Introduzione alla programmazione 8051 con AT89C2051 (Guest Starring: Arduino): 7 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

L'8051 (noto anche come MCS-51) è un design MCU degli anni '80 che rimane popolare oggi. I moderni microcontrollori compatibili con 8051 sono disponibili da più fornitori, in tutte le forme e dimensioni e con un'ampia gamma di periferiche. In questo tutorial esamineremo l'MCU AT89C2051 di Atmel.

AT89C2051 è un microcontrollore piccolo (2Kbyte Flash, 128byte RAM), economico (~$1,40 per chip). Caratteristiche:

• Funzionamento a 2,7-6 V
• 15 linee I/O
• 2 timer (16 bit)
• Interruzioni interne ed esterne
• UART
• Comparatore analogico su chip
• Fino a 2 MIPS con un clock a 24 MHz

Passaggio 1: requisiti

Requisiti:

• PC Linux (software richiesto: Arduino IDE, git, make, sdcc)
• Arduino UNO
• Chip AT89C2051 (pacchetto DIP20)
• Presa ZIF a 20 pin
• Fotoaccoppiatore (preferibilmente uscita MOSFET)
• Scudo di prototipazione Arduino
• Alimentazione 12V
• Alimentazione 5V
• Oscillatore a cristallo da 16 MHz
• Condensatore 2x 30pF
• Condensatore da 100nF
• Diodo (es: 1N400X)
• Resistori (1K, 3K3)
• Protoboard
• ponticelli
• Filo di rame

Verifica il software richiesto:

quale pitone3

che fanno quale sdcc quale git

Passaggio 2: creazione del programmatore

Questa sezione sarà breve, poiché ho costruito il mio scudo di programmazione qualche tempo fa. Ho allegato lo schema e le immagini della scheda assemblata. Il PDF dello schema si trova nel repository.

Dovrai programmare la scheda del programmatore:

1. Clonare l'archivio.

git clone

2. Aprire il file AT89C2051_programmer/AT89_prog/AT89_prog.ino nell'IDE di Arduino.

3. Costruisci e carica lo schizzo dall'IDE di Arduino.

Passaggio 3: installazione del software di programmazione

1. Creare un ambiente virtuale Python.

python3 -m venv venv

. venv/bin/activate

2. Installa su89overlord. at89overlord è un programmatore Open Source per il chip AT89C2051 scritto da me. Il codice sorgente può essere trovato qui.

pip install at89overlord

3. Verificare l'installazione.

at89overlord -h

Passaggio 4: programmazione del chip

1. Clonare un semplice progetto Blink.

cd ~

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

2. Creare l'applicazione.

fare

3. Collega Arduino al PC, collega l'alimentazione a 12V, posiziona il chip AT89C2051 nella presa ZIF.

4. Individua la porta seriale di Arduino.

ls /dev/tty*

5. Carica il file IntelHex costruito sul chip. Se la porta del tuo Arduino è diversa da /dev/ttyACM0 devi passare il valore corretto con il parametro -p della riga di comando.

at89overlord -f./hello.ihx

Passaggio 5: assemblaggio

Assemblare il circuito secondo lo schema. Una versione PDF può essere trovata nel repository.

Dovresti vedere il LED verde lampeggiare con una frequenza di circa 0,5Hz.

Passaggio 6: spiegazione del codice

#includere

#includere

Iniziamo includendo l'intestazione AT89X051 da sdcc. Contiene macro per interagire con i registri come se fossero variabili. Includiamo anche stdint.h che contiene le definizioni dei tipi interi uint8_t e uint16_t.

// Supponendo che l'oscillatore sia 16MHz

#define INTERRUPTS_PER_SECOND 5208

Si verifica un interrupt quando il Timer0 va in overflow. È configurato come un singolo timer a 8 bit, quindi questo accade ogni 2^8 cicli del processore. Un ciclo del processore richiede 12 cicli di clock e quindi arriviamo a 16000000/12/2^8 = 5208.33333.

volatile uint8_t led_state = 0;

volatile uint16_t timer_counter = INTERRUPTS_PER_SECOND;

Dichiariamo il controllo dello stato del led e le variabili del contatore di interruzione.

void Timer0_ISR(void) _interrupt (1) {

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

Ogni volta che il Timer0 va in overflow il contatore viene decrementato. Se è uguale a zero viene resettato, e cambia lo stato del led. Ciò si verifica circa una volta al secondo, con conseguente frequenza di lampeggio del LED di ~0,5Hz.

int main() {

TMOD = 0x3; // Modalità timer - 8 bit, nessun prescaler. freq = OSCFREQ/12/2^8 TL0 = 0; // Cancella contatore TH0 = 0; // Cancella registro TR0 = 1; // Imposta il timer per l'esecuzione. ET0 = 1; // Imposta l'interruzione. EA = 1; // Imposta l'interrupt globale. while(1) { if (led_state) { P1 = 0xFF; } altrimenti { P1 = 0x00; } } }

Configuriamo il modulo timer e attendiamo i cambiamenti nella variabile di controllo dello stato del led. TMOD è il registro di controllo della modalità timer. TL0 e TH0 sono registri di controllo Timer0. ET0 è il bit di abilitazione del timer0 nel registro di controllo del timer (TCON). TR0 e EA sono bit nel registro di abilitazione degli interrupt (IE).

Passaggio 7: risorse aggiuntive

• Scheda tecnica AT89C2051:
• Compilatore C per piccoli dispositivi (sdcc):
• 8051 risorse:
• Archivio programmatore AT89C2051:
• hello-8051 repository: