशन इंडिकेटर TxD & RxD की आपूर्ति करता है, बाहरी मेमोरी इंटरलेसिंग WR & RD के लिए कंट्रोल इंडिकेटर्स इत्यादि। यह एक घरेलू पुल पोर्ट है जिसे अर्ध बाय दिशा के साथ पोर्ट बनाया जाता है। बंदरगाह के भीतर।

पिन 18 और 19: - ये सिस्टम क्लॉक देने के लिए एक बाहरी क्रिस्टल को रखने के लिए कार्यरत हैं।

पिन 20: - Vss के रूप में शीर्षक - यह जमीन (0 V) एसोसिएशन का प्रतीक है।

पिंस- 21-28: - पोर्ट 2 (पी 2.0 - पी 2.7) के रूप में मान्यता प्राप्त - इनपुट / आउटपुट पोर्ट के रूप में सेवा करने के अलावा, वरिष्ठ ऑर्डर एड्रेस बस संकेतक इस अर्ध द्वि दिशात्मक बंदरगाह के साथ बहुसंकेतन हैं।

पिन- 29: - प्रोग्राम स्टोर सक्षम या PSEN बाहरी प्रोग्राम मेमोरी से संकेतों की व्याख्या करने के लिए नियोजित किया जाता है।

पिन -30: - बाह्य एक्सेस या ईए इनपुट बाहरी मेमोरी इंटरफेसिंग को अनुमति देने या प्रतिबंधित करने के लिए नियोजित है। यदि कोई बाहरी मेमोरी की आवश्यकता नहीं है, तो इस पिन को Vcc से जोड़कर उच्च खींचा जाता है।

पिन -31: - Aa पता Latch सक्षम करें या ALE को पोर्ट 0 (बाहरी मेमोरी इंटरफ़रेंस के लिए) के पते डेटा संकेत को डी-मल्टीप्लेक्स में खेलने के लिए लाया जाता है। दो ALE थ्रोब हर मशीन के रोटेशन के लिए प्राप्य हैं।

पिंस 32-39: पोर्ट 0 (P0.0 से P0.7) के रूप में पहचाना जाता है - इनपुट / आउटपुट पोर्ट के रूप में कार्य करने के अलावा, कम ऑर्डर डेटा और एड्रेस बस सिग्नल इस पोर्ट के साथ बहुसंकेतन होते हैं (बाहरी मेमोरी इंटरफेसिंग का उपयोग प्रदान करने के लिए)। यह पिन एक द्वि-दिशात्मक इनपुट / आउटपुट पोर्ट (माइक्रोकंट्रोलर 8051 में एकल) है और बाहरी पोर्ट प्रतिरोधों को इनपुट / आउटपुट के रूप में इस पोर्ट का उपयोग करने के लिए आवश्यक है।

पिन -40: Vcc को मुख्य बिजली आपूर्ति कहा जाता है। द्वारा और बड़े, यह + 5 वी डीसी है।

8051 माइक्रोकंट्रोलर के अनुप्रयोग:

माइक्रोकंट्रोलर 8051 अनुप्रयोगों में बड़ी मात्रा में मशीनें शामिल हैं, मुख्यतः क्योंकि यह एक परियोजना में शामिल करना या इसके आसपास एक मशीन को इकट्ठा करना सरल है। स्पॉटलाइट के प्रमुख स्पॉट निम्नलिखित हैं:

8051 माइक्रोकंट्रोलर के अनुप्रयोग

8051 माइक्रोकंट्रोलर के अनुप्रयोग

  1. ऊर्जा प्रबंधन: घरेलू और औद्योगिक अनुप्रयोगों में ऊर्जा की खपत की गणना करने में सक्षम मापने वाले उपकरण सिस्टम सहायता करते हैं। इन मीटर प्रणालियों को माइक्रोकंट्रोलर को एकीकृत करके सक्षम बनाया गया है।
  2. टच स्क्रीन: माइक्रोकंट्रोलर आपूर्तिकर्ताओं की एक उच्च डिग्री उनके डिजाइन में स्पर्श संवेदन क्षमताओं को एकीकृत करती है। ट्रांसपोर्टेबल डिवाइस जैसे मीडिया प्लेयर, गेमिंग डिवाइस और सेल फोन, टच सेंसिंग स्क्रीन के साथ एकीकृत माइक्रो-कंट्रोलर के कुछ चित्र हैं।
  3. ऑटोमोबाइल: माइक्रोकंट्रोलर 8051 ऑटोमोबाइल समाधानों की आपूर्ति में व्यापक मान्यता प्राप्त करता है। इंजन विविधताओं को नियंत्रित करने के लिए वे हाइब्रिड मोटर वाहनों में बड़े पैमाने पर उपयोग किए जाते हैं। इसके अलावा, क्रूज पावर और एंटी-ब्रेक मैकेनिज्म जैसे कामों ने इसे माइक्रो-कंट्रोलर्स के समामेलन के साथ और अधिक सक्षम बनाया है।
  4. चिकित्सा उपकरण: ग्लूकोज और ब्लड प्रेशर मॉनीटर जैसे हैंडी मेडिसिनल गैजेट्स, माइक्रो-कंट्रोलर्स को प्ले में लाते हैं, माप को देखने के लिए, परिणामस्वरूप, सही चिकित्सा परिणाम देने में उच्च निर्भरता की पेशकश करते हैं।
  5. चिकित्सा उपकरण: ग्लूकोज और ब्लड प्रेशर मॉनीटर जैसे हैंडी मेडिसिनल गैजेट्स, माइक्रो-कंट्रोलर्स को प्ले में लाते हैं, माप को देखने के लिए, परिणामस्वरूप, सही चिकित्सा परिणाम देने में उच्च निर्भरता की पेशकश करते हैं।

फ़ोटो क्रेडिट:

  • 8051 माइक्रोकंट्रोलर द्वारा ब्लॉगस्पॉट
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  • 8051 माइक्रोकंट्रोलर पिन डायग्राम द्वारा इंजीनियरगर्ग
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