Введение в программирование 8051 с помощью AT89C2051 (приглашенная звезда: Arduino): 7 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

8051 (также известный как MCS-51) - это микроконтроллер 80-х годов, который остается популярным и сегодня. Современные микроконтроллеры, совместимые с 8051, доступны от множества поставщиков, всех форм и размеров, а также с широким спектром периферийных устройств. В этом руководстве мы рассмотрим микроконтроллер AT89C2051 от Atmel.

AT89C2051 - это небольшой (2 Кбайт флэш-памяти, 128 байт ОЗУ), дешевый (~ 1,40 доллара за чип) микроконтроллер.

• 2.7-6V работа
• 15 линий ввода / вывода
• 2 таймера (16 бит)
• Внутренние и внешние прерывания
• UART
• Встроенный аналоговый компаратор
• До 2MIPS при тактовой частоте 24 МГц

Шаг 1. Требования

Требования:

• ПК с Linux (требуется программное обеспечение: Arduino IDE, git, make, sdcc)
• Arduino UNO
• Микросхема AT89C2051 (корпус DIP20)
• 20-контактный разъем ZIF
• Оптопара (желательно MOSFET-выход)
• Щит для прототипирования Arduino
• Блок питания 12 В
• Источник питания 5В
• Кварцевый генератор 16 МГц
• 2x 30 пФ конденсатор
• Конденсатор 100 нФ
• Диод (например: 1N400X)
• Резисторы (1К, 3К3)
• Протоборд
• Джемперы
• Медная проволока

Проверьте наличие необходимого программного обеспечения:

который python3

которые делают какой sdcc какой git

Шаг 2: создание программиста

Этот раздел будет кратким, поскольку некоторое время назад я построил свой программный щит. Прилагаю схему и изображения собранной платы. Схема в формате PDF находится в репозитории.

Вам нужно будет запрограммировать плату программиста:

1. Клонируйте репозиторий.

git clone

2. Откройте файл AT89C2051_programmer / AT89_prog / AT89_prog.ino в среде Arduino IDE.

3. Создайте и загрузите скетч из Arduino IDE.

Шаг 3: Установка программного обеспечения для программистов

1. Создайте виртуальную среду Python.

python3 -m venv venv

. Venv / bin / активировать

2. Установить at89overlord. at89overlord - программист с открытым исходным кодом для микросхемы AT89C2051, написанный мной. Его исходный код можно найти здесь.

pip install at89overlord

3. Проверьте установку.

at89overlord -h

Шаг 4: Программирование чипа

1. Клонируйте простой проект мигания.

cd ~

git clone https://github.com/piotrb5e3/hello-8051.git cd hello-8051 /

2. Соберите приложение.

делать

3. Подключите Arduino к ПК, подключите питание 12 В, вставьте микросхему AT89C2051 в гнездо ZIF.

4. Найдите последовательный порт Arduino.

ls / dev / tty *

5. Загрузите в чип встроенный файл IntelHex. Если ваш порт Arduino отличается от / dev / ttyACM0, вы должны передать правильное значение с параметром командной строки -p.

at89overlord -f./hello.ihx

Шаг 5: Сборка

Соберите схему по схеме. PDF-версию можно найти в репозитории.

Вы должны увидеть зеленый светодиод, мигающий с частотой около 0,5 Гц.

Шаг 6: Пояснение к коду

#включают

#включают

Начнем с включения заголовка AT89X051 из sdcc. Он содержит макросы для взаимодействия с регистрами, как если бы они были переменными. Мы также включаем stdint.h, который содержит определения целочисленных типов uint8_t и uint16_t.

// Предполагая, что частота генератора 16 МГц

#define INTERRUPTS_PER_SECOND 5208

Прерывание возникает при переполнении Timer0. Он настроен как один 8-битный таймер, поэтому это происходит каждые 2 ^ 8 циклов процессора. Один цикл процессора занимает 12 тактов, и, таким образом, мы получаем 16000000/12/2 ^ 8 = 5208,33333.

изменчивый uint8_t led_state = 0;

изменчивый uint16_t timer_counter = INTERRUPTS_PER_SECOND;

Объявляем переменные контроля состояния светодиода и счетчика прерываний.

void Timer0_ISR (void) _interrupt (1) {

timer_counter--; если (timer_counter == 0) {led_state =! led_state; timer_counter = INTERRUPTS_PER_SECOND; }}

Каждый раз, когда Timer0 переполняется, счетчик уменьшается. Если он равен нулю, он сбрасывается, и состояние светодиода изменяется. Это происходит примерно раз в секунду, в результате чего частота мигания светодиода составляет ~ 0,5 Гц.

int main () {

TMOD = 0x3; // Режим таймера - 8 бит, без предделителя. freq = OSCFREQ / 12/2 ^ 8 TL0 = 0; // Очистить счетчик TH0 = 0; // Очистить регистр TR0 = 1; // Устанавливаем таймер на запуск. ЕТ0 = 1; // Устанавливаем прерывание. EA = 1; // Устанавливаем глобальное прерывание. в то время как (1) {если (led_state) {P1 = 0xFF; } else {P1 = 0x00; }}}

Мы настраиваем модуль таймера и ждем изменений в переменной управления состоянием светодиода. TMOD - это регистр управления режимом таймера. TL0 и TH0 - это регистры управления Timer0. ET0 - это бит включения таймера0 в регистре управления таймером (TCON). TR0 и EA - это биты в регистре разрешения прерывания (IE).

Шаг 7: Дополнительные ресурсы

• Таблица данных AT89C2051:
• Компилятор C для малых устройств (sdcc):
• 8051 ресурсы:
• Репозиторий программатора AT89C2051:
• Репозиторий hello-8051: