Cấu trúc bên trong Vi điều khiển 8051
Bộ NHỚ CHƯƠNG TRÌNH- BỘ NHỚ ROM
Bộ nhớ ROM dùng để lưu chương trình do người viết chương trình viết ra. Chương trình là tập hợp các câu lệnh thể hiện các thuật toán để giải quyết các công việc cụ thể, chương trình do người thiết kế viết trên máy vi tính, sau đó được đưa vào lưu trong ROM của vi điều khiển, khi hoạt động, vi điều khiển truy xuất từng câu lệnh trong ROM để thực hiện chương trình. ROM còn dùng để chứa số liệu các bảng, các tham số hệ thống, các số liệu cố định của hệ thống. Trong quá trình hoạt động nội dung ROM là cố định, không thể thay đổi, nội dung ROM chỉ thay đổi khi ROM ở chế độ xóa hoặc nạp chương trình (do các mạch điện riêng biệt thực hiện).
Bộ nhớ ROM được tích hợp trong chip Vi điều khiển với dung lượng tùy vào chủng loại cần dùng, chẳng hạn đối với 89S52 là 8KByte, với 89S53 là 12KByte.
Bộ nhớ bên trong Vi điều khiển 89Sxx là bộ nhớ Flash ROM cho phép xóa bộ nhớ ROM bằng điện và nạp vào chương trình mới cũng bằng điện và có thể nạp xóa nhiều lần
Bộ nhớ ROM được định địa chỉ theo từng Byte, các byte được đánh địa chỉ theo số hex-số thập lục phân, bắt đầu từ địa chỉ 0000H, khi viết chương trình cần chú ý đến địa chỉ lớn nhất trên ROM, chương trình được lưu sẽ bị mất khi địa chỉ lưu vượt qua vùng này. Ví dụ: AT89S52 có 8KByte bộ nhớ ROM nội, địa chỉ lớn nhất là 1FFFH, nếu chương trình viết ra có dung lượng lớn hơn 8KByte các byte trong các địa chỉ lớn hơn 1FFFH sẽ bị mất.
Ngoài ra Vi điều khiển còn có khả năng mở rộng bộ nhớ ROM với việc giao tiếp với bộ nhớ ROM bên ngoài lên đến 64KByte(địa chỉ từ 0000H đến FFFFH).
1.5.BỘ NHỚ DỮ LIỆU- BỘ NHỚ RAM
Bộ nhớ RAM dùng làm môi trường xử lý thông tin, lưu trữ các kết quả trung gian và kết quả cuối cùng của các phép toán, xử lí thông tin. Nó cũng dùng để tổ chức các vùng đệm dữ liệu, trong các thao tác thu phát, chuyển đổi dữ liệu.
RAM nội trong Vi điều khiển được tổ chức như sau:
RAM nội trong Vi điều khiển được tổ chức như sau:
- Các vị trí trên RAM được định địa chỉ theo từng Byte bằng các số thập lục phân (số Hex)
- Các bank thanh ghi có địa chỉ 00H đến 1FH
- 210 vị trí được định địa chỉ bit
- các vị trí RAM bình thường
- Các thanh ghi có chức năng đặc biệt có địa chỉ từ 80H đến FFH.
Các byte RAM 8 bit của vi điều khiển được gọi là "ô nhớ", nếu các ô nhớ có chức năng đặc biệt thường được gọi là "thanh ghi", nếu là bit thì được gọi là "bit nhớ".
1.5.1. Các bank thanh ghi
Các bank thanh ghi có địa chỉ byte từ 00H đến 1FH, có 8 thanh ghi trong mỗi bank, các thanh ghi được đặt tên từ R0-R7, các thanh ghi này được đặt mặc định trong bank 1. Có 4 bank thanh ghi và tại mỗi thời điểm chỉ có một bank thanh ghi được truy xuất với các thanh ghi từ R0 đến R7, để thay đổi việc truy xuất các thanh ghi trên các bank thanh ghi, người dùng phải thay đổi giá trị các bit chọn bank trong thanh ghi trạng thái PSW bằng các câu lệnh trong chương trình.
Các lệnh dùng các thanh ghi từ R0 đến R7 mất khoảng không gian lưu trữ ít hơn và thời gian thực hiện nhanh hơn so với các lệnh dùng các ô nhớ RAM khác, ngoài ra các thanh ghi này còn có thêm một số chức năng đặc biệt khác, vì lí do này các dữ liệu sử dụng thường thường được người viết chương trình đưa vào lưu trong các thanh ghi này.
Ngoài ra, có thể truy xuất thanh ghi trên các bank thanh ghi như với các ô nhớ bình thường khác. Ví dụ: nguời dùng có thể truy xuất đến thanh ghi R7 bằng ô nhớ 07H.
Các lệnh dùng các thanh ghi từ R0 đến R7 mất khoảng không gian lưu trữ ít hơn và thời gian thực hiện nhanh hơn so với các lệnh dùng các ô nhớ RAM khác, ngoài ra các thanh ghi này còn có thêm một số chức năng đặc biệt khác, vì lí do này các dữ liệu sử dụng thường thường được người viết chương trình đưa vào lưu trong các thanh ghi này.
Ngoài ra, có thể truy xuất thanh ghi trên các bank thanh ghi như với các ô nhớ bình thường khác. Ví dụ: nguời dùng có thể truy xuất đến thanh ghi R7 bằng ô nhớ 07H.
Trên RAM nội có 210 ô nhớ bit được định địa chỉ và có thể truy xuất đến từng bit, các bit nhớ này cũng được định địa chỉ bằng các số thập lục phân- số Hex. Trong đó có 128 bit nằm trong các ô nhớ có địa chỉ byte từ 20H đến 2FH, các bit nhớ còn lại chứa trong nhóm thanh ghi có chức năng đặc biệt.
Mặc dù các bit nhớ và ô nhớ (byte) cùng được định bằng số Hex, tuy nhiên chúng sẽ được nhận dạng là địa chỉ bit hay địa chỉ byte thông qua các câu lệnh tương ứng dành cho các bit nhớ hoặc các ô nhớ này.
Ví dụ:
mov 05H,#10111111B ;>>> lệnh này thiết lập giá trị cho ô nhớ có địa chỉ là 05H
JB 05H,nhan01 ;>>> lệnh này liên quan đến trạng thái của bit nhớ có địa chỉ 05H
Mặc dù các bit nhớ và ô nhớ (byte) cùng được định bằng số Hex, tuy nhiên chúng sẽ được nhận dạng là địa chỉ bit hay địa chỉ byte thông qua các câu lệnh tương ứng dành cho các bit nhớ hoặc các ô nhớ này.
Ví dụ:
mov 05H,#10111111B ;>>> lệnh này thiết lập giá trị cho ô nhớ có địa chỉ là 05H
JB 05H,nhan01 ;>>> lệnh này liên quan đến trạng thái của bit nhớ có địa chỉ 05H
1.5.3. Vùng RAM bình thường
Vùng RAM này có địa chỉ byte từ 30H đến 7FH, dùng để lưu trữ dữ liệu, được truy xuất theo từng byte.
1.5.4. Các thanh ghi có chức năng đặc biệt
Các thanh ghi này được định địa chỉ byte, một số được định thêm địa chỉ bit, có địa chỉ của các thanh ghi này nằm trong khoảng 80H đến FFH. Các thanh ghi đặc biệt này này được dùng để xác lập trạng thái hoạt động cần thiết cho Vi điều khiển.
TÌM HIỂU MỘT SỐ Ô NHỚ CÓ CHỨC NĂNG ĐẶC BIỆT
1.5.6.Các thanh ghi có địa chỉ 80H, 90H, A0H, B0H:
Đây là các thanh ghi kiểm tra và điều khiển mức logic của các Port, có thể truy xuất và xác lập các thanh ghi này với địa chỉ byte hoặc tên riêng lần lượt là P0, P1, P2, P3 tương ứng với các Port xuất. Chẳng hạn để tất cả các chân của Port 0 lên mức logic 1, cần làm cho các bit của thanh ghi có địa chỉ 80H lên mức 1.
1.5.7.thanh ghi A
Thanh ghi A là thanh ghi quan trọng, dùng để lưu trữ các toán hạng và kết quả của phép tính.
Thanh ghi A có độ dài 8 bits, có địa chỉ là E0H.
Thanh ghi A có độ dài 8 bits, có địa chỉ là E0H.
1.5.8. thanh ghi B
Thanh ghi B ở địa chỉ F0H, được dùng với thanh ghi A để thực hiện các phép toán số học. Khi thực hiện lệnh chia với thanh ghi A, số dư được lưu trữ ở thanh ghi B. Ngoài ra thanh ghi B còn được dùng như một thanh ghi đệm có nhiều chức năng.
1.5.9.Con trỏ ngăn xếp SP: địa chỉ 81H
Con trỏ ngăn xếp SP là một thanh ghi có địa chỉ 81H, giá trị của nó được tăng,giảm tự động khi thực hiện các lệnh PUSH, CALL,POP con trỏ SP dùng quản lí và xử lí các nhóm dữ liệu liên tục.Giá trị mặc định của SP là 07H.
1.5.10. Con trỏ dữ liệu DPTR.
Con trỏ dữ liệu DPTR là thanh ghi 16 bit duy nhất của Vi điều khiển 8051 được tạo thành từ hai thanh ghi DPL (byte thấp-địa chỉ byte 82H) và DPH (byte cao-địa chỉ byte 83H). Hai thanh ghi DPL và DPT có thể truy xuất độc lập bởi người sử dụng. Con trỏ dữ liệu DPTR thường được sử dụng khi truy xuất dữ liệu từ bộ nhớ ROM hoặc bộ nhớ từ bên ngoài.
| BIT | ĐỊA CHỈ BIT | KÍ HIỆU | CHỨC NĂNG |
| PSW.7 | D7H | C hoặc Cy | Cờ nhớ |
| PSW.6 | D6H | AC | Cờ nhớ phụ |
| PSW.5 | D5H | F0 | Cờ 0 hay cờ Zero |
| PSW.4 | D4H | RS1 | Bit lựa chọn dãy thanh ghi |
| PSW.3 | D3H | RS0 | Bit lựa chọn dãy thanh ghi |
| PSW.2 | D2H | 0V | Cờ tràn với phép tính liên quan đến số nhị phân có dấu |
| PSW.1 | D1H | - | Chưa được thiết kế để sử dụng |
| PSW.0 | D0H | P | Cờ chẵn lẻ |
Chức năng từng bit trong thanh trạng thái PSW
Cờ nhớ C:
Cờ được sử dụng trong các lệnh toán học:
C=1 nếu phép toán cộng xảy ra tràn hoặc phép trừ có mượn
C=0 nếu phép toán cộng không tràn hoặc phép trừ không có mượn.
Cờ được sử dụng trong các lệnh toán học:
C=1 nếu phép toán cộng xảy ra tràn hoặc phép trừ có mượn
C=0 nếu phép toán cộng không tràn hoặc phép trừ không có mượn.
Cờ nhớ phụ AC:
Cờ AC được dùng trong các phép toán cộng hai số BCD.
Khi cộng số BCD:
Nếu kết quả 4 bit lớn hơn 09H thì AC=1
Nếu kết quả 4 bit dưới 09H thì AC=0.
Cờ AC được dùng trong các phép toán cộng hai số BCD.
Khi cộng số BCD:
Nếu kết quả 4 bit lớn hơn 09H thì AC=1
Nếu kết quả 4 bit dưới 09H thì AC=0.
Cờ 0 hay cờ nhớ Z:
Cờ Z = 0 khi thanh ghi A có giá trị khác 0
Cờ Z =1 khi A thanh ghi A có giá trị là 0
Cờ Z = 0 khi thanh ghi A có giá trị khác 0
Cờ Z =1 khi A thanh ghi A có giá trị là 0
Các bit chọn bank thanh ghi:
Hai bit RS1 và RS2 dùng để xác lập bank thanh ghi được sử dụng, mặc định RS1=0 và RS2=0
Hai bit RS1 và RS2 dùng để xác lập bank thanh ghi được sử dụng, mặc định RS1=0 và RS2=0
| RS1 | RS2 | Bank thank ghi được sử dụng |
| 0 | 0 | Bank 0 |
| 0 | 1 | Bank 1 |
| 1 | 0 | Bank 2 |
| 1 | 1 | Bank 3 |
Cờ tràn OV
Được sử dụng trong các phép toán cộng có dấu, với các phép toán cộng không dấu cờ tràn OV được bỏ qua, không cần quan tâm đến OV. Nếu:
Phép cộng hai số có dấu lớn hơn +127 thì OV=1
Hoặc phép trừ hai số có dấu nhỏ hơn -127 thì OV=1
Các trường hợp còn lại OV=0
Được sử dụng trong các phép toán cộng có dấu, với các phép toán cộng không dấu cờ tràn OV được bỏ qua, không cần quan tâm đến OV. Nếu:
Phép cộng hai số có dấu lớn hơn +127 thì OV=1
Hoặc phép trừ hai số có dấu nhỏ hơn -127 thì OV=1
Các trường hợp còn lại OV=0
Cờ chẵn lẻ
Cờ chẵn lẻ P tự động được đặt bằng 1 hoặc 0 sao cho tổng số bit mang giá trị 1 trên thanh ghi A với cờ P luôn là một số chẵn. Cờ chẵn lẻ được dùng để xử lí dữ liệu trước khi truyền đi theo kiểu nối tiếp hoặc xử lí dữ liệu trước khi nhận vào theo kiểu nối tiếp (hạn chế lỗi phát sinh trong quá trình truyền).
Cờ chẵn lẻ P tự động được đặt bằng 1 hoặc 0 sao cho tổng số bit mang giá trị 1 trên thanh ghi A với cờ P luôn là một số chẵn. Cờ chẵn lẻ được dùng để xử lí dữ liệu trước khi truyền đi theo kiểu nối tiếp hoặc xử lí dữ liệu trước khi nhận vào theo kiểu nối tiếp (hạn chế lỗi phát sinh trong quá trình truyền).
Các thanh ghi khác sẽ được đề cập trong các bài sau
![[IMG]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_tz6ctxlI_29C2FfOKFa4FDNKxsEnyqQ6A1IpKq6hE1J8A641apC-YGviYtri1yZWxAjaIPNhsqddx0woG_kMSeoi41bCnJAUvQwrDN95UtsTqOpRfzxKqRtKpNwJIpow=s0-d)
![[IMG]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vKdKcAbY80xxQiwRbv-jyLsJnNwJ0OwV9wHhKbbl3jVvhPOHM0nDczACdKIKoBwndr1nm8Bhah2uAfnB3HhogjvgJvA2dIOrZRv4XlN0AxUS3knyPh_Et28znekaT7YQ=s0-d)
![[IMG]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_t1CTbjGMEJmWpXaSLgdQ9zMVVGCswBmw29SxjzZXyXvUtREyejGX1SwLavlKVOeVNB_mYwK1tlXFcnouXTUyzK2OSwdu8angW1lHYFdhDfirnwxgNMGc4AcA6V4617=s0-d)
![[IMG]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vcOgDSxcPmj7hLYyyOh9svQV8rU2IcTGC77Z4BgGT-EF3hKXARgCYSxz-Xdwb1TAfzClU-d8ghngKjSBRq-inlTqsiD8nu4kabKqKTnt-CobYAEpwxFSTJiVm3JFl8=s0-d)
![[IMG]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vDUqGjx3DjA5B9_4HC5JTRk0GZMknkpOwjw03Z5LnN5byQaDWY8Jj93YcrgZuenlCqeyX_Ct4km_YYCOj6z5ZVNgmYHsZR_O32dBFJmwZ8TvIVa-Goc-LuSWFBRPYmOA=s0-d)
![[IMG]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_sqBiR8Qr3K4zLWLlTeaZYIAaT8kkWqRBDWF-gkejrXN0OwHuCdVyLSTAewS78hOVNT2Nm6ZeON_NVN-_wzDotpwKYd5waAT2cTQfgRZg0qdjs7GZP-LibzKl_RHvT1tA=s0-d)
![[IMG]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_tnzf4daVccQVyR6aqes2JGO2QuV5OdMALFA9X6BhqpUHW8qenYcZ46Q7khG54MAo5Onk5aMckYODyoiy7Bi0aqiqkg58SwlgqYJGW8JniGBCUNqUd3s4v5ZM2Y5gapTQ=s0-d)
![[IMG]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_u60y10AtBPXjwOrlOHWo3KtrB50AeuvW5J-1MqrNrFMrTwm3Fzvwvx0jyWybJwZZ-C152TFsdLubN93bXBthcX8tH5fI4hHx1TRrGPoPc9apioyH2gX6IdyX7mVz9N9A=s0-d)
![[IMG]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vszAFdo6g0sYJvpR7H4cf17PPXIqbdxZ4iUESA5VBkst45h9u-F3qvDHfcusWH4740YJQtVSdRaXhrVNTD0pQMeBrdojwNsmJu3JqJPdxW0QlXD0_kAWRl-d87xZfbjQ=s0-d)
![[IMG]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_sPFtn0vDYij9W1iGW2BqZUb_me2A4dY_1UnTzCxSgKkjSSV1Ssqb3k58Kzb-I_o09ArBIuHLZRdWXVnUtt2-cxT-pfwheVds4NPYcm_a0ISrPw0RtFcQ6M1FzieMHaOg=s0-d)
![[IMG]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_uJsyfeBc5lbPZ3ufZvEiamHzKEadPdhzqtkvcsHQXBW0psMBxpTVM7Rd4V1XLkxyoQYrq0EcDovaiJBb6tXKHC7x-dY6wf_8-E_tUA6MLarGlth4xquQJAavOmH6xMxw=s0-d)
![[IMG]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vC_I9D30iEoEewMEd9ndVfCIDbn1fuNj_JtPgOgCXw-ePfPQP_LbsQ2E8iHHUMo4_7t0qra95H9Av-pDDc78Jqr4mVrxVUMz4t9xmAQv1iZKFPZSBpyGfOtT7jTRjAYg=s0-d)
