??????????? 8051

‫1508‬ ‫ميكروكنترلر‬

‫«مقدمه»‬



‫با وجود اينكه بيش از بست سال از تولد ريز پردازنده نمي گذرد،تصور وسايل الكترونيكيي و‬



‫اسييباب بازييييار امييروزر بييدو ش كييار م ييك ي اسييت.در 1791 ييريا انيتييل،0808 را بييه‬



‫عنوا اولي ريز پردازنده موفي عرهيه كيرد.ميدت كوتيا ي پيز از ش ،موتيور و ،‪ RCA‬و‬



‫سيييييييپز ‪Mostechnology‬و ‪ Zilog‬انيييييييواي م يييييييابيي را بيييييييه ترتييييييييب بيييييييه نامييييييييار‬



‫0086،1081،2056،08‪ Z‬عرهه كردند.گرچه اي مدار ار مجتمع (‪ )IC‬به خيودر خيود‬



‫فايده چنداني ندا تند اما به عنوا بخ ي از ييا كيامپيوتر تيا بيورد(‪ )SBC‬بيه جيزم مركيزر‬



‫فرشورده ار مفيدر برار شموزش طراحي با ريز پردازنده ا تبديل دند.تز تيم ‪ SBC‬ا كه‬



‫به سرعت بيه شزماي يها يار طراحيي در كالا،دان يها يا و يركت يار الكترونييا راه پييدا‬



‫كردنييد مييي تييوا بييرار نمونييه از 2‪ D‬موتييورو ،1-‪ KIM‬سيياخت ‪ Mos technology‬و‬



‫به ركت انتيل نام برد.‬ ‫58-‪ SDK‬متع‬



‫ميكروكنترلر قطعه ار بيه به ريز پردازنده است.در 6791 انتيل 8478 را به عنوا اولي‬



‫قطعيييييييه خيييييييانوادا ميكروكنترلر يييييييار ‪ MCS-48TM‬معرفيييييييي كيييييييرد.8478 بيييييييا 00071‬



‫ترانزيستور،در يا مدار مجتمع، يامل ييا ‪1 ،cpu‬كي وباييت ‪ 64 ،EPROM‬باييت ‪،RAM‬‬



‫72 پايه ‪ I/O‬و يا تايمر 8 بيتي بود.اي ‪ IC‬و ديهير اعهيار ‪ MCS-48TM‬كيه پيز از ش‬



‫شمدند خي ي زود به يا استاندارد صنعتي در كابرد ار كنترل گرا تبديل دند.جيايهزي كيرد‬



‫يار لباس يويي و چيراا يار را نميايي از‬ ‫اجزام الكترومكانيكي در فرشورده ار مثل ما ي‬



‫ابتيييدا كار،ييييا كييياربرد ميييورد توجيييه بيييرار ايييي ميكروكنترلر يييا بودنيييد و ميييي طيييور بييياقي‬



‫ماندنييد.ديهيير فييرشو رده ييايي كييه در شنيييا مييي تييوا ميكروكنترليير را يافييت عبارتنييد از اتومبيييل‬









‫1‬

‫ا،تجييزات صنعتي،وسايل سرگرمي و ابزار ار جانبي كامپيوتر (افرادر كه يا ‪IBM PC‬‬



‫دارند كافي است به داخل صفحه ك يد نهاه كنند تا مثالي از يا ميكروكنترلر را در يا طراحي‬



‫با كمتري اجزام ممك ببينند)‬



‫تييوا ابعيياد و پيچيييدگي ميكروكنترليير بييا اعيي م سيياخت 1508،يعنييي اولييي عهييو خييانوادا‬



‫ميكروكنترلر ار ‪ MCS-51TM‬در 0891 توسط انيتيل پي يرفت چ يمهيرر كيرد.در مقايسيه‬



‫8408 اي قطعه امل بيش از 00006 ترانزيستور،‪ 4K‬بايت ‪ 128 ،ROM‬بايت ‪،RAM‬‬



‫23 خط ‪ I/O‬يا درگاه سلاير و دو تايمر 61 بيتي است.كه از لحاظ مدارات داخ ي بيرار ييا‬



‫‪ TC‬بسيار قابل م حظه است.امروزه انواي گوناگوني از اي ‪ IC‬وجود دارند كه بيه صيورت‬



‫بخيارر ايي م خصيات را دو برابير كيرده انيد. يركت زيمينز كيه دوميي تولييد كننيدا قطعييات‬



‫‪ MCS-51TM‬است 51508‪ SAB‬را به عنوا يا 5108 توسعه يافت در يا بسته 68پاييه‬



‫بيه ديجيتيال بيا 8 كانيال ورودر‬ ‫با ش درگاه ‪ 8 I/O‬بيتي،31 منبع وقفيه و ييا مبيدل شنيالو‬



‫عرهيييييه كيييييرده اسيييييت.خيييييانوادا 1508 بيييييه عنيييييوا يكيييييي از جيييييامعتري و قدرتمنيييييدتري‬



‫ميكروكنترلر ار 8 بيتي ناخته يده و جايهيا ش را بيه عنيوا ييا ميكروكنترلير مييم بيرار‬



‫سال ار شينده يافته است.‬



‫يا سيستم كامپيوترر يامل ييا واحيد پيردازش مركيزر (‪ )CPU‬اسيت كيه از طريي گيذرگاه‬



‫شدرز،گذرگاه داده و گيذرگاه كنتيرل بيه حافظي قابل دسيتيابي تصيادفي (‪ )RAM‬و حافظيه فقيط‬



‫خواندر (‪ )ROM‬متصل مي با د.مدار ار واسطه گيذرگاه يار سيسيتم را بيه وسيايل جيانبي‬



‫متصل مي كنند.‬







‫واحد پردازش مركزي‬



‫‪،CPU‬به عنوا «مغز» سيستم كامپيوترر،تميامي فعالييت يار سيسيتم را اداره كيرده و ميه‬







‫2‬

‫اسرار شميز بود ‪ CPU‬در اغ ب ميوارد ناردسيت‬ ‫عم يات رور داده را انجام مي د د.اندي‬



‫است زيرا اي ترا ه فقط مجموعه ار از مدار يا منطقي است كه بطور مداوم دو عمل انجيام‬



‫مييي د نييد:واكن ييي دسييتورالعمل ييا و اجييرار شنيييا،‪CPU‬توانييايي درا و اجييرار دسييتورالعمل‬



‫ار را براساز مجموعه ار از كد ار دورويي دارد كه ريا از ايي كيد ا ن يا د نيدا ييا‬



‫عمييل سيياده اسييت.اي ي دسييتورالعمل ييا معمييو حسييابي (جمع،تفري ،هييرب و تقسيييم)،منطقييي‬



‫(‪ NOT،OR،AND‬و غييييره)انتقيييال دا ده ييييا عم ييييات ان يييعاب سيييتند و ييييا مجموعيييه ار از‬



‫كد ايي دروريي با نام مجموعه دستورالعمل ا ن ا داده مي وند.‬







‫حافظه نيمه رسانا:‪ RAM‬و‪ROM‬‬



‫برنامه ا و داده ا در حافظه ذخيره مي وند.حافظه ار كامپيوتر بسيار م وعند و اجيزار‬



‫مراه شنيا بسيار و تكنولوژر بطور دائم و پي در پي موانع را برطرف مي كند.بهونه ار كه‬



‫اط ي از جديدتري پي رفت ا نياز به مطالع جامع و ميداوم دارد.حافظيه يايي كيه بيه طيور‬



‫مستقيم توسط ‪ CPU‬قابل دستيابي مي با ند،‪ IC‬ار (ميدار مجتميع)نيميه رسيانايي سيتند كيه‬



‫‪RAM‬و ‪ ROM‬نامييده ميي يوند.دو ويژگيي ‪ RAM‬و ‪ROM‬را از يم متميايز سيازد:اول‬



‫شنكيه‪ RAM‬حافظيه خوانيدني /نو يتني اسيت.در حاليكيه ‪ ROM‬حافظيه خوانيدني اسيت و دوم‬



‫نهييام عبييور ولتيياژ تغذيييه مييي ييود)در حييالي كييه‬ ‫شنكييه ‪ RAM‬فييرر ار اسييت( يعنييي محتويييات ش‬



‫‪ ROM‬غيرفرر ار است.‬



‫ابزارهاي كنترل /نظارت‬



‫بيييه كميييا ابزار يييار كنتيييرل/نظيييارت در برخيييي نيييرم افزار يييا و روابيييط يييار الكترونيكيييي‬



‫(دقي ) كامپيوتر ا مي توانند كار ار كنترلي زييادر را بيي وقفه،بيدو خسيتهي و بسييارفراتر‬



‫از توانايي انسا انجام د ند.‬







‫3‬

‫كاربرد ييايي نظييير كنتييرل حييرارت يييا سيياختما ،محافظت از خانييه، كنتييرل شسانسييور،كنترل‬



‫وسايل خانهي و حتي جوش داد قطعات مخت ف يا خودرو مهي با استفاده از ايي ابزار يا‬



‫امكا پذير ستند.ابزار ار كنترل،ابزار ار خروجي يا عمل كننده ستند.شنيا وقتي كه با ييا‬



‫ولتيياژ بييا جريا ،تغذيييه ييوند مييي تواننييد بيير جيييا پيرامييو خييود اثيير بهذارنييد(مثييل موتور ييا‬



‫موليييد ا). ابزار يييار نظارت،ابزار يييار ورودر ييييا مسيييهر سيييتند كيييه بيييا كمييييت يييايي نظيييير‬



‫حرارت،نور،ف ار،حركت و ماننيد ش ،تحرييا يده و شنييا را بيه جرييا ييا ولتياژر كيه توسيط‬



‫‪ CPU‬خوانيييده ميييي يييود تبيييديل ميييي كننيييد( مثيييل فتوترانزيسيييتور ا و ترميسيييتور ا و سيييوئي‬



‫ا).ولتاژ يا جريا توسط مدار ار واسطه، به يا دادا دورويي تبديل مي و د و يا برعكز و‬



‫سپز نر م افزار،يا رابطه منطقي بي ورودر ا و جروجي ا برقرارمي كند.‬







‫مقايسه ريز پردازنده ها با ميكروكنترلرها‬



‫د كيه رييز پردازنيده يا ‪ CPU‬يايي ت يكيل تيا ترا يه سيتند و در‬ ‫پيش از اي خاطرن ا‬



‫ميكروكامپيوتر ا به كار مي روند.پز فر ميكروكنترلر ا با ريز پردازنده يا چيسيت با ايي‬



‫سؤال از سه جنبيه ميي تيوا برخيورد كيرد:معميارر سيخت افزار،كاربرد يار و ويژگيي يار‬



‫مجموعه دستورالعمل ا.‬







‫معمار سخت افزار‬



‫در حالي كيه زييز پردازنيده ييا ‪ CPU‬تيا ترا يه ار اسيت،ميكروكنترلر در ييا ترا يه واحيد‬



‫امل يا ‪CPU‬و بسيارر از مدرارات زم برار يا سيستم ميكروكامپيوترر كامل مي با د.‬



‫ع وه بر ‪ CPU‬ميكروكنترلر ا امل ‪ RAM‬و ‪ ROM‬يا رابطه سلاير،يا رابط سلاير،يا‬



‫رابط موازر،تايمر و مدارات زمانبيدر البتيه مقيدار ‪RAM‬رور ترا يه حتيي بيه مييزا ش در‬







‫4‬

‫يييا سيسييتم ميكروكييامپيوترر كوچييا ييم نمييي رسييد امييا ش طييور كييه خييوا يم ديييد اي ي مس ي له‬



‫محدوديتي ايجاد نمي كند زيرا كاربرد ار ميكروكنترلر بسييار متفياوت اسيت.ييا ويژگيي مييم‬



‫ميكروكنترلر ا،سيسييتم وقفي موجييود در داخييل شنياسييت.ميكروكنترلر ييا بييه عنييوا ابييزار ييار‬



‫كنترل گرا اغ ب برار پاسخ بي درنگ به محركيار خارجي (وقفه ا)مورد استفاده قرار ميي‬



‫گيرند.يعني بايد در پاسيخ بيه ييا «اتفياقي» سيريعا ييا فرشينيد را معيد گذاره،بيه فرشينيد ديهير‬



‫بپردازند. باز د در يا اجا مايكروويو مثالي است از يا اتفا ممك است باعث ايجاد ييا‬



‫وقفه در يا سيستم ميكروكنترولي ود.البته اغ ب ريز پردازنده ا مي توانند سيستم ار وقف‬



‫قدرتمندر را به اجرا بهذارند،اما برا اي كار معميو نيياز بيه اجيزار خيارجي دارنيد.ميدارات‬



‫رور ترا ه يا ميكروكنترولر امل تمام مدارات مورد نياز بيرار بكيارگيرر وقفيه يار ميي‬



‫با د.‬









‫5‬

‫«كاربردها»‬



‫رييز پردازنييده اغ يب بييه عنيوا ‪ CPU‬در سيسييتم يار ميكروكييامپيوترر بكيار مييي رونيد.ايي‬



‫كاربرد دليل طراحي شنيا و جايي است كه مي توانند خود را بيه نميايش بهذارنيد.بيا ايي وجيود‬



‫ميكروكنترلر ا در طراحي ار كوچا با كمتيري اجيزام ممكي كيه فعالييت يار كنتيرر گيرا‬



‫انجام مي د.يا ميكروكنترلر مي تواند در كيا ش تعيداد كيل اجيزام كميا كنيد.شنچيه كيه ميورد‬



‫نياز است عبارت است از يا ميكروكنترلر،تعداد كمي اجزامپ تيبا و ييا برناميه كنترليي در‬



‫‪ ROM‬ميكروكنترلر ييا بييرار «كنتييرل» ابزار ييار ‪ I/O‬در طراحييي ييايي بييا كمتييري تعييداد‬



‫اجزام ممك مناسيب سيتند،اما ريزپردازنيده يا بيرار «پيردازش» اط عيات در سيسيتم يار‬



‫كامپيوترر مناسبند.‬







‫«ويژگي هاي مجموعة دستورالعمل ها»‬



‫بييه ع ييت تف ي اوت در كاربرد ا،مجموعييه دسييتورالعمل ييار مييورد نييياز بييرار ميكروكنترلر ييا‬



‫تاحدودر با ريز پردازنده ا تفاوت دارد.مجموعه دستورالعمل ار ريز پردازنده ا بر عميل‬



‫پيييردازش تمركيييز يافتيييه انيييد و در نتيجيييه دارار روش يييار شدرز د يييي قدرتمنيييد بيييه ميييراه‬



‫دستورالعمل ايي برار انجام عم يات رور حجم زياد داده مي با ند. دسيتورالعمل يار رور‬



‫چيار بيت ا،بايتيا،ك مه ا يا حتي ك مه ار مهاعف عمل مي كنند.روش يار شدرز د يي‬



‫با استفاده از فاص ه ار نسبي و ا اره گر ار شدرز امكا دسترسيي بيه شراييه يار بيزر‬



‫داده را فرا م مي كنند.حالت ار افزايش يا واحيدر اتوماتييا و كيا ش ييا واحيدر اتوماتييا‬



‫حركييت گييام بييه گييام رور بايييت ا،ك مييه ييا ك مييه ييار مهيياعف را درشرايييه ييا شسييا مييي‬



‫كنند.دستورالعمل يا رمزر نمي توانند در داخل برنامه كاربرد اجيرا يوند وبسييارر ويژگيي‬



‫يار ديهيير از ايي قبيييل.از طييرف ديهير ميكروكنترلر ييا مجموعييه دسييتورالعمل ييايي مناسييب‬







‫6‬

‫برار كنترل ورودر ا و خروجي ا دارنيد.ارتبياط بيا بسييارر از ورودر يا و خروجيي يا‬



‫تنيا نيازمند يا بيت است. برار مثال ييا موتيور ميي توانيد توسيط ييا سييم پيي كيه توسيط ييا‬



‫درگيياه خروجييي يييا بيتييي انييرژر دريافييت مييي كند،رو يي و خيياموش ييود.ميكروكنترلر ييا‬



‫دستورالعمل ايي برار 1 كرد و0كرد بيت ار جداگانه دارند و ديهر عم يات رور بييت‬



‫ا مثل ‪ OR،AND‬يا ‪ XOR‬كرد منطقي بيت ا،پرش در ثورت ايا پياا بيود ييا بييت و‬



‫ا را نيز انجام مي د ند.اي هميم مفيد بندرت در ريزپردازنده يافت مي ود زيرا‬ ‫مانند ش‬



‫شنيا معمو برار كار رور بيت ا يا واحد ار بزرگتر داده طراحي مي وند.برار كنترل و‬



‫نظييارت بييير ابزار يييا ( يييايد توسيييط ييييا رابييط تيييا بيتيييي)،ميكروكنترلر يييا ميييدارات داخ يييي و‬



‫دستورالعمل ايي برار عم يات ورودر/خروجي،زميا بنيدر انفاقيات و فعيال كيرد و تعييي‬



‫اولويييت وقفييه ييار نا ييي از محييرا ييار خييارجي دارنييد.ريزپردازنييده يا اغ ييب بييه مييدارات‬



‫اهافي (‪ IC‬ار رابط سلاير،كنترل كننده ار وقفه،تايمر ا و غيره)برار انجام اعمال م ابه‬



‫مه در قدرت پردازش محض،يا ميكروكنترلير رگيز بيه ريزپردازنيده نميي‬ ‫نيازدارند. با اي‬



‫رسد(اگير در بقييه ميوارد يكسيا با يند)زييرا بخيش عميدا «فهيار واقعيي».‪ IC‬ميكروكنترلير‬



‫صرف تيييه امكانيات رور ترا يه ميي يود البتيه بيه قيميت كيا ش تيوا پيردازش.از شنجيا كيه‬



‫فهييا ار واقعييي در ترا ييه بييرار ميكروكنترليير ا يمييت دارنييد دسييتورالعمل ييا بايييدبي نيايييت‬



‫ف رده با ند و اساسا در يا بايت پياده سازر وند.يكيي از نكيات در طراحيي جياداد برناميه‬



‫كنترلييي در داخييل ‪ ROM‬رور ترا ييه اسييت.زيييرا افييزود حتييي يييا ‪ ROM‬خييارجي زينييه‬



‫نيايي توليد را بسيار افزايش مي د د.به ريزدرشورد ف رده برار مجموعه دستورالعمل ار‬



‫ميكروكنترلر اساسي است،در حاليكه ريزپردازنده بندرت دارار ويژگي مي با ند،روش يار‬



‫شدرز د ي قدرتمند شنيا باعث به رمز درشورد غيرف ردا دستورالعمل ا مي ود.‬









‫7‬

8

‫«مفاهيم جديد»‬



‫ميكروكنترلر مانند ديهر فرشورده ايي كه پيش از ش برار برطرف كيرد موانيع كيار ميورد‬



‫م حظييه بودند،توسييط دو نيييرور مكمييل ييم يعنييي نييياز بييازار و تكنولييوژر جديييد بوجييود شمييده‬



‫انيييد. تكنوليييوژر جدييييد ميييا اسيييت كيييه پييييش از ايييي ذكييير يييد،يعني نيميييه رسيييانا ايي بيييا‬



‫ترانزيسيتور ار بي ييتر در فهييار كمتير كييه بييا قيمييت پيايي تييرر بييه صيورت انبييوه توليييد مييي‬



‫وند. نياز بازار،تقاهار صنعت و مصرف كنندگا وسايل و اسباب بيازر يار و يمند ميي‬



‫با د. ايي تعرييف گسيترده ار اسيت،بيتري مثيال يايد دا يبورد خيودور با يد كيه يا د تغييير‬



‫«مركز كنترل» خودرو در طي د ه گذ ته بوده است.زماني راننده ا بايد با دانسيت سيرعت‬



‫خوداكتفا مي كردند،اما امروزه نماي ي از سرعت صرفه جيويي يده و زميا تقريبيي رسييد‬



‫را دراختيار دارند.زماني دانست اي كه يا كمربند ايمني در روي حركت محكم ده است يا‬



‫نه كافي بود.امروزه به ما گفته مي ود كه كدام كمربند ايمني ايراد دارد- اگير درر نيميه بياز‬



‫بماند بموقع توسط ك مات به ما اط ي داده مي ود( ايد كمربند ايمني ر درگير كرده با د)‬



‫مه اي موارد اي مط ب را در ذ ي تيداعي ميي كننيد كيه رييز پردازنيده يا (و درايي ميورد‬



‫ميكروكنترلر)به راه حل ايي تبديل ده اند كه به دنبال يا مس له مي گردند.به نظر مي رسيد‬



‫كه شنيا در كا ش پيچيدگي مدارات فرشورده ار مصرفي بسيار مؤثر عمل كرده انيد بطيورر‬



‫كه توليدكنندگا اغ ب برار افزود امكانات اهافي ا تيا زيادر دارند،فقط به ايي ع يت كيه‬



‫ميكروكنترلر يا خي ييي راحيت بييرار فيرشورده ييار قابيل طراحييي سيتند.نتيجييه كار،اغ يب فاقييد‬



‫سييادگي زم مييي با ييد. بيتييري مثييل ممك ي ظيييور فييرشورده ييار سييخنهو درسييال ييار اخييير‬



‫اسييت.ايي فييرشورده ا،چييه خودرو،چييه اسييباب بييازر معمييو مثييال ييايي از زييياده رور ييا و‬



‫ييم‬ ‫ييتاد س يتند.در ش زمييا‬ ‫طراحييي ييار اهييافه برنييياز، و ييايد گو ييه ار از يير د ييه‬



‫بسيارر معتقد بودند كه مي كه گردكينهي رور اي وسايل بن يند،تنيا چيزر كه بيرار شنييا‬







‫9‬

‫باقي مي ماند قاب يت كارر شنيا خوا د بيود.ميكروكنترلر يا پردازنيده يايي اختصاصيي سيتند‬



‫شنيا به خودر خود در كامپيوتر ا به كار نمي رونيد ب كيه در فيرشورده يار صينعتي و وسيايل‬



‫مصييرفي مييورد اسييتفاده قييرار مييي گيرنييد.اسييتفاده كننييدگا اي ي فييرشورده ييا اغ ييب از وجييود‬



‫ميكروكنترلر ا كام بي اط ي ستند.از ديد شنيا اجزار داخ ي وجود دارند اما جزو جزئيات‬



‫ار مايكروويو،ترموسات قابل برناميه‬ ‫بي ا ميت طراحي به مار مي روند.برار مثال اجا‬



‫ريزر، تيييرازو يييار الكترونيكيييي و حتيييي خودرو يييا را ميييي توانييييد در نظييير بهيرييييد.قسيييمت‬



‫الكترونيكيييي ييير ييييا از ايييي فيييرشورده يييا عموميييا يييامل ارتبييياط ميكروكنترلييير بيييا ك ييييد ار‬



‫يدار د نيده و مير يار رور ييا تياب و ميي با يد.در نتيجيه بييه‬ ‫يا، وسيايل‬ ‫ف ارر،سيوئي‬



‫استثنار برخي امكانات اهافي،طرز استفادا شنيا يا فرشورده يار الكترومكيانيكي قب يي تفياوتي‬



‫نكييرده اسييت و ميكروكنترليير شنيييا از ديييد اسييتفاده كننييدگا مخفييي اسييت.بييرخ ف سيسييتم ييار‬



‫كييامپيوترر كييه توسييط قاب يييت برنامييه ريييزر و دوبيياره برنامييه ريييزر ييد ،باز ييناخته مييي‬



‫وند،ميكروكنترليا يا بار برار مي ه و برار يا كار برنامه ريزر مي وند.اي مقايسه به‬



‫يا تفياوت اساسيي در معميارر ايي دو سيسيتم منجير ميي يود.سيسيتم يار كيامپيوترر نسيبت‬



‫‪ROM‬‬ ‫‪RAM‬بييه ‪ ROM‬بييا يي دارنييد و برنامييه ييار كيياربرا در يييا فهييار نسييبتا بييزر‬



‫اجرا مي وددر حاليكه رواليار ارتباط با سخت افزار در يا فهار كوچا ‪ ROM‬اجرا مي‬



‫گردد.از طرف ديهر ميكروكنترلر ا نسبت ‪ROM‬به ‪ RAM‬با يي دارند،برنامه كنترلي شنيا‬



‫سييم با يد در ‪ ROM‬ذخييره ميي يود،در حيالي كيه ‪ RAM‬فقيط بيرار‬ ‫كه يايد نسيبتا بيزر‬



‫ذخيره موقت مورد استفاده قرار مي گيرد.از شنجا كه برنامه كنترليي بيرار مي يه در ‪ROM‬‬



‫ذخيره مي ود در مرتب مييا افيزار قرارميي گييرد.يعنيي چييزر بيي سيخت افيزار(ميدار ار‬



‫واقعيييي) ونيييرم افيييزار (برناميييه يييايي در ‪RAM‬كيييه نهيييام خييياموش يييد سيسيييتم پييياا ميييي‬



‫وند) تفاوت بي سخت افزار و نرم افزار تا حدر بيه به تفاوت بي يا صفحه كاغيذ (سيخت‬







‫01‬

‫افزار)وك مات نو ته ده رور ش (نرم افزار)ميي با يد.مييا افيزار را ميي تيوا بيه صيورت‬



‫فرم ار استانداردر كه برار يا كاربرد م خص طراحي و چار ده اند درنظر گرفت.‬







‫«مزيت ها و معايب:يك مثال طراحي»‬



‫وظايفي كه ميكروكنترلر ا انجام مي د ند وظايف تازه ار نيستند.شنچه جديد است اي است كه‬



‫طراحي ا با تعداد اجزار كمترر از گذ يته انجيام ميي يوند.طراحيي يايي كيه در گذ يته بيا‬



‫استفاده از ده ا يا حتي صد ا ‪ IC‬انجام مي يوند اميروزه بيا ييا ميكروكنترلير و اجزاييي بيه‬



‫تعداد از انه تا دست قابل انجام اند.كا ش تعداد اجزام كه نتيج مستقيم قاب يت برنامه ريزر‬



‫و توانايي زياد ميكروكنترلر ا درايجاد يكپارچهي مي با د،معمو منجر به زميا طراحيي و‬



‫سيياخت كوتيياه تر، زينييه توليييد پييائي تر،مصييرف تييوا كمتيير و قاب يييت اطمينييا بي ييتر مييي‬



‫ود.اعمال منطقيي كيه نيازمنيد چنيدي ‪IC‬ميي با يند،اغ ب توسيط ييا ميكروكنترلير بيا اهيافه‬



‫كرد يا برنام كنترلي انجام مي وند.عيب كار در سرعت است.راه حل ار ميكروكنترلي‬



‫رگز در سرعت به پار راه حل ار م ابه با اجزار گسسته نمي رسند.در موقعيت ايي كه‬



‫نياز به پاسخ ار بسيار سريع به رويداد ا وجود دارد كه البته بندرت چني كاربرد يايي پييدا‬



‫مي وند)ميكروكنترلر ا عكز العمل هعيفي از خودن ا مي د ند.به عنوا يا مثل،نميايش‬



‫سيياده ار از انجييام عمييل ‪ NAND‬بييا اسييتفاده از ميكروكنترليير1508 در ييكل الييف ن ييا داده‬



‫ده است. به كاربرد ميكروكترلر برار چني عم ي چندا مرسوم نيست،اما اي امكا وجود‬



‫دارد.نرم افزار بايد عم يات ن ا داده ده در نمودار گرد ي كل (ب) را انجام د يد.برناميه‬



‫زبا اسمب ي 1508 برار اي عمل منطقي به صورت زير مي با د.‬



‫:‪Loop‬‬ ‫‪Mov‬‬ ‫4,1 ‪c,p‬‬ ‫;‬



‫‪ANL‬‬ ‫5,1‪c,p‬‬ ‫;‬







‫11‬

‫‪ANL‬‬ ‫6,1‪c,p‬‬ ‫;‬



‫‪CPL‬‬ ‫‪c‬‬ ‫;‬



‫‪Mov‬‬ ‫‪p1,7,c‬‬ ‫;‬



‫‪SUMP‬‬ ‫‪Loop‬‬ ‫;‬



‫ا تابع‪ NAND‬بيا سيه ورودر‬ ‫اگر اي برنامه در يا ميكروكنترلر 1508 اجرا ود بدو‬



‫تحق مي يابد( اي مط ب را ميي تيوا بيا ييا ولتمتير ييا نوسيا تحقيي كيرد)تي خير انت يار ييا‬



‫گذار1 در ورودر تا استقرار سطح منطقي درست در خروجيي دسيت كيم در مقايسيه بيا معيادل‬



‫‪ 2TTL‬ش بسيار طو ني است.‬







‫بسته به نسبت زماني تغيير در ورودر و ت خيص اي تغيير توسط برنامه،ت خير بي 3 تا 71‬



‫ميكروثانييه خوا يد بيود.(بيا فيرض عم كيرد اسيتاندارد 1508 بيا اسيتفاده از ييا كريسيتال 21‬



‫مها رتز)در حالي كه ت خير انت ار در معادل ‪ TTL‬از مرتبه 01 نانو ثانيه است يعنيي حيدود‬



‫زار با كمتر. واهح است كه در ايجياد توابيع منطقيي بيا سيرعت ميكروكنترلر يا بيا ميدار ار‬



‫معادل ‪ TTL‬قابل مقايسه نيسيت.در بسييارر از كاربرد يا بيويژه شنييايي كيه بيا عم كيرد انسيا‬



‫سييروكار دارنييد ايي ت خير ييا بييا نانوثانيييه انييدازه گيييرر مييي ييوند يييا ميكروثانيييه و مي ييي ثانيييه‬



‫ا ميتي ندارند، نهامي كه ف ار روغ در خودرور ما افت مي كند شيا زم است كه ظيرف‬



‫چند ميكروثانيه مط ع ويد ) مثال گييت منطقيي ن يا ميي د يد كيه ميكروكنترلر يا ميي تواننيد‬



‫عم يييات منطقييي را انجييام د نييد از اي ي گذ ييته يير چييه طراحييي ييا پيچيييده تيير با ييند طراحييي‬



‫ميكروكنترلر بي تر خود را ن ا مي د د،تعداد كم اجزاممزيتي است كه قب به ش ا اره ده‬









‫1‬

‫‪Transition‬‬

‫2‬

‫‪Transistor-Transistor logic‬‬





‫21‬

‫ع وه برش عم يات پيش بيني ن يده در برناميه كنترليي را ميي تيوا تنييا بيا تغييير نيرم افيزار‬



‫دگرگو كرد و اي روش كمتري اثر ممك را رور چرخ توليد خوا د گذا ت.‬







‫«مروري بر خانواده‪»Mcs-51TM‬‬



‫1508 يا ‪ IC‬نوعي و اولي عهو اي خانواده است كه بصورت تجارر مطرح د خ صه‬



‫م خصات اي ‪ IC‬از اي قراراست:‬



‫‪ 4K‬بايت ‪ROM‬‬ ‫‪‬‬







‫821 بايت ‪RAM‬‬ ‫‪‬‬





‫چياردرگاه ‪( 3I/O‬ورودر – خروجي) ت بيتي‬ ‫‪‬‬







‫دو تايمر/ مارنده4 61 بيتي‬ ‫‪‬‬





‫5‬

‫رابط سلاير‬ ‫‪‬‬





‫‪ 64K‬بايت فهار حافظه خارجي برار كد‬ ‫‪‬‬







‫‪ 64K‬بايت فهار حافظه خارجي برار داده‬ ‫‪‬‬





‫پردازنده بويي6(كه عم يات رور بيت ا را انجام مي د د)‬ ‫‪‬‬





‫7‬

‫012 مكا بيتي شدرز پذير‬ ‫‪‬‬







‫انجام عم يات هرب و تقسيم در 4 ميكروثانيه‬ ‫‪‬‬







‫‪ Mcs-51TM‬رييييا امكانيييات ديهيييرر از قبييييل ‪ ROM‬رور‬ ‫ديهييير اعهيييار خيييانواده‬



‫ير ييا‬ ‫ترا ه8‪RAM EPROM‬رور ترا ه و يا يا تايمر سوم را دارا ستند.درهم‬



‫از انواي ‪ IC‬ار اي خانواده يا نسخه م ابه يا ‪ CMOS‬كم مصرف9نيزدارد.(جدول ر)‬



‫3‬

‫‪I/O Port‬‬

‫4‬

‫‪Timer/counter‬‬

‫5‬

‫‪Serial-interface‬‬

‫6‬

‫‪Boolean processo‬‬

‫7‬

‫‪bit-addressable‬‬





‫31‬

8

On-chipRom

9

low power CMOs





14

‫ماره قطعه‬ ‫حافظييييييييه كييييييييد رور‬ ‫حافظه دادا رور ترا ه‬ ‫تعداد تايمر‬



‫ترا ه‬



‫‪4K ROM‬‬ ‫821‪Byte‬‬ ‫2‬



‫-‬ ‫821‪Byte‬‬ ‫2‬



‫‪4K EP ROM‬‬ ‫821‪Byte‬‬ ‫2‬



‫‪8K ROM‬‬ ‫652‪Byte‬‬ ‫3‬



‫-‬ ‫652‪Byte‬‬ ‫3‬



‫‪8K EPROM‬‬ ‫652‪Byte‬‬ ‫3‬



‫جدول ر‬









‫51‬

‫«بررسي اجمالي پايه ها»‬



‫كل ديده مي ود 23 پايه از 04 پايه 1508 به عنوا خطوط درگاه ‪ I/O‬عميل‬ ‫در اي‬



‫مي كنند.معيذا 42 خط از اي خطوط دو منظوره ستند. ريا از اي خطوط مي توانند به‬



‫عنييوا ‪ I/O‬يييا خييط كنتييرل و يييا بخ ييي از گييذرگاه شدرز يييا گييذرگاه داده بييه كييار رونييد.در‬



‫طراحي ايي كه با كمتري مقدار حافظه و ديهر قطعيات خيارجي انجيام ميي يوند،از ايي‬



‫درگا يا به عنوا ‪ I/O‬مه منظوره استفاده مي كنند. ر ت خط يا درگياه ميي توانيد بيه‬



‫صورت يا واحد ارتباط با وسايل موازر مانند چاپهر ا و مبيدل يار ديجيتيال بيه شنيالو‬



‫ييييا،‪LED‬‬ ‫بكييييار رود. يييييا يييير خييييط بييييه تنيييييايي بييييا وسييييايل تييييا بيتييييي مثييييل سييييوئي‬



‫ا01،موتور ا و ب ندگو ا ارتباط برقرار كند.‬ ‫ا،ترانزيستور ا،سيم پي‬







‫«درگاه ‪»O‬‬



‫درگاه ‪ :O‬يا درگاه دو منظوره از پاي 23 تيا 93 ترا يه 1508 ميي با يد.ايي درگياه در‬



‫طراحي ار با كمتري اجزار ممك به عنوا يا درگاه ‪ I/O‬عمومي استفاده مي ود.در‬



‫طراحي ار بزرگتر كه از حافظه خارجي استفاده مي كنند،اي درگاه يا گيذرگاه شدرز و‬



‫داده حالتي پ كز ده مي با د.‬









‫01‬

‫‪Solenoids‬‬





‫61‬

‫درگاه1‬



‫درگاه 1 درگاه اختصاصي ‪ I/O‬رور پايه ار 1 تا 8 اسيت.پاييه يار ‪p1.o‬تيا 7.1‪ P‬در‬



‫صورت نياز برار ارتباط با وسايل خارجي بكار مي روند.وظيفه ديهيرر بيرار پاييه يار‬



‫درگاه از نظر گرفته ن ده است با بنابراي شنيا گيهاه برار ارتباط با وسيايل خيارجي بكيار‬



‫مي روند.استثنام در ‪ Ic‬ار 2508/2308 كه از ‪ p1.o‬و 1.1‪ p‬به عنوا خطيوط ‪ I/O‬و‬



‫يا ورودر تايمر سوم استفاده مي ود.‬







‫درگاه 2‬



‫درگاه 2 (پايه ار 12تا 82)يا درگاه سات كه بيه عنيوا ‪ I/O‬عميومي و ييا باييت بيا ر‬



‫گييذرگاه شدرز طراحييي بييا حافظييه كييد خييارجي11 بييه كييار مييي رود.اي ي درگيياه مچنييي در‬



‫طراحي ايي كه به بيش از 652 بايت از حافظه داده خارجي 21نيازدارد نيز اسيتفاده ميي‬



‫ود.‬







‫درگاه 3‬



‫درگاه 3 يا درگاه دو منظوره رور پايه يار 01تيا 71ميي با يد.عي وه بير ‪ I/O‬عميومي‬



‫اي پايه ا ريا وظايف ديهرر نييز در رابطيه بيا امكانيات خياص 1508 دارنيد.وظيايف‬



‫خاص پايه ار درگاه 3 و درگاه 2 در جدول خ صه ده است.‬



‫بيت‬ ‫نام‬ ‫شدرز بيت‬ ‫عم كرد خاص‬



‫3.3‪P‬‬ ‫‪RXD‬‬ ‫‪B0H‬‬ ‫دريافت داده برار درگاه سلاير‬









‫11‬

‫‪external code memory‬‬

‫21‬

‫‪external data memory‬‬





‫71‬

‫1.3‪P‬‬ ‫‪TXD‬‬ ‫‪B1H‬‬ ‫ارسال داده برار دريافت سلاير‬



‫2.3‪P‬‬ ‫‪INTO‬‬ ‫‪B2H‬‬ ‫وقفه خارجي 0‬



‫3.3‪P‬‬ ‫‪INTI‬‬ ‫‪B3H‬‬ ‫وقفه خارجي 1‬



‫4.3‪P‬‬ ‫‪TO‬‬ ‫‪B4H‬‬ ‫ورودر خارجي برار تايمر مارنده 0‬



‫5.3‪P‬‬ ‫1‪T‬‬ ‫‪B5H‬‬ ‫ورودر خارجي برار تايمر مارنده 1‬



‫6.3‪P‬‬ ‫‪WR‬‬ ‫‪B6H‬‬ ‫سيييييهنال فعييييال سيييياز نو ييييت در حافظييييه داده‬



‫خارجي‬



‫7.4‪P‬‬ ‫‪RD‬‬ ‫‪B7H‬‬ ‫سيييييهنال فعييييال سيييياز خوانييييد از حافظييييه داده‬



‫خارجي‬



‫0.1‪P‬‬ ‫2‪T‬‬ ‫‪90H‬‬ ‫ورودر خارجي تايمر مارنده 2‬



‫1.1‪P‬‬ ‫‪T2EX‬‬ ‫‪91H‬‬ ‫تسخير/‪ reload‬تايمر مارنده 2‬







‫‪)Program stare Enable ( PSEN‬‬



‫1508 چيييار سيييهنال اختصيياص يافتييه بييرار كنتييرل گييذرگاه دارد. ‪ PSEN‬يييا سيييهنال‬



‫خروجييي رور پايييه 92 اسييت كييه حافظييه برنامييه خييارجي (كييد)را فعييال مييي كنييد.اي ي پايييه‬



‫معمييو بييه پييار ‪ CE‬يييا ‪ EPROM‬وصييل مييي گييردد تييا خوانييد بييا بيتيييار برنامييه از‬



‫‪ EPROM‬امكا پذير ود.‬



‫سييهنال ‪ PSEN‬در طيي مرح يه خوانييد ييا دسيتورالعمل پييائي ميي رود.كيد ار دورويييي‬



‫برنامييه از ‪ EPROM‬خوانييده مييي ييوند.در گييذرگاه داده منتقييل مييي گردنييد و بييرار رمييز‬



‫گ ييائي در ثبييات دسييتورالعمل 1508 ذخيييره مييي ييوند نهييام اجييرار برنامييه از ‪ROM‬‬



‫مي ماند.‬ ‫داخ يييي ‪ PSEN‬در حاليييت غيرفعيييال بييياقي‬







‫81‬

‫‪)Address latch Enable(ALE‬‬



‫سييييهنال خروجيييي ‪ ALE‬در پاييييه 03 بيييرار ييير فيييردر كيييه بيييا ريزپردازنيييده انيتيييل مثيييل‬



‫5808,60808 يا 8808 كاركرده با د ش ناسيت.1508 بطيور م يابيي از ‪ ALE‬بيرار‬



‫جداسازر گذرگاه شدرز داده استفاده ميي كنيد. نهاميكيه درگياه ‪ o‬در حاليت خياص خيود بيه‬



‫عنوا گذرگاه داده وبايت پايي گذرگاه شدرز استفاده مي ود سييهنال ‪ ALE‬شدرز را در‬



‫يييا ثبييات خييارجي در طييي غييير نخسييت سيييكل31 حافظييه نهيياه مييي دارد.پييز از ش خطييوط‬



‫درگاه برار ورود و خروج داده در طي نيمه دوم سيكل حافظه يعنيي نهاميكيه انتقيال داده‬



‫يم فركيانز نوسيا سياز‬ ‫انجام مي ود،در دسترز ستند سيهنال ‪ ALE‬با فركانز ييا‬



‫رور ترا ه نوسا مي كند و مي تواند بيه عنيوا ييا پيالز سياعت ميه منظيوره در تعبيه‬



‫سيسييييتم بكييييار رود.اگيييير 1508 از يييييا كريسييييتال 21 مها رتز،پييييالز سيييياعت دريافييييت‬



‫كند،‪ALE‬با فركانز 2 مهيا رتز نوسيا ميي كنيد.تنييا اسيتثنام در طيي انجيام دسيتورالعمل‬



‫‪ Movx‬است كه يا پالز ‪ ALE‬حذف مي ود.اي پايه مچني برار برنامه ريزر پيالز‬



‫ورودر در انواي ‪ EPROM‬در 1508 مورد استفاده قرار مي گيرد.‬







‫‪)Extrral Access( EA‬‬



‫سيييييهنال ورودر ‪ EA‬در پايييييه 13 معمييييو بييييه سييييطح منطقييييي بييييا (‪ )+5V‬يييييا پييييائي‬



‫(زمي )وصل مي ود اگر اي پايه در وهعيت با قرارگرفته با د 2508/1508 برنامه‬



‫را از ‪ ROM‬داخ ي يعني ‪ 4K‬يا ‪ 8K‬بايت پيائي حافظيه اجيرا ميي كنيد. نهيامي كيه پيايي‬



‫با ييد ‪ ROM‬داخ ييي غيرفعييال مييي ييود و برنامييه ييا از ‪ EPROM‬خييارجي اجييرا مييي‬







‫31‬

‫‪memory cycle‬‬





‫91‬

‫يوند. مچنيي نيوي ‪ EPROM‬در 1508 از خيط ‪ EA‬بيرار تغذييه 12 وليت در برناميه‬



‫ريزر ‪EPROM‬داخ ي استفاده مي كند.‬







‫‪)Reset(RST‬‬



‫ورودر ‪ RST‬در پايه 9، شغازگر اص ي 1508 است و نهاميكه اي سيهنال حداقل برار‬



‫دوسيكل ما ي 41در وهعيت با بماند اثبات ار داخ ي 1508با مقادير نسبي بيرار ييا‬



‫روي به كار سازما يافته بكار مي وند.‬







‫«ورودي هاي نوسان ساز روي تراشه»‬



‫1508 دارار يا نوسا ساز رور ترا ه51 است و معمو با يا كريستال كه به پايه ار‬



‫81و91 متصل مي ود به راه مي افتد.فازنييار پاييدار كننيده نييز بيه صيورت ن يا داده‬



‫ده مورد نياز ستند،فركانز نيامي كريسيتال بيرار اغ يب ‪ IC‬يا خيانواده ‪MCS-51TM‬‬



‫،41 مها رتز است، رچند كه ‪ 80c31BH‬مي تواند با فركانسيايي تا 61 مهيا رتز نييز‬



‫كاركند.نوسا ساز رور ترا ه الزاما نيازر به يا كريسيتال نيدارد. ميانطور كيه در يكل‬



‫ن ا داده ده است يا منبع پالز ساعت ‪ TTL‬مي تواند به 1‪ XTAL‬و2 ‪ XTAL‬وصل‬



‫ود.‬







‫«اتصاالت تغذيه»‬



‫1508 بيا ييا تغذييه 5+ ولتيي كيارمي كنيد.اتصيال‪ Vss‬بيه پاييه 04 و ‪(Vss‬زميي )بيه پاييه‬



‫02وصل مي ود.‬





‫41‬

‫‪Machine Cycle‬‬

‫51‬

‫‪On.chip oscillator‬‬





‫02‬

‫«ساختار درگاه ‪»I/O‬‬



‫مدارات داخ ي پايه ار درگاه ا به صورت مختصر در كل ن ا داده يده اسيت.نو يت‬



‫در پايييه يييا درگيياه،داده را در يييا ذخيييره سيياز درگيياه بييار61مييي كنييد.در اثيير اي ي عمييل يييا‬



‫ترانزيسييتور اثيير ميييداني (‪)FET‬كييه بييه پايهيياه درگيياه وصييل ييده اسييت،راه انييدازر مييي‬



‫ييود.قاب يييت راه انييدازر بييرار درگا يييار 1،2 و 3بييه انييدازا چيييار ‪ TTL‬ييا تكييي كييم‬



‫ت عدد از مي نوي‪ TTL‬مي با د.‬ ‫مصرف71و برار درگاه ‪ o‬به اندازه‬







‫توجيه كنييد كيه مقاوميت با برنيده81در درگياه ‪o‬وجيود ندارنيد.ممكي اسيت ييا مقاوميت بييا‬



‫برندا خارجي بسته به م خصات ورودر وسي ه ار كه توسيط درگياه راه انيدازر ميي يود‬



‫مورد نياز با د.‬



‫در 1508دو قاب يت خواند ذخيره ساز91و خواند پايه02وجود دارد.دستورالعمل ايي كه‬



‫عمل بخوا تغيير بده- بنويز ر ابكار مي برد(مثل 5.1‪)CPL p‬برار پر ييز ازت يخيص‬



‫نادرسييت سييطح ولتيياژ در مييواقعي كييه پايييه ب ييدت تحييت بييار قراردارد،عمييل خوانييد را از‬



‫ذخيره ساز انجام مي د ند و دستورالعمل ايي كه يا بييت ازدرگياه وارد ميي كنند،پاييه را‬



‫ميي خواننيد.ذخييره سياز درگياه در ايي ميورد باييد يمال 1 منطقيي با يد وگرنييه ‪ FET‬راه‬



‫مي ود و خروجي را پايي مي ك د.‪ reset‬كرد سيسيتم مي ذخييره سيازه‬ ‫انداز رو‬



‫ار درگاه را مي كند.پز اگر يا ذخيره ساز درگاه پاا ود متعاقب ش نمي توا از پايه‬



‫به عنوا ورودر استفاده كرد،مهر اينكه ابتدا ذخيره ساز 1 ود. كل با مدارات مربوط‬



‫61‬

‫‪prot latch‬‬

‫71‬

‫‪low power schttkg TR‬‬

‫81‬

‫‪Pull-up resister‬‬

‫91‬

‫‪read latch‬‬

‫02‬

‫‪read pin‬‬





‫12‬

‫به عم كرد خاص درگا ييار ‪o‬و 2 و 3 را ن يا نميي د د، نهامييه عم كيرد خياص ايي‬



‫درگاه ا در حال انجام است.راه انداز ار خروجي به ييا شدرز داخ يي شدرز/داده داخ يي‬



‫با يا سيهنال كنترلي بصورت مقتهي سوئي مي وند.‬









‫22‬

‫«سازمان حافظه»‬



‫اغ ب ريزپردازنده ا يا فهار حافظه م ترا برار داده و برنامه در نظر مي گيرند.اي‬



‫كييار معتييولي اسييت چييو برنامييه ييا معمييو رور يييا ديسييا ذخيييره ييده و بييرار اجييرا بييه‬



‫‪ RAM‬منتقل مي گردند.به اي ترتيب برنامه يا و داده يا ير دو در ‪ RAM‬سيسيتم مقييم‬



‫مي وند.از طرف ديهر ميكروكنترلر ابندرت به عنوا ‪ cpu‬در سيستم ار كيامپيوترر‬



‫مورد استفاده قرار مي گيرند.در عوض،بيه عنيوا جيزم مركيزر در طراحيي يار كنتيرل‬



‫گرا به كار ميي رونيد كيه درايي ميوارد حافظيه محيدود است،ديسيا دراييو ييا سيسيتم عاميل‬



‫ديسا وجود ندارد و برنامه كنترلي بايد در ‪ ROM‬قرارداده ود.به مي دليل 1508 يا‬



‫فهار حافظه جداگانه برار برنامه (كد)و داده در نظر مي گيرد. ما طيور كيه در جيدول‬



‫مقايسه ‪ IC‬ا ن ا داده ده است،كه داده ر دو ممكي اسيت داخ يي با يند. بيا ايي وجيود‬



‫ردو با استفاده از اجزامرا خارجي تا خد ‪ 64K‬بايت حافظه كد و ‪ 64K‬بايت حافظه داده‬



‫قابييل توسييعه سييتند.حافظييه داخ ييي ييامل ‪ ROM‬رور ترا ييه و ‪ RAM‬دادا رور ترا ييه‬



‫است.‪ RAM‬رور ترا ه امل شرايش مناسبي از حافظه ميه منظوره،حافظيه بيتيي شدرز‬



‫پذير،بانا ار ثبات و ثبات ا كاربرد خاص12مي با د.دو ويژگي جالب توجه در 1508‬



‫بييدي قيييرار اسييت:اليييف – ثباتيييا و درگا ييييار ورودر- خروجييي بصيييورت نق ييه حافظيييه‬

‫22‬

‫ستند و مانند ر مكا ديهر حافظه قابل دسترسي ميي با يند ب)پ يته،برخ ف معميول‬



‫ديهيير ريييز پردازنييده ييا كييه پ ييته را در ‪RAM‬خييارجي قييرار مييي د نييد،در ‪ RAM‬داخ ييي‬



‫قراردارد.‬







‫«‪ RAM‬همه منظوره»‬





‫12‬

‫‪spe cial Function Registers‬‬

‫22‬

‫‪memory mapped‬‬





‫32‬

‫23 باييييت پيييائي ازشدرز ‪ 00H‬تيييا ‪ 2FH‬نييييز ميييي تواننيييد بيييه صيييورت م يييابيي اسيييتفاده‬



‫ييوند. يير مكيياني در ‪ RAM‬مييه منظييوره بييا اسييتفاده از رو يييار شدرز د ييي مسييتقيم يييا‬



‫غيرمسييتقيم قابييل دسييترز اسييت.بييرار مثييال بييرار خوانييد محتويييات ‪RAM‬داخ ييي شدرز‬



‫‪5FH‬به داخل انباره اي دستورالعمل بكار مي رود:‬







‫‪MOV A,5FH‬‬



‫اي دسيتورالعمل ييا باييت داده را بيا اسيتفاده از شدرز د يي مسيتقيم بيرار م يخص كيرد‬



‫مكا مبدأ منتقل مي كند،مقصد داده بطور منحتي در كد عم ياتي دستورالعمل بيا عنيوا ‪A‬‬



‫انبار،32م خص ده است.در هم ‪ RAM‬داخ ي با استفاده از شدرز د ي غير مسيتقيم و‬



‫0‪ R‬و 1‪ R‬نيز قابل دسترسي است.برار مثال دو دستورالعمل زير ما كارر را مي كننيد‬



‫كه دستورالعمل با به تنيايي انجام مي د د:‬







‫‪ # 5FH‬و0‪MOV R‬‬



‫‪MOV A, @ Ro‬‬



‫دستورالعمل نخست از شدرز د ي فورر برار انتقال مقدار ‪ 5FH‬بيه ثبيات ‪ Ro‬اسيتفاده ميي‬



‫كند و دستورالعمل دوم شدرز د ي غيرمستقيم را برار انتقيال داده ار كيه « ‪Ro‬بيه ش ا ياره‬



‫مي كند»به داخل انباره به كار مي گيرد.«‪ RAM‬بيت شدرز پذير»‬



‫1508،012 مكييا بيييت شدرز پييذير دارد،كييه 821 مكييا ش درشدرز بايييت ‪20H‬تييا ‪2FH‬‬



‫قراردا ته و بقيه ثبات ار كاربرد خاص ستند كه بعدا ميورد بحيث قيرار ميي گيرنيد.اندي يه‬



‫دستيابي به بيت ار منفرداز طري نيرم افزار،يكيي از امكانيات قدرتمنيد اغ يب ميكروكنترلييا‬







‫32‬

‫‪Accumulator‬‬





‫42‬

‫اسيييت. بييييت يييا ميييي تواننيييد توسيييط ييييا دسيييتورالعمل،1،0،‪ AND‬و ييييا ‪ OR‬گردنيييد.اغ يييب‬



‫ريزپردازنده ا به يا ر ته از دستورالعمل يار «بخيوا – تغييير بيده- بنيويز»بيرار انجيام‬



‫مي اعمال نيياز دارنيد.بعي وه درگياه يار ‪ I/O‬در 1508 بصيورت بييت يار شدرز پيذير‬



‫ستند كه ارتباط اقرارر را با تا بيت ا ورودر و خروجي مي كنند.تعداد 82 امكيا شدرز‬



‫پذير مه منظوره در شدرز بايت يا به عنوا بيت قابيل دسترسيي سيتند.بيرار مثيال بيرار 1‬



‫كرد بيت ‪ 64H‬اي دستورالعمل را مي توا بكار برد:‬



‫‪MOV A,2CH‬‬



‫3100000001#,‪ORL A‬‬



‫‪MOV‬‬ ‫‪2CH,A‬‬

‫42‬

‫بانك هاي ثبات‬



‫بانييا ييار ييات در 23 مكييا پييائي حافظييه داخ ييي قراردارنييد.مجموعييه دسييتورالعمل 1508‬



‫ت ثبات را از ‪Ro‬تا 7‪ R‬پ تيباني مي كند و به صورت پيش فرض،اي ثبات يا،در شدرز‬



‫‪00H‬تا‪ 07H‬قرارمي گيرند دستورالعمل زير محتوار شدرز ‪ 05H‬را به داخل انبياره منتقيل‬



‫5‪MOV A,R‬‬ ‫مي كند.‬



‫اي دس تورالعمل يا دستورالعمل يا بايتي است كه از شدرز د ي ثبيات اسيتفاده ميي كنيد.البتيه‬



‫مي عم يات با يا دسيتورالعمل دو بيايتي بيا اسيتفاده از شدرز د يي مسيتقيم درباييت دوم نييز‬



‫‪MOV‬‬ ‫انجام پذير است:‪A,05H‬‬



‫دسيييتورالعمل يييايي كيييه از ثبيييات يييار ‪Ro‬تيييا7‪R‬اسيييتفاده ميييي كننيييد كوتيييا تر و سيييريعتر از‬



‫دستورالعم يار معادلي ستند كه از شدرز د ي مستقيم استفاده ميي كننيد.داده يايي كيه بطيور‬



‫متناوب استفاده مي وند،بيتر است يكي از اي ثبات ا را استفاده كنند.‬







‫42‬

‫‪registor baanks‬‬





‫52‬

‫بانا ثبات فعال با تغيير بيت ايي انتخياب بانيا ثبيات در ك ميه وهيعيت برناميه52 قابيل تغييير‬



‫است.با فرض شنكه بانا ثابت ماره 3 فعال با د دستورالعمل زير محتوار انباره را در مكا‬



‫‪ 18H‬مي نويسد.‬



‫‪MOV Ro,A‬‬



‫بانا ار ثبات «امكا » سوئي مت را بصيورت سيريع و كيارا فيرا م ميي كند،كيه بيه‬ ‫اندي‬



‫موجب ش بخ يار جداگانه يا نرم افزار،مستقل از ديهر بخ يا از يا مجموعي ثبيات خياص‬



‫خود استفاده مي كنند.‬







‫«ثبات هاي كاربرد خاص»‬



‫ثبات ار داخ ي در اغ ب ريز پردازنيده توسيط مجموعي دسيتورالعمل يا بيه صيورت صينفي‬



‫قابل دسترسي سيتند.بيرار مثيال«‪ »INCA‬در ريزپردازنيده 9086 محتيوار انبيار،‪ A‬را ييا‬



‫واحد افزايش مي د د.عم يات به صيورت مخت فيي در كيد عم يياتي دسيتورالعمل م يخص يده‬



‫اسييت.روش دسييتيابي م ييابيي بييرار ثبييات ييا درميكروكنترلر ييا 1508 امكييا پييذير اسييت.در‬



‫حقيقييت دسييتورالعمل «‪ »INCA‬در 1508 مييا عمييل را انجييام مييي د ييد.ثبييات ييا داخ ييي‬



‫ير ثبيات دارار ييا‬ ‫1508به عنوا بخ ي از ‪ RAM‬رور ترا ه پيكربنيد يده انيد.بنيابراي‬

‫62‬

‫شدرز نيز ست.‬



‫اي برار 1508منطقي است چو ثبات زيادر دارد.ع وه بر 7‪ 21،R‬ثبات كياربرد خياص‬



‫(‪ )SFR‬در ناحيه با ر ‪RAM‬از شدرز ‪ 80H‬تا ‪ FFH‬وجود دارد.دقت كنيد كه اكثير 821‬



‫شدرز از ‪80H‬تا ‪ FFH‬تعريف ن ده اند.تنيا 12 شدرز ‪SFR‬تعريف ده است.‬







‫52‬

‫‪Program status word‬‬

‫ايه ثبات ٌا بىذرت بطُر مضتقيم دصتكاري مي‬ ‫62 شماروذي بروامً ‪ PC‬ثبات دصتُرانعمم اصتثىاء ٌضتىذ.چُن‬

‫شُوذ قراردادن آوٍا در ‪RAM‬رَي تراشً فرَ مي رَد.‬



‫62‬

‫اگرچه انباره به صورت مخفي قابيل دسترسيي اسيت اكثير ‪ SFR‬يا بيا اسيتفاده از شدرز د يي‬



‫مستقيم قابل دستيابي است. طراحا باييد نهيام بيازكرد بيا بييت يا بيه جيار باييت يا مراقيب‬



‫‪ SETB‬بييت 0در انبياره را 1 ميي كنيد وليي‬ ‫با يند.بيرار مثيال دسيتورالعمل:‪OEOH‬‬



‫ديهر بييت يا را متغييير نميي د يد. يهرد كيار ت يخيص ايي نكتيه اسيت كيه بيدانيم ‪ EOH‬يم‬



‫شدرز كاميييل بيييا بييييت انبييياره و يييم شدرز كيييم ارزش تيييري بييييت درانبييياره ميييي با يييد.چيييو‬



‫دستورالعمل ‪ SETB‬رور بييت يا عميل ميي كنيد تنييا رور بييت شدرز د يي يده تي ثير ميي‬



‫گذارد.برار مثال درگاه 1 شدرز با بيت ‪90H‬يا ‪ 1001000B‬قيراردارد بييت يار درگياه 1‬



‫در شدرز ‪90H‬تا ‪ 97H‬قراردارند يعني ‪.10010XXXB‬‬









‫72‬

‫«كلمه وضعيت برنامه»‬



‫ك مه وهيعيت برناميه (‪ )psw‬در شدرز ‪ DOH‬ميانطور كيه در جيدول صيفحه بعيد خ صيه‬



‫ده است‬



‫بيت‬ ‫نماد‬ ‫شدرز‬ ‫رح عم كرد بيت‬



‫7.‪Psw‬‬ ‫‪CY‬‬ ‫‪D7H‬‬ ‫پرچم نق ي‬



‫6.‪Psw‬‬ ‫‪AC‬‬ ‫‪D6H‬‬ ‫پرچم نق ي كمكي‬



‫5.‪Psw‬‬ ‫‪Fo‬‬ ‫‪D5H‬‬ ‫پرچم 0‬



‫4.‪Psw‬‬ ‫1‪RS‬‬ ‫‪D4H‬‬ ‫انتخاب بانا ثبات 0‬



‫3.‪Psw‬‬ ‫0‪RS‬‬ ‫‪D3H‬‬ ‫انتخاب بانا ثبات 1‬







‫‪00H-07H‬‬ ‫00=بانا0، شدرسيار‬



‫‪08-0FH‬‬ ‫10= بانا 1، شدرز ار‬



‫‪10H-17H‬‬ ‫0 1= بانا 2، شدرز ار‬



‫‪18H-1FH‬‬ ‫11= بانا 3، شدرز ار‬







‫‪D2H‬‬ ‫پرچم سرريز‬



‫‪D1H‬‬ ‫رزرو دده‬



‫‪D0H‬‬ ‫پرچم تواز زوج‬



‫امل بيت ا وهعيت مي با د.‬







‫«پرچم نقلي»‬







‫82‬

‫بيت نق ي (‪ )CY‬يا بيت دو منظوره است كه كاربرد ش بيرار عم ييات حسيابي اسيت اگير در‬



‫طي عمل جمع،يا بيت نق ي از بيت 7خارج ود ييا در طيي عميل تفري ،ييا بييت فرهيي بيه‬



‫بيت 7 وارد ود پرچم نق ي 1 مي ود.برار مثال اگر انباره امل ‪ ffh‬با د دستورالعمل:‬



‫‪ADD‬‬ ‫1#,‪A‬‬



‫به انباره مقدار ‪00H‬را داده و پرچم نق ي را در ‪ 1،psw‬مي كند.‬



‫پييرچم نق ييي در هييم يييا انبيياره بييولي نيييز سييت،كه بييه عنييوا يييا ثبييات تييا بيتييي بييرار‬



‫دستورالعمل ار بولي كه رور بيت ا عمل مي كنند به كار مي شيد.بيرار مثيال دسيتورالعمل‬



‫زييير بيييت ‪ 25H‬را بييا پييرچم نق ييي ‪ AND‬مييي كن يد و نتيجييه را بييه پييرچم نق ييي برمييي گردانييد:‬



‫‪AND C,25H‬‬







‫«پرچم نقلي كمكي»‬



‫نهام جمع كرد مقادير د يد ي كيد يده بصيورت دوروييي (‪ )BCD‬اگير ييا انتقيال از بييت‬



‫3به بيت 4اتفا بيفتد،يا نتيجه در چيار بيت پائيني بي ‪ oAH‬تا ‪ oFH‬با د پرچم نق ي كمكي‬



‫‪ Set‬ميييي يييود.اگييير مقيييادير كيييه جميييع يييده انيييد،‪BCD‬با يييند دسيييتورالعمل جميييع باييييد بيييا‬



‫‪(DAA‬تصيييحيح اع يييارر انبييياره)72دنبيييال ميييي يييود.تيييا نتيييايا بزرگتييير از 9 بيييه محيييدودا‬



‫كاربرگردانده وند.‬







‫«پرچم صفر0 »‬



‫پرچم 0يا 0‪ F‬يا بيت پرچم مه منظوره برار استفاده كاربرا مي با د.‬









‫72‬

‫‪Decimal Adjust Accumulator‬‬





‫92‬

‫«بيت هاي انتخاب بانك ثبات»‬



‫بيييت ييار انتخيياب بانييا ثبييات (1‪ Rs‬و 0‪،)RS‬بانييا ثبييات فعييال را م ييخص مييي كننييد،در پييي‬



‫‪ Reset‬ييد سيسييتم پيياا مييي ييوند و در صييورت لييزوم بصييورت نييرم افييزارر تغيييير مييي‬



‫كنند.برار مثال سه دستورالعمل زير بانا 3 را فعيال كيرده سيپز محتوييات ثبيات 7‪ R‬را بيه‬



‫انباره منتقل مي كنند:‬



‫1‪SETB Rs‬‬



‫0‪SETB RS‬‬



‫7‪MOV A,R‬‬



‫نهييامي كييه برنامييه بييا اسييمبل ييود شدرز ييار بيييت درست،جان ييي نماد ييار «‪ »Rso‬و‬



‫«1‪ »RS‬مي وند و به اي ترتيب دسيتورالعمل 1‪ SETBRS‬ميا ‪ SETB OD4H‬ميي‬



‫با د.‬









‫03‬

‫82‬

‫«پرچم سرريز»‬



‫پرچم سرريز (‪)OV‬پز از يا عمل جمع يا تفري ،اگر يا سيرريز حسيابي اتفيا بيفتيد 1 ميي‬



‫ود. نهامي كه اعداد ع مت دار جمع يا تفريي ميي يوند،نرم افيزار ميي توانيد ايي بييت را‬



‫بررسي كند تا م يخص يود كيه نتيجيه در محيدوده مناسيب قيراردارد ييا خيير.وقتيي كيه اعيداد‬



‫بيدو ع ميت جميع ميي يوند از بييت 75 صيرف نظير ميي يود.نتيايا بزرگتيراز +721 ييا‬



‫كوچكتر از –821 بيت 75/1 1 مي كننيد.بيرار مثيال عميل جميع زيير باعيث سيرريز يده و‬



‫بيت ‪OV‬را در ‪1,Psw‬مي كند:‬



‫‪of‬‬ ‫51‬

‫‪7f‬‬ ‫721‬

‫: ‪Hex‬‬ ‫: ‪Decimal‬‬

‫‪8E‬‬ ‫241‬



‫‪ 8EH‬به عنوا يا عدد ع ميت دار،بيا –611 معيادل اسيت كيه بيه وهيوح بيا نتيجيه درسيت‬



‫يعني 241 متفاوت است بنابراي بيت ‪ 1,OV‬مي ود.‬







‫«بيت توازن92»‬



‫بيت تواز (‪ )P‬در ر سيكل ما ي برار ساخت تواز زوج انباره،بطور خودكار 1وييا پياا‬



‫مي ود.تعداد بيت ار 1 در انباره به ع وه بيت ‪ p‬مواره زوج است اگر برار مثال انباره‬



‫امل 10110101 با يد ‪ p‬حياور 1 خوا يدبود.بييت تيواز اغ يب در ارتبياط بيار اول يار‬



‫درگاه سلاير برار اهافه كرد يا بيت تواز پييش از فرسيتاد و ييا بررسيي تيواز پيز از‬



‫دريافت به كار مي رود.‬









‫82‬

‫‪overflow flag‬‬

‫92‬

‫‪parity flag‬‬





‫13‬

‫«ثبات ‪»B‬‬



‫ثبييييات ‪ B‬در شدرز ‪ foH‬بييييه مييييراه انبيييياره بييييرار عم يييييات هييييرب و تقسيييييم اسييييتفاده مييييي‬



‫يت بيتيي بيدو ع ميت در ‪A‬و‪ B‬را صيرف كيرده و‬ ‫ود.دستورالعمل ‪ MUL AB‬مقادير‬



‫نتيجه 61 بيتي را در ‪ A‬و ‪ B‬قيرار ميي د يد.دسيتورالعمل ‪ A,DIV AB‬را بير ‪ B‬تقسييم ميي‬



‫كند و خارج قسمت را در ‪ A‬و باقي مانده را در ‪ B‬مي گذارد.ثبات ‪ B‬مچنيي بيه عنيوا ييا‬



‫ثبات چركنويز مه منظوره عمل مي كند.اي ثبات بيت شدرز پذير ازشدرز ‪FOH‬تيا ‪F7H‬‬



‫نيز ست.‬







‫03‬

‫«اشاره گر پشته»‬



‫يت بيتيي در شدرز ‪ 81H‬اسيت. ايي ثبيات حيياور شدرز داده ار‬ ‫ا ياره گير پ يته ييا ثبيات‬



‫پ ته قيراردارد.عم ييات پ يته يامل پيوش كيرد داده‬ ‫نهام در با ر‬ ‫است كه در ما‬



‫به پ ته و چار كرد داده ازپ ته مي با د.پوش كرد به پ ته ‪ sp‬را پييش از انتقيال داده بيه‬



‫پ ته يا واحد افزايش مي د د و عمل پار كرد ،داده را ازپ يته ميي خوانيد سيپز ‪ sp‬را ييا‬



‫واحد كا ش مي د د.‬



‫پ ييته 1508 در ‪ RAM‬داخ ييي قييرار دارد و محييدود بييه شدرز ييايي اسييت كييه بييا شدرز د ييي‬



‫غيرمسييتقيم قابييل دسترسييي اسييت.يعنييي 821 بايييت اول در 1508/1308يييا تمييام 652بايييت‬



‫‪ RAM‬رور ترا ه 1508/2308 .برار مقدار اوليه داد دوباره به ‪ sp‬در پ يته ار كيه از‬



‫شدرز ‪ 60H‬شغييييياز ميييييي يييييود. دسيييييتورالعمل زيييييير ميييييورد اسيييييتفاده قيييييرار ميييييي گييييييرد:‬



‫‪MOV SP,#5FH‬‬









‫03‬

‫‪Stack pointer‬‬





‫23‬

‫در 1508/1308 اي دستورالعمل پ ته را به 23 بايت محدود مي كند،چو بيا تري شدرز‬



‫در ‪ RAM‬رور ترا ه،‪ 7FH‬است.در اي دستورالعمل مقدار ‪ 5FH‬به كيار رفتيه چيو ‪SP‬‬



‫پيش از اوليي عميل پيوز ييا واحيد افيزايش ميي يابيد و ‪ 60H‬ميي يود،طراحا ممكي اسيت‬



‫نخوا نييد ا يياره گيير پ ييته را مقييدار د ييي اوليييه كننييد و بهذارنييد مقييدار پيييش فييرض خييود را از‬



‫نهييام ‪ reset‬ييد حفييظ كنييد اييي مقييدار يعنييي ‪ 07H‬بييا 8408 كييه پردازنييده،قبل 1508‬



‫است،سازگارر دارد وباعث مي ود كه اولي نو ته در پ ته،داده را در شدرز ‪ 08H‬ذخيره‬



‫كنيييد.اگييير نيييرم افيييزار ميييورد اسيييتفاده بيييه ‪ sp‬مقيييدار اولييييه ند يييد،بانا ثبيييات 1 در دسيييترز‬



‫نخوا دبود.زيرا اي ناحيه از ‪ RAM‬داخ ي بخ ي از پ ته مي با د.پ ته بطور صريح توسط‬



‫دستورالعمل ار ‪ push‬و ‪ pop‬برار ذخيره و بازيافت موقتي داده ا قابل دسترز اسيت ييا‬



‫بصورت صنفي با فراخواني زوال ا (‪31)ACALL,LCALL‬و بازگ ت(‪RETI‬و‪)RET‬كه‬

‫23‬

‫ستند.مي توا به ش دسترسي پيدا‬ ‫دستورالعمل ايي برار ذخيره و بازيابي مارنده برنامه‬



‫كرد.‬









‫13‬

‫‪subriutines‬‬

‫23‬

‫‪Programcounter‬‬





‫33‬

‫«اشاره گر داده33»‬



‫ا اره گر داده كه برار دستيابي به حافظيه كيد ييا داده خيارجي اسيتفاده ميي يود،يا ثبيات 61‬



‫بيتييي اسييت كييه در شدرز ييار ‪ 82H‬و ‪ 83H‬قييراردارد.سييه دسييتورالعمل زييير ‪ 55H‬را در‬



‫مكا ‪ 1000H‬در ‪ RAM‬خارجي مي نويسد:‬



‫‪MOV‬‬ ‫‪A,#55H‬‬



‫‪MOV DPTR ,# 1000H‬‬



‫‪MOVX @DPTR,A‬‬



‫اوليي دسيتورالعمل از شدرز د يي فيورر بيرار انتقييال داده ثبيات ‪ 55H‬بيه انبياره اسيتفاده مييي‬



‫كند. دومي دستورالعمل نيز شدرز د ي فيورر را ايي بيار بيرار انتقيال شدرز ثبيات 61 بيتيي‬



‫‪1000tt‬به ا اره گر داده به كار مي برد.دستورالعمل سيوم از شدرز د يي غيرمسيتقيم بيرار‬



‫انتقييييال محتييييوار ‪ )55H(A‬بييييه مكيييياني از ‪RAM‬خييييارجي كييييه شدرسييييش در ‪ DPTR‬اسييييت‬



‫(‪)1000H‬استفاده مي كند.‬







‫«ثبات هاي درگاه43»‬



‫درگا يييار ‪ I/O‬در 1508 عبارتنييد از درگيياه 0 در شدرز ‪ ، 80H‬درگيياه 1 در شدرز ‪90H‬‬



‫درگاه 2 در شدرز ‪ A0H‬و درگاه 3در شدرز ‪.BoH‬درگاه يار 0,2,3 در صيورت اسيتفاده‬



‫از حافظه خارجي يا برخي از امكانات خاص 1508،برار عم يات ‪ I/O‬در دسترز نيستند.با‬



‫مه 2.1‪p‬تا 7.1‪ p‬مواره به عنوا خطوط ‪ I/O‬مه منظوره قابل استفاده مي با ند. مه‬ ‫اي‬



‫درگاه ا بيت شدرز پذير ستند كيه امكانيات قدرتمنيدر را بيرار ارتباطيات متقابيل فيرا م ميي‬



‫كنند.اگر يا موتور از طري يا سيم و پي و سوئي ترانزيستورر به بييت 7درگياه 1 وصيل‬





‫33‬

‫‪data pointer‬‬

‫43‬

‫‪Port registers‬‬





‫43‬

‫با يييييييييييييييييد،برار مثيييييييييييييييييال ميتوانيييييييييييييييييد: ييييييييييييييييييا دسيييييييييييييييييتورالعمل 1508يعنيييييييييييييييييي:‬



‫7.1‪SETB P‬‬



‫ود و با دستورالعمل زير خاموش گردد:‬ ‫رو‬



‫7.1‪CLR P‬‬



‫دستورالعمل ا فو از عم هر نقطه برار شدرز داد به يا بيت دريا مكا بيت شدرز پذير‬



‫اسييتفاده مييي كننييد. اسييمب ر تغييييرات زم را انجييام مييي د ييد بييدي ترتيييب دو دسييتورالعمل زييير‬



‫معادل ستند:‬



‫7.1‪CLR P‬‬



‫‪CLR 97H‬‬



‫به عنوا يا مثيال ديهير ارتبياط بيا وسيي ه ار يامل ييا بييت وهيعيت بنيام ‪Bvsy‬را درنظير‬



‫بهيريدئ كه نهام م غول بود وسي ه،او نهام شماده بود ش پاا مي با د.1 مهير ‪Busy‬‬



‫برفرض به بيت 5درگاه 1 وصل ده با يد،ح قه زيير باعيث ميي يود كيه سيسيتم بيرار شمياده‬



‫د وسي ه صبر كند:‬



‫:‪WAIT‬‬ ‫‪JB P1.5 , WAIT‬‬



‫اي ي دسييتورالعمل يعنييي «اگيير بيييت 5.1‪ P‬د،برحسييب ‪WAIT‬پييرش ك ي »بييه عبييارت ديهيير‬



‫«برگرد و دوباره ش را بررسي ك ».‬









‫53‬

‫«ثبات هاي تايمر»‬



‫1508 دارار دو تايمر مارنده 61 بيتي برار زما بندر فاص ه ار زماني53و يا يمارش‬



‫اتفاقييييات63اسييييت.تييييايمر 0درشدرز ييييار ‪ 8AH‬و ‪ 8CH‬و تييييايمر 1 در شدرز ييييار ‪8BH‬‬



‫قراردارند.عم كرد تايمر توسط ثبات حالت تايمر73(‪ )TMOD‬در شدرز ‪ 89H‬و ثبات كنترل‬



‫تايمر(‪)TCON‬در شدرز ‪ 88H‬تعيي مي يود كيه از ايي دو،تنييا ‪TCON‬بييت شدرز پيذير‬



‫است.‬







‫«ثبات هاي درگاه سلاير»‬



‫1508 امل يا درگاه سلاير رور ترا ه برار ارتباط بيا ابزار يار سيلاير ماننيد پايانيه يا و‬



‫مدم ا و يا برار ارتباط با ديهر ‪ IC‬ايي كه خطوط ارتباطي سلاير دارنيد،مي با يد.ثبياتي بيه‬



‫نام بيا فيردادا سيلاير83(‪ )SBUF‬در شدرز ‪ 99H‬ير دو دادا ارسيالي و درييافتي را نهيه ميي‬



‫دارد.نو يييت در ‪، SBUF‬داده را بيييرار ارسيييال شمييياده ميييي كنيييد و خوانيييد از ‪،SBUF‬داده‬



‫دريافتي را دردسترز قرار مي د د.حالت ار مخت ف عم كرد مخت يف عم كيرد درگياه سيلاير‬



‫از طري ثبات كنترل درگاه سلاير در شدرز ‪ 99H‬كه بيت شدرز پذير نيز ست،قابل برنامه‬



‫ريزر مي با د.‬









‫53‬

‫‪interval timing‬‬

‫63‬

‫‪event counting‬‬

‫73‬

‫‪timer mode register‬‬

‫83‬

‫‪Serial data buffer‬‬





‫63‬

‫«ثبات هاي وقفه»‬



‫1508دارار يييا سيياخت بييا پيينا منبييع وقفييه در دو سييطح تقييدم93مييي با ييد.وقثييه ييا پييز از‬



‫‪ reset‬ده سيستم غيرفعال ميي يوند وسيپز بيا نو يت در ثبيات فعيال سيازر وقفيه04(‪)IE‬در‬



‫شدرز ‪،A8H‬فعال مي گردند.سطح تقدم از طري ثبات تقدم وقفه14در شدرز ‪B8H‬تعييي ميي‬



‫ود. ر ثبات بيت شدرز پذير ستند.‬







‫«ثبات كنترل توان24»‬



‫بيت‪ SMOD‬نرخ ارسال درگاه سلاير را در حالت ار 1,2,3دو برابر مي كند.بيت يار 4‬



‫و 5 و 6در ‪PCON‬تعريف ن ده اند و بيت ار 2 و 3بيت ار پرچم مه منظيوره بيرار‬



‫44(‪)IDL‬ابتدا‬ ‫استفاده كاربرا مي با ند.بيت ار كنترل توا يعني افت تغذيه34(‪)PD‬و مع‬



‫در مييه ‪ IC‬ييار خييانواده ‪ MCS-51TM‬در دسييترز بودنييد امييا ييم اكنييو در نسييخه ييار‬



‫‪ CMOS‬منظور مي وند.ثبات ‪PCON‬بيت شدرز پذير نيست.‬









‫93‬

‫‪Priority level‬‬

‫04‬

‫‪interrupt emable register‬‬

‫14‬

‫‪inteivpt prioroty registevs‬‬

‫24‬

‫شامم بيت ٌاي كىترل مختهفي اصت كً در جذَل خالصً شذي اوذ.‬ ‫ثبات كىترل تُان در آدرس ‪87H‬‬

‫34‬

‫‪Power Down‬‬

‫44‬

‫‪Idle‬‬





‫73‬

‫«حالت معلق»‬



‫دسييتورالعم ي كييه بيييت ‪ IDL‬را 1 ك نييد،شخري دسييتورالعم ي خوا ييد بييود كييه پيييش از ورود بييه‬



‫حالييت مع ي اجييرا مييي ييود در حالييت مع ي سيييهنال سيياعت داخ ييي بييه ‪ CPU‬اعمييال مييي‬



‫ييود.1مانييه بييرار كاربرد ييار وقفييه،تايمر و درگيياه سييلاير.وهييعيت ‪ CPU‬حفييظ و محتويييات‬



‫ثبات ا تثبيت مي گردد. پايه ار درگياه يا يم سيطح منطقيي خيود را حفيظ ميي كننيد.‪ALE‬و‬



‫‪ PSEN‬نيزبيا ميي رونيد. حاليت مع ي توسيط ير وقفيه ار كيه فعيال يود ييا بيا ‪ reset‬يد‬



‫رايط بيت ‪IDL‬را پاا مي كند.‬ ‫سيستم پايا مي يابد ريا ازاي‬







‫«حالت افت تغذيه»‬



‫دستورالعم ي كه بيت ‪ PD‬را كند شخري دستورالعم ي خوا د بود كيه پييش از ورود بيه حاليت‬



‫افت تغذيه اجرا مي ود.در حالت افت تغذيه:1- نوسا ساز رور ترا ه متوقف مي و يد 2-‬



‫تمامي اسامي متوقف مي وند 3- محتويات ‪ RAM‬رور ترا ه حفظ ميي يود 4-پاييه يار‬



‫‪ PSEND‬پييايي ميي رونييد.تنيييا راه‬ ‫درگياه سييطح منطقيي خييود را حفييظ ميي كننييد 5- ‪ ALE‬و‬



‫خييروج از ايي حالييت،‪reset‬كييرد سيسييتم اسييت. نهييامي كييه سيسييتم در ايي حالييت قييراردارد‬



‫‪Vcc‬مي تواند تا 2 ولت افت كند.بايد مراقب بود كه ‪ Vcc‬پيش از ورود به اي حالت افت كند‬



‫و دست كم ده سيكل نوسا ساز پيش از پايي رفت پاي ‪Vcc,RST‬به 5 ولت برگردد.‬









‫83‬

‫«حافظه خارجي»‬



‫بييرار پ ر يييز از يييا تنهنييار بييالقوه در طراحي،ميكروكنترلر ييا بايييد قاب يييت توسييعه را فراتيير‬



‫ازمنابع و امكانات رور ترا ه خود دا ته با ند.اگر قرار است امكاناتي توسعه يابد قاب يت ش‬



‫بايد وجود دا ته با د.معميارر ‪ MCS-51TM‬ايي قاب ييت را بيه صيورت ‪ 64K‬باييت فهيار‬



‫حافظه خارجي بارر كد و ‪ 64K‬بايت فهار حافظيه خيارجي بيرار داده فيرا م كيرده اسيت و‬



‫در صييورت نييياز ‪ ROM‬و ‪ RAM‬اهييافي را مييي تييوا بييه ش افييزود.‪ IC‬ييار ارتبيياط بييا‬



‫ابزار ار جانبي نيز مي توانند برار افزايش قاب ييت ‪I/O‬اهيافه گردنيد.اينييا جزئيي از فهيار‬



‫حافظه دادا خارجي با استفاده از نق ه حافظه برار ‪ I/O‬ميي با يند. نهاميكيه حافظيه جيارجي‬



‫مورد استفاده قرار مي گيرد درگاه 0 به عنوا يا درگاه ‪ I/O‬قابل اسيتفاده نيسيت.ايي درگياه‬



‫به يا گذرگاه شدرز (7‪)A0-A‬و داده (7‪)D0-D‬مالتي پ كز ده تبديل مي ود.‪ ALE‬باييت‬



‫پائي شدرز را در روي ر سيكل حافظه خارجي ذخيره مي كند.‬



‫درگاه 2 معمو برار بايت با ر گذرگاه شدرز به كار گرفته مي ود.‬



‫پيش از بحث پيرامو جزئيات خاص مالتي پ كز كرد گذرگاه ار شدرز و داده،ايدا ك ي و‬



‫در كل ن ا داده ده است.يا شرايش بدو ميالتي پ كيز از 61 خيط اختصاصيي شدرز و 8‬



‫خيط اختصاصييي داده يعنييي كي از 42 پايييه اسييتفاده مييي كنييد.شرايييش مييالتي پ كييز ييده 8 خييط‬



‫گذرگاه را با بايت پائي گذرگاه شدرز مالتي پ كز مي نماييد.ايي تعيداد بيا 1 خيط ديهير بيرار‬



‫بايت با ر گذرگاه شدرز،ك 61 پايه مي ود اي صرفه جويي درپايه ا باعث مي ود كه‬



‫امكانات و توانايي ار بي ترر در يا بسته بندر دورديفيه54 04 پاييه ار ايجياد يود.در طيي‬



‫نيميييه نخسيييت رسييييكل حافظيييه باييييت پيييايي شدرز در درگييياه 0 قيييرار ميييي گييييرد و توسيييط‬



‫‪ALE‬ذخيره مي ود.يا 373‪ 74HC‬بايت پائي شدرز را در طي سيكل حافظه بايد از نهاه‬







‫54‬

‫‪Dual Inline package‬‬





‫93‬

‫ميي دارد.در طييي نيميه دوم سيييكل حافظيه درگيياه 0 بييه عنيوا گييذرگاه داده بيه كييار مييي رود و‬



‫داده،بسته به عمل انجام ده خوانده يا نو ته مي ود.‬







‫«دستيابي به حافظه كد خارجي»‬



‫حافظه گد خارجي يا حافظه خواندني است كه توسط سيهنال ‪ PSEN‬فعيال ميي يود. نهيامي‬



‫كه از يا ‪ EPROM‬خارجي استفاده مي كنيم،درگياه يار 0 و 2بيه عنيوا درگياه يار ‪I/O‬‬



‫مه منظوره در دسترز ما نيستند.اتصا ت سخت افزارر برار حافظيه ‪ EPRUM‬در يكل‬



‫ن ا داده ده است.يا سيكل ما ي در 1508 برابر با 21 ولتاب نوسا ساز اسيت. بيرار‬



‫نوسا ساز رور ترا ه با يا كريستال 21 مها رتز ير سييكل ما يي ييا ميكروثانييه طيول‬



‫مي ك د.در طي يا سيكل ما ي نوعي ‪ ALE‬دو پالز مي د د و دو باييت از حافظيه برناميه‬



‫خوانده مي ود.زما بندر اي عم يات كيه بيه واكن يي كيد عم يياتي64معيروف اسيت در يكل‬



‫زير ن ا داده ده است.‬







‫«دستيابي به حافظه داده خارجي»‬



‫حافظه داده خارجي يا حافظه خواندني – نو تني است كه با ‪ RD‬يا ‪ WR‬فعال مي يود.ايي‬



‫دو‬



‫سيهنال عم كرد و ديهر پايه ار 6.3‪ p‬و 7.3‪ p‬مي با يند.تنييا راه دسيتيابي بيه حافظيه داده‬



‫خارجي دستورالعمل ‪MOVx‬مي با د كه از ا اره گير داده 61 بيتيي،0‪ R‬و ييا 1‪ R‬بيه عنيوا‬



‫ثبات شدرز استفاده مي كند.‬









‫64‬

‫‪opcode f.etch‬‬





‫04‬

‫‪ RAM‬ا مي توانند مانند ‪ EPROM‬ا به 1508 مرتبط وند.با اي تفياوت كيه ‪ RD‬بيه‬



‫خط ‪ OE‬ترا ه ‪ RAM‬و ‪ WR‬به خط ‪ W‬ش وصل مي يود.اتصيا ت گيذرگاه شدرز و داده‬



‫مانند ‪ EPROM‬ا اسيت. ميا طيور كيه گفتيه يد بيا اسيتفاده از درگا ييار 0و 2 تيا ‪64K‬‬



‫بايت از ‪ RAM‬خارجي داده مي تواند به 1508 وصل ود.‬



‫يا نمودار زما بندر برار يا عمل خواند از حافظيه دادا خيارجي بيرار دسيتورالعمل @‬



‫‪ DPTR‬و ‪ MOV X A‬در كل ن ا داده ده است.يا پيالز ‪ALE‬و ييا پيالز ‪PSEN‬‬



‫74‬

‫در عوض يا پالز رور خط ‪ RO‬برار فعال كرد ‪ RAM‬حذف ده است.‬



‫كل است.‬ ‫‪ MOV‬به ما‬ ‫زما بندر يا سيكل نو ت برار ‪ A‬و ‪X @ DPTR‬‬



‫فقط ‪ WR‬پايي مي رود و داده از درگاه 0 خارج مي ود. در سيم ايي كه با كمتري اجيزام‬



‫ممك طراحي مي وند،از عم كرد ديهر درگاه 2صرف نظر مي ود.زيرا اي سيستم ا از‬



‫حافظه كد خارجي استفاده نمي كنند و تنيا به مقدار كميي حافظيه داده خيارجي نيياز دارنيد.اگير‬



‫حافظه داده خارجي به صورت حافظيه يار كوچيا صيفحه گيرا پيكربنيدر يود توسيط شدرز‬



‫ت بيتيي قابيل دسترسيي اسيت.اگير بييش از ييا صيفحه 52 بيتيي از ‪RAM‬ميورد نيياز‬ ‫ار‬



‫با د چند بيت از درگاه 2مي تواند يا صفحه را انتخاب كند.برار مثال ‪ 1K‬بايت ‪ RAM‬ميي‬



‫كل به 1508مرتبط ود.بيت ار 0و 1درگاه 2 بايد برار انتخاب يا صفحه‬ ‫تواند مطاب‬



‫مقييدار د ييي اوليييه ييوند و سييپز يييا دسييتورالعمل ‪MOVX‬بييرار خوانييد و نو ييت داده در‬



‫صفحه استفاده مي يود.بيرار مثيال فيرض كنييد 0 ‪ p2 .0  p2 .1 ‬دسيتورالعمل يار زيير ميي‬



‫تواننييد بييرار خوانييد محتويييات ‪ RAM‬خييارجي بييه داخييل انبيياره در شدرز ‪0050H‬بييه كييار‬



‫بروند:‬



‫‪Mov‬‬ ‫‪Ro,#50H‬‬





‫74 اگر دصتُرانعمم ٌاي ‪ RAM َ(Movx‬خارجي)ٌرگز اصتفادي وشُوذ،‪ ALE‬بطُر ثابت با 6/1 فركاوش‬

‫كريضتال،پانش ارصال مي كىذ.‬



‫14‬

‫‪Mov X A , @RO‬‬



‫بيييرار خوانيييد شخيييري شدرز ايييي ‪ RAM‬يعنيييي ‪ 03ffH‬دو بييييت انتخييياب صيييفحه باييييد 1‬



‫وند. ر ت دستورالعمل ار زير برار اي منظور مي توانند مورد استفاده قرار بهيرند:‬



‫‪SETB‬‬ ‫0.2‪P‬‬



‫‪SETB‬‬ ‫1.2‪P‬‬



‫‪Mov RO,# offH‬‬



‫‪Mov X A ,@ RO‬‬



‫يا مزيت اي طراحي اي است كه بيت ار 2تا 7 درگاه 2به عنوا بيت ار شدرز استفاده‬



‫نمييي ييوند،در ح يالي كييه اگيير ‪ DPTR‬بييه عنييوا ثبييات شدرز بييه كييار مييي رفييت مييورد نييياز‬



‫بودند.در نتيجه 2.2‪ P‬تا 7.2‪ P‬برار مقاصد ‪ I/O‬در دسترز قرار مي گيرند.‬









‫24‬

‫«عمليات راه اندازي مجدد،‪reset‬‬



‫1508با قرارگرفت ‪ RST‬در وهعيت منطقي با برار دست كم دو سييكل ما يي و سيپز‬



‫پايي شمد ش مي تواند ‪ reset‬ود.‪ RST‬ممك است بطور دستي با استفاده از يا سوئي و‬



‫يا نهام اعمال تغذيه توسط يا مدار ‪ RC‬فعال گردد. كل صفحه بعيد دو ميدار بيرار ‪reset‬‬



‫كرد سيستم را ن ا مي د د.‬



‫وهيعيت مييه ثبييات ييار 1508پييز از ‪ reset‬سيسييتم در جييدول صييفحه بعييد خ صييه ييده‬



‫است:‬



‫ايد ميم تري اي ثبات ا مارنده برنامه با د كه با ‪ 0000H‬بار مي ود. نهاميكه ‪RST‬‬



‫دوباره پايي مي رود.اجرار برنامه مي ه از اولي مكا در حافظه كه يعني ‪ 0000H‬شغياز‬



‫مي ود.عمل ‪reset‬تاثيرر بر محتوار ‪RAM‬رور ترا ه ندارد.‬









‫34‬

‫محتويات‬ ‫ثبات ا‬



‫‪0000H‬‬ ‫مارنده برنامه‬



‫‪00H‬‬ ‫انباره‬



‫‪00H‬‬ ‫ثبات ‪B‬‬



‫‪00H‬‬ ‫‪PSW‬‬



‫‪07H‬‬ ‫‪SP‬‬



‫‪0000H‬‬ ‫‪PPTR‬‬



‫‪FFH‬‬ ‫درگاه 3-0‬



‫‪XXX 00000B‬‬ ‫(1508/1308)‪IP‬‬



‫‪XX000000B‬‬ ‫(2508/2308)‪IP‬‬



‫‪0XX00000B‬‬ ‫(1508/1308)‪IP‬‬



‫‪0X000000B‬‬ ‫(2508/2308)‪IP‬‬



‫‪00H‬‬ ‫ثبات ار تايمر‬



‫‪00H‬‬ ‫‪SCON‬‬



‫‪00H‬‬ ‫‪SF‬‬



‫‪0XXXXXXXB‬‬ ‫(‪PCON)HMOS‬‬



‫‪0XXX0000B‬‬ ‫(‪PCON)CMOS‬‬



‫خالصه دستورالعمل ها:‬



‫الف)دستورات محاسباتي:‬









‫44‬

‫دستور‬ ‫عم وند‬ ‫توهيح‬



ADD A,sovrce Add sovrce to A



ADD A,#data



ADDC A,sovrca Add with carry



ADDC A,#Data



SVBB A,soverco Subtract from A



SVBB A,#dare With borrow



INC A Ineremenr



INC Sover



DEC A Decrement



DEC Sovrce



INC DTPR Inerement DPTR



MUL AB Mvltiply A 8B



DIV AB Divide A by B



DA A Decimel adjvst A









‫دستور‬ ‫عم وند‬ ‫توهيح‬



MOV A,Source Move source



MOV A,#Data To dastination









45

MOV Dest,source



MOV Dest,#data



MOV DPTR,#data 16



MOV C A,@AtDPTR Move from code



MOV C A,@Atpe Memory



MOVX A,@Ri Move from daca



MOVX A,@DPTR Memory



MOVX @Ri.A



MOVX @ DPTR,A



PusH Direct Push on to srack



POP Direct Pop from stack



XCH A.sovrce Exchange bytes



XEHD A,@Ri Exchang elow



Order digits



:‫ج)دستورات منطقي‬



‫دستور‬ ‫عم وند‬ ‫توهيح‬



ANL A,soberce Logical AND



ANL A,#data



ANL Direct,A



ANL Direct,#data









46

ORL A,soverce Logical OR



ORL A.#data



ORL Direct,A



ORL Direct,#data



XRL A,sovrce Logical XOR



XRL A,#data



XRL Direct,A



XRL Direct,#data



CLR A Elear A



CPL A Complement A



RL A Rotate Alefr



RLC A )through c(



RR A Rorare A right



RRC A )throughe(



SWAP A Swap nibbles



:‫د)دستورات بيتي‬



‫دستور‬ ‫عم وند‬ ‫توهيح‬



CLR C Clear c



CLR Bit Clear bit



SETB C Set C









47

SETB Bit Set bit



CPL C Complement C



CPL Bit Complement bit



ANL C,bit AND bit with C



ANL C,/bit AND NOT bit with



C



ORL C,bit OR not bit with C



Mov C,bit Mov bit to carry



Mov Bit,c Mov carry to bit



Jc Rel Jump if c set



JNC Rel Jvmp if c notser



JB Bit,rel Jump if bit set



JNB Bit,rel Jump if bit not set



JBC Bit,rel Jump if set then



clear



:‫ه)دستورات ان عاب‬



‫دستور‬ ‫عم وند‬ ‫توهيح‬



ACALL Addr11 Call svbroutine



ACALL Addr16



RET Return from svb









48

RETI From intervpt



AJMP Jump



LJMP Addr 16



SJMP Addr16



JZ Rel



JNZ @ATDPTR Jump if A=0



CJNE Rel If A not= 0



CJNE Rel Compare and Jvmp



CJNE A,data,rel IF not eqvel



CJNE A,#data,rel



DJNZ @ Ri,#data,rel



DJNZ Rn,rel Decrement and



jump



DJNZ Dircct.rel If not zero









49

‫و)دستور ‪:NOP‬‬



‫دستور‬ ‫عم وند‬ ‫توهيح‬



‫‪NOP‬‬ ‫-‬ ‫‪No operarion‬‬



‫راهنماي جدول:‬



‫‪ :RN‬شدرز د ي ثبات،0‪R‬تا 7‪ R‬مجاز است.‬



‫‪ :@Ri‬شدرز غيرمسييتقيم بييه كمييا 0‪ R‬و 1‪( R‬شدرز حافظييه داخ ييي يييا ‪SFR‬يييا 652 بابييت‬



‫اول حافظه خارجي در 0‪ R‬يا 1‪ R‬قرار مي گيرد.)‬



‫‪:direct‬شدرز حافظه داخ ي(‪ 00H‬الي ‪ 7FH‬يا نام يكيي از ‪ SFR‬يا مثيل ‪ TMOD‬ييا ‪PO‬‬



‫يا ‪A‬كه ج ور عدد ع مت #نبا د).‬



‫‪:Dara‬يا عدد ثابت 8 بيتي مثل ‪ #12H‬يا 42#يا ‪0101b‬يا 1111#يا 042#(اكتال)‬



‫61‪:Dara‬يا عدد ثابت 61 بيتي مثل ‪#1234H‬‬



‫11‪ :Addr‬يا شدرز 11 بيتيي (ميي توانيد نيام ييا ‪ Lable‬و ييا ييا عيدد 11بيتيي در صيفحه‬



‫جارر كه ع مت # زم ندارد).‬



‫61‪ :Addr‬يا شدرز 61 بيتي مستقيم (مي تواند نام يا ‪ Lable‬يا يا عدد 61 بيتي با يد و‬



‫ع مت # زم ندارد).‬



‫‪ :Bit‬عددر بي ‪ 00H‬الي ‪( 7FH‬شدرز يكي از بيت ار قابل شدرز كرد بيتي)ييا نيام بييت‬



‫‪ sfr‬ار قابل شدرز د ي بيتي مثل 5.‪ tcon‬يا 2.1‪p‬‬



‫‪ :REL‬يا عدد 8 بيتي ع مت دار(كه در برنامه نام ‪ lable‬مقصد پرش است).‬



‫‪ :Sovrce‬يكي از نماد ار ‪ RA‬و ‪ @Ri‬و ‪ direct‬كه مقصد را ن ا مي د د.‬



‫تذكر: ميكروكنترلر 15‪ 8X‬مانند ر پردازنده با كد 8بيتي مي تواند تا 652 دسيتور دا يته‬



‫با د كه ك 041 دستور يا بايتي و 19 دستور دو بايتي و 42 دستور 3بايتي دارد.برار كد‬







‫05‬

‫‪ A5H‬دستورالعمل تعريف ن ده اتز.(552=42+19+041).‬









‫15‬