Microcontrolador 8051

O microcontrolador, hoje em dia, é um elemento indispensável para o engenheiro elétrico, eletrônico ou ainda para o técnico de nível médio da área, em função de sua versatilidade e da enorme aplicação. Entre algumas das aplicações de um microcontrolador podemos citar automação industrial, telefones celulares, auto-rádios, fornos de microondas e videocassetes. Além disso, a tendência da eletrônica digital é de se resumir a microcontroladores e a chips que concentram grandes circuitos lógicos, como os PLDs (Programmable Logic Devices). Para sistemas dedicados, o microcontrolador apresenta-se como a solução mais acessível, em função do baixo custo e facilidade de uso.
O 8051, da Intel, é, sem dúvida, o microcontrolador mais popular atualmente. O dispositivo em si é um microcontrolador de 8 bits relativamente simples, mas com ampla aplicação. Porém, o mais importante é que não existe somente o CI 8051, mas sim uma família de microcontroladores baseada no mesmo. Entende-se família como sendo um conjunto de dispositivos que compartilha os mesmos elementos básicos, tendo também um mesmo conjunto básico de instruções.
Características gerais do 8051:
· CPU de 8-bits otimizada para aplicações de controle
· Processamento Booleano Amplo (lógica Single-bit)
· Espaço de endereçamento de Memória de Programa de 64K
· Espaço de endereçamento de Memória de Dados de 64K
· 4K bytes de Memória de Programa on-chip
· 128 bytes de RAM de Dados on-chip
· 32 linhas de I/O programáveis
· Dois contadores/timer de 16-bits
· UART Full duplex
· Estrutura de interrupção com dois níveis de prioridade
· Oscilador de relógio On-chip

Embora já existam microprocessadores que trabalhem a centenas de MHz, o 8051 utiliza tipicamente um clock de 12 MHz, com tempos de execução de cada instrução variando entre 1ms e 4ms.
Como já foi citado o 8051 é um microcontrolador de ampla utilização. O mesmo tem dois modos básicos de funcionamento:
a) Modo mínimo, onde somente recursos internos são utilizados pela CPU. Neste modo, estão disponíveis 4 KB de ROM para memória de programa e 128 bytes de RAM para memória de dados. O modo mínimo possui a vantagem (além da economia de componentes e espaço físico) de poder utilizar as 4 portas de 8 bits cada para controle (I/O); [Portas de I/O: sua função é a comunicação com o mundo externo. Através delas dispositivos como teclados, impressoras, displays, entre outros, comunicam-se com o sistema.].
b) Modo expandido, Neste modo, a memória de programa (ROM), a memória de dados (RAM) ou ambas podem ser expandidas para 64 kB, através do uso de CIs externos. No entanto, apresenta a desvantagem de "perder" duas das 4 portas para comunicação com as memórias externas.
A pinagem para o 8051, é mostrada abaixo:

O CI 8031 é a versão sem ROM interna do 8051. O mesmo é muito utilizado em fase de desenvolvimento ou quando se quer produzir em pequenas quantidades. Como o 8031 tem a mesma pinagem que o 8051, o mesmo possui o pino EA, que deverá sempre ser utilizado em nível lógico baixo.
É importante salientar que, diferentemente de outros sistemas baseados em microprocessador, onde cada endereço de memória identifica uma única posição física, no 8051 o mesmo endereço hexadecimal pode identificar 3 posições físicas diferentes (e até 4, no caso do 8052, que tem 256 bytes de RAM interna). Por exemplo, temos o endereço 23H na RAM interna, o endereço 23H na RAM externa e o endereço 23H na ROM externa. Mesmo com esses endereços "iguais", não há risco de confusão, pois as instruções e o modo de endereçamento são diferentes.

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