O AT89C51 é um chip baseado em um microcontrolador CMOS de 8 bits, fabricado pela Atmel, e também conhecido como microcontrolador da série 8051. É usado principalmente em sistemas embarcados, oferecendo vantagens como alta flexibilidade, programabilidade e facilidade de uso. Ele encontra aplicações em vários campos, como controle industrial, eletrônica automotiva, instrumentos inteligentes, e se tornou um representante significativo da família de microcontroladores MCS-51.
Introdução ao microcontrolador AT89C51
O AT89C51 é um microprocessador CMOS de 8 bits, baixa tensão e alto desempenho, com 4K bytes de memória flash programável e apagável somente leitura (FPEROM). É fabricado utilizando a tecnologia de memória não volátil de alta densidade da Atmel e é compatível com o conjunto de instruções e pinagem padrão industrial MCS-51. Ao combinar uma CPU versátil de 8 bits e memória flash em um único chip, o AT89C51 da Atmel é um microcontrolador eficiente que oferece uma solução flexível e econômica para muitos sistemas de controle embarcados.
Características do AT89C51
- Compatível com MCS-51
- 4K bytes de memória FLASH programável
- Resistência: 1000 ciclos de gravação/apagamento
- Tempo de retenção de dados: 10 anos
- Operação totalmente estática: 0 Hz-24 MHz
- Bloqueio de memória de programa de três níveis
- 128×8 bits de RAM interna
- 32 linhas de E/S programáveis
- Dois temporizadores/contadores de 16 bits
- Cinco fontes de interrupção
- Canal serial programável
- Modos de inatividade e desligamento de baixo consumo de energia
- Oscilador e circuito de relógio integrados no chip
Funções do AT89C51
1. Processamento de dados: O AT89C51 possui uma poderosa capacidade de processamento de dados, permitindo-lhe lidar com várias tarefas de processamento, armazenamento e transferência de dados. Ele pode realizar várias operações de dados usando componentes integrados, como a unidade lógica aritmética (ALU), memória flash e memória RAM.
2. Controle periférico: O AT89C51 possui várias interfaces periféricas, incluindo pinos de entrada/saída de uso geral (GPIO), uma porta serial, interface SPI e dois temporizadores/contadores de 16 bits, que podem ser usados para comunicação e controle de outros dispositivos de hardware.
3. Tratamento de interrupções: O AT89C51 suporta vários tipos de interrupções, incluindo interrupções externas, interrupções de temporizador e interrupções de porta serial. Essas interrupções permitem uma resposta rápida a eventos externos e a execução das rotinas de serviço de interrupção correspondentes.
4. Controle de tempo: O AT89C51 inclui dois temporizadores/contadores de 16 bits que podem ser usados para gerar interrupções de temporizador, medição de frequência, modulação por largura de pulso e outras aplicações relacionadas ao tempo.
5. Atualizações programáveis: Devido ao uso de memória flash, o AT89C51 pode ter seu programa modificado por meio de programação, facilitando as atualizações e expansões do sistema.
Estrutura do AT89C51
A estrutura interna do microcontrolador AT89C51 mostra os principais componentes funcionais dentro do chip:
1. Uma unidade central de processamento (CPU) de 8 bits centrada na unidade aritmética lógica (ALU) para computação e controle.
2. 128 bytes de memória interna acessível a dados (RAM interna) com um intervalo de endereços de 00H a 7FH.
3. 21 registros de função especial (SFRs) distribuídos no intervalo de endereços 80H a FFH, usados para várias funções de controle.
4. Um contador de programa (PC), um registo dedicado de 16 bits para armazenar o endereço da próxima instrução a ser executada.
5. 4 KB de memória flash interna (ROM no chip) para armazenar programas e dados.
6. Quatro portas de E/S programáveis de 8 bits (P0, P1, P2, P3).
7. Uma porta de comunicação serial UART.
8. Dois temporizadores/contadores de 16 bits.
9. Cinco fontes de interrupção e um sistema de controle de interrupção de dois níveis.
10. Oscilador e circuito de relógio no chip.
Configuração dos pinos do AT89C51
O microcontrolador AT89C51 tem 40 pinos categorizados em quatro grupos: alimentação, relógio, controle e portas de E/S.
Pinos de alimentação:
– GND (Pino 20): Conexão terra
.- Vcc (Pino 40): Entrada de alimentação CC, normalmente 5,0 V ±20% na faixa de -40 °C a 85 °C, com classificação máxima de 6,6 V.
Pinos do relógio:
– XTAL1 (Pino 19): Um dos pinos para conectar um elemento oscilador externo, como um oscilador de cristal
. – XTAL2 (Pino 18): O outro pino para conectar um elemento oscilador externo.
Ao usar um oscilador externo, o XTAL1 recebe o sinal do oscilador, enquanto o XTAL2 fica desconectado. Essa configuração forma o oscilador, com a frequência determinada pelo recíproco do período do oscilador.
(Observação: a tradução é bastante detalhada. Se você preferir uma versão mais concisa, entre em contato comigo.)
Pinos de controle:
1. RST (Pino 9): Entrada de reinicialização (usada para inicialização e reinicialização).
A reinicialização pode ocorrer por meio de dois métodos: reinicialização ao ligar e reinicialização manual (pressionando um botão de reinicialização). É necessário que o pino RST permaneça alto por pelo menos 2 ciclos da máquina antes de passar para um nível baixo. Isso inclui um pequeno circuito com resistores e capacitores. O primeiro método é obtido aplicando uma alta tensão a este circuito, enquanto o segundo método é tão simples quanto pressionar um botão. Ambos os métodos garantem que o pino RST permaneça alto por dois ciclos da máquina, completando a operação de reinicialização.
2. ALE/PROG (Pino 30): Habilitação do latch de endereço/pulso de programação.
Este pino, também usado como PROG durante a programação, é empregado ao baixar programas para o microcontrolador. Ele está relacionado aos pulsos de programação e gera formas de onda específicas durante a programação.
3. PSEN (Pino 29): Sinal de leitura da ROM externa.
O PSEN está relacionado à leitura de dados da ROM externa. Ele atua como uma condição para a leitura de dados, exigindo um sinal PSEN válido para ler os dados com sucesso.
4. EA/Vpp (Pino 31): Seleção de ROM interna/externa/tensão de programação.
O microcontrolador 51 tem 4K de ROM no chip. Se isso for insuficiente, ele pode ser expandido com ROM externa (semelhante à inserção de um cartão de memória em um telefone celular). O valor de EA determina se você está acessando dados da memória interna ou externa. Vpp é usado para aplicar tensão durante a programação.
Diagrama de blocos do microcontrolador AT89C51
O diagrama a seguir representa os blocos funcionais básicos do microcontrolador AT89C51. Este chip integra os principais componentes de um microcomputador, incluindo CPU, memória, portas de E/S programáveis, temporizadores/contadores, porta serial, etc. Todos esses componentes são interconectados por meio de um barramento interno.
Microcontroladores AT89C51 Vs. 8051
8051: Representa a segunda geração de microcontroladores, pertencente à série MCS-51. AT89C51: Um microcontrolador desenvolvido pela ATMEL que é compatível com o MCS-51 e pertence à terceira geração de microcontroladores.
Os microcontroladores MCS-51 referem-se a uma série de microcontroladores produzidos pela Intel nos Estados Unidos. Esta série inclui 8031, 8051, 8751, 8032, 8052 e 8752. O microcontrolador 8051 é o produto mais antigo e mais típico desta série. O AT89C51 é baseado no circuito central do 8051 e foi posteriormente desenvolvido pela ATMEL. Existem também microcontroladores semelhantes, como o STC51, que têm a mesma funcionalidade, mas são produzidos por diferentes empresas e têm prefixos diferentes. Em essência, o AT89C51 e o 8051 têm funcionalidades idênticas, mas o 8051 já não está disponível no mercado.
