цт

1.

МCS-51(INTEL)
Выполнили курсанты
ИФ МГТУ ГА
Выскребенцева Александра
Фёдоров Александр

2.

История микроконтроллера MCS-51 Intel начинается в 1980 году, когда компанией Intel был
выпущен микроконтроллер Intel 8051, являющийся первым представителем семейства MCS-51.
Семейство обеспечивает совместимость с архитектурой MCS-48, но обладает более обширным
адресным пространством памяти программ и данных, усовершенствованными средствами
ввода-вывода и поддержкой режима реального времени. Дальнейшее развитие получили
система команд и способы доступа к отдельным элементам данных. В состав системы введены
команды умножения и деления, реализован однобитовый (булев) процессор.
За всю историю существования этого семейства различными производителями было выпущено
несколько сотен модификаций микроконтроллеров, от простых 20-выводных устройств с одним
таймером и 1 Кбайт памяти программ до сложнейших 100-выводных кристаллов с 24разрядными АЦП и 12-разрядными ЦАП, массивами таймер-счётчиков, аппаратными 16разрядными умножителями, 64 Кбайт программной FLASH-памяти на кристалле, системами
управления приводами, USB интерфейсами и т. п.. 3
Архитектура семейства MCS-51 и в настоящее время является стандартом на мировом рынке
8-разрядных микроконтроллеров.

3.

Ядром микроконтроллера является
центральный процессор. Он
выполняет две основные функции:
управление процессом преобразования (обработки) данных каждой
командой и выполнение этого преобразования (обработки). Первую
функцию решает блок управления, в
состав которого входят: устройство
управления и синхронизации, генератор тактовых импульсов, регистр
команд и устройство формирования
адреса; вторую - операционное
устройство .
Центральный процессор соединен
встроенной системной магистралью (16-разрядная шина адреса ША,
8-разрядная шина данных ШД и
шина управления ШУ), физически
совмещенной с портами Р0, Р2 и Р3 с
памятью и всеми периферийными
устройствами .

4.

Архитектурные
особенности:
- Простота программирования:
Использование ассемблера или языков
высокого уровня для разработки
программ.
- Модульная структура: Легкость
интеграции дополнительных модулей и
периферийных устройств.
- Шина данных и адреса: Разделение
шины данных и адреса для повышения
производительности.

5.

Микроконтроллер
семейcтва MCS-51
состоит из следующих
основных блоков:
• 8-разрядное арифметическологическое устройство
• ПЗУ объемом 4 кБайта
• ОЗУ объемом 128 байт
• четыре многофункциональных
8-разрядных параллельных
порта
• последовательный порт
• два 16-разрядных таймерасчетчика
• контроллер прерываний
• блок управления

6.

По способу организации пространства памяти микропроцессорные
системы подразделяются на два основных типа архитектур: архитектуру фон Неймана (или принстонская архитектура) и гарвардскую архитектуру. Микроконтроллеры рассматриваемого семейства построены
по гарвардской архитектуре, в этом случае память программ и память
данных представляют собой независимые устройства, которые физически и логически разделены, каждое имеет собственное адресное
пространство, использует собственные линии связи с АлУ и различные управляющие сигналы.

7.

Основные технические характеристики центрального процессора
микроконтроллеров семейства MCS-51:
· разрядность арифметико-логического устройства (АлУ) — 8 бит;
· число выполняемых команд — 111;
· длина команд — 1, 2 или 3 байт;
· число регистров общего назначения (РОН) — 32;
· число прямоадресуемых битовых переменных — 128;
· число прямоадресуемых битов в области регистров специальных
функций — 128;
· максимальный объем памяти программ — 64 Кбайт;
· максимальный объем памяти данных — 64 Кбайт;
· максимальный объем внутренней памяти данных — 256 байт;
· время выполнения команд при тактовой частоте 12 МГц —
сложение — 1 мкс;
пересылки «регистр — внешняя память данных» — 2 мкс;
умножение-деление — 4 мкс;
методы адресации операнда — регистровый, косвенный, прямой, непосредственный.

8.

Микроконтроллеры MCS-51 находят применение
в различных областях:
Промышленные системы управления
• - Автоматизация процессов: Промышленные
контроллеры для управления конвейерами,
роботами и другими автоматизированными
системами.
• - Сбор данных: Используется в устройствах
для мониторинга параметров и сбора данных
с датчиков
• Потребительская электроника
• - Бытовая техника: Включает управление
стиральными машинами, микроволновыми
печами, холодильниками и т.д.
• - Игровые устройства: Встречается в разных
типах игровых консолей и других
развлекательных системах.

9.

Медицинское оборудование
- Мониторы здоровья: Контроль сердечного ритма, давления и
других жизненно важных показателей.
- Диагностическое оборудование: Используется в аппаратах УЗИ,
рентгеновских установках и т.д.
Системы безопасности
- Охранные сигнализации: Контроль доступа, датчики движения и
другие системы безопасности.
- Системы видеонаблюдения: Управление камерами, обработка и
передача данных.

10.

Вот несколько вариантов заключений по теме микроконтроллеров MCS51:
Техническое заключение:
Микроконтроллеры MCS-51 предлагают надежную и гибкую
платформу для разработки встраиваемых систем. Их простота в
программировании и богатый набор функций делают их идеальными
для различных приложений, от бытовой электроники до промышленных
решений.
Практическое заключение:
Благодаря своей универсальности и доступности, микроконтроллеры
MCS-51 продолжают оставаться популярными среди инженеров и
разработчиков. Их использование в учебных целях также способствует
подготовке новых специалистов в области электроники и
программирования.