8051 마이크로컨트롤러

마이크로프로세서의 발전

1단계(마분지 위에 연결) → 2단계(브레드보드 기반 마이크로프로세서 등과 같은 전자부품 연결) → 3단계(PCB 기판에 직접 연결)

8051 기본 구조

개발된 지 40년이나 된 마이크로컨트롤러지만 많이 사용한다. 왜냐하면 성능좋은 CPU가 필요없는 경우가 많기 때문이다.

각각의 pin assignment가 중요함. 메모리 구조(하버드 구조)에 대해서 아는 것도 중요함

핀 기능

총 40개의 핀 중 32개가 input/output 이고 8개가 기타 flag를 나타낸다.

ALU와 각각의 BUS가 존재한다. 내부에 오실레이터가 존재

내부의 리소스를 잘 활용하는 것이 중요함.

-1-2+1-3-1

• 포트 0(P0) (32 ~ 39)
  • 기본 기능으로 8비트 양방향성 I/O 포트로 사용 (풀업 저항 필요)
• 포트 1(P1) (1~8)
  • 기본 기능으로 8비트 양방향성 I/O 포트로 사용
• 포트 2(P2) (21 ~ 28)
  • 기본 기능으로 8비트 양방향성 I/O 포트로 사용
• 포트 3(P3) (10 ~17)
  • 기본 기능으로 8비트 양방향성 I/O 포트로 사용
• 시스템 리셋(RST) (9)
  • 마이크로프로세서를 오래 사용하다가 뭔가 문제가 생기면 리셋한다.
• 클록 오실레이터(XTAL2, XTAL1) (18, 19)
• PSEN (29)
  • 프로그램 메모리(ROM)에 저장된 데이터를 읽을 때 사용
• ALE / PROG (30)
  • 외부 래치소자에 하위 어드레스를 래치시키기 위해 제공되는 신호
• EA / VPP (31)
  • 내부 ROM이 있다면 High(Vcc)에 연결하고 내부 ROM이 없는 경우에는 Low(GND)에 연결한다.
• VSS(20), VCC(40)
  • Vcc = 5V, Vss = 0V

8051의 기본 특징

1. 가장 대표적인 Microprocessor
2. 8bit CPU로 최적화된 응용에 적합
3. 전력소비가 적다(HMOS: High-density Metal-Oxide-Semiconductor)
4. 비트단위로 조작 및 제어 가능한 부울함수 처리가 가능
5. 4Kbyte의 프로그램 메모리(ROM) 존재
6. 특수 기능 레지스터가 있어 원하는 작업을 잘 할 수 있도록 하는 옵션이 많다.
7. 외부 메모리 확장 기능 존재
8. 4개의 입출력 포트 내장
9. 16bit 타이머/카운터 2개 내장
10. 완전 전이중 방식의 통신용 직렬 포트가 내장
11. 2중 우선순위구조를 갖는 5개의 인터럽트 소스 내장
12. 칩 내에 플래시메모리 내장(Atmega에서)

회로에서

접속 - 만나는 것(점), 교차 - 건너 뛰는 것(뛰어 넘는 것)

저항

• 고정저항 저항이 정해져 있는 저항
  • 탄소피막: 가격이 저렴
  • 금속피막: 고정밀도
  • 시멘트저항: 고전압
  • 권선저항: 계측기
  • 어레이 저항: 다수의 저항이 필요한 경우 전광판같은 것에 어레이 저항이 있음.
    
• 가변저항
  • 볼륨타입-손잡이
  • 반고정 타입-드라이버 필요

저항 구하는 방법은 첫번째 두번째 색깔의 컬러 코드에 세번째 색깔의 컬러코드 만큼의 10제곱을 곱한다. 4번째 색깔은 오차를 나타낸다.

저항 관련 공식

커패시터

전기를 저장하거나 방출하는 축전지로서 사용하거나 직류를 통과하지 않는 성질을 이용한다.

• 주요 용도
  • 다이오드와 정류회로를 구성하여 교류를 직류로 변환
  • 커패시터의 충전 시간을 이용해서 펄스의 시간 지연 회로 구성
  • 저항과 함께 구성하여 저주파 신호만 추출
  • 저항과 함께 구성하여 고주파수 신호만 추출
• 종류
  • 전해 커패시터
    • 정격 전압(2~500V)이 있으며 비교적 용량이 크다. (0.1µF~15000µF)
    • 극성이 있다.
  • 탄탈 커패시터
    • 전격 전압(3~35V)이 있으며 비교적 용량이 크다.(0.1µF~220µF)
    • 극성이 있다.
    • 전해 커패시터보다 주파수 특성(DC~수 10MHz)이 좋다.
  • 세라믹 커패시터
    • 전격 전압(25V~3KV), 비교적 용량이 작다.(수 pF~ 수 µF)
    • 극성이 없으며 오차가 크다
  • 바리콘
    • 라디오의 동조용으로 사용한다.
  • 트리머
    • 조정용 드라이버를 이용하여 미세 조정한다.

커패시터에 계속해서 전압을 주면 폭발한다.