Família do Microcontrolador
8051 (MCS-51)
Millena Almeida ( [email protected] )
Williams Azevedo ( [email protected] )
Roteiro
MCS-51
 Características
 Arquitetura básica da família 8051
 Membros da família
 Ambiente de desenvolvimento

MCS - 51






Microcontrolador CISC de 8 bits
lançado pela Intel em 1977
Microcontrolador mais popular
do mundo
Família com 1110 integrantes
Mais de dois mil fabricantes
Características de Hardware
Sofisticadas
Uso


Controle Industrial
Periféricos Inteligentes
MCS - 51

Facilidade de programação


Baixo custo


Poderoso conjunto de instruções assembly
Alto nível de integração do sistema em um
único componente
Compatibilidade

As opções e código binário são os mesmos
para todas as variações do 8051, diferente
de outras famílias de microcontroladores
Principais Características
Variações
Conversor A/D
E/S Estendidas
Funções Especiais
Baixa Voltagem
Núcleo
8051
Clock de até
40MHz
EPROM ou
EEPROM
Memória
1k – 2k
Barramento
Serial
Variações

Existem versões que incorporam funções
diversas como:





portas seriais [USART]
portas seriais de alta velocidade [SPI]
memória [flash] interna de 8 a 64Kbytesmemoria
interna regravavel em sistema [ISP]
sistemas de alta velocidade (x2 e 1-Clock Cycle)
chip interno para a reprodução de sons em formato
MP3 (Vide: [Atmel] [8952SND1A])
Principais Fabricantes
Fabricante
Microcontrolador
Relógio
RAM
ROM
Serial
Timer
AD
Intel
87C51-24
24 MHz
256
4K
1
2
não
Philips
P80C31
12 MHz
128 B
não
1
3
não
Philips
P87C51
12 MHz
128
4 KB
1
3
não
Philips
P87C51MB2
24 MHz
2 KB
4 KB
1
4
não
Philips
P80C552
24 MHz
256
não
2
3
8/10 bits
Atmel
AT87F51
24 MHz
128
4 KB
1
2
não
Atmel
AT87F51RC
24 MHz
512
32 KB
1
3
não
Atmel
AT89C5115
40 MHz
512
18 KB
1
3
8/10 bits
Dallas
DS87C550
33 MHz
1 KB
8 KB
2
3
8/10 bits
Arquitetura
Família MCS-51

A família 8051 possui 1110
componentes, dos quais se destacam:
8051
 8052
 8031
 8751
 80550
 ...

Família MCS-51
8052








Duplo Ponteiro de Dados
ALU
RAM de 256 bytes
ROM de 8k
14 pinos de interrupção
com 4 níveis de
prioridade
3 timers/contadores de
16 bits
Flash ( 32 k)
EEPROM (2K)
T89C51AC2 (Atmel)
8052 – Principais Aplicações
Coleção de dados
 Máquina de controle
 Equipamentos de Testes
 Links para comunicação e controle (com
ou sem fio)

8031

Usa 3 das 4 portas paralelas
para endereçamento
convencional
 Barramento de Dados com
linhas apropriadas de
controle
 Uso de memória externa
 Não possui programa
armazenado no chip
 Há necessidade de circuitos
ou chips auxiliares
 Destinado a aplicações
expandidas
80C31

Versão CMOS de baixa
potência do 8031
 2 pinos externos de
interupções
 Porta Serial
 32 pinos de IO
 Não possui ROM
 AD e DA
 Aplicação:

LCD
8751
4 bytes de EEPROM
 4 portas de IO bidirecional de 8bits
 Porta serial
 Pode ser utilizado em bancadas de
projetos
 Muito utilizado para produtos com
volume pequeno

80550
EPROM
 Conversor A/D de 8 canais

Diferenças
Diferenças
CAPACIDADE DE MEMÓRIA INTERNA
COMPONENTE
TECNOLOGIA
DE PROGRAMA
DE DADOS
8051
HMOS
4K - ROM
128 bytes
8031
HMOS
-
128 bytes
8751H
HMOS I
4K - EPROM
128 bytes
80C51
CHMOS
4K - ROM
128 bytes
80C31
CHMOS
-
128 bytes
8052
HMOS
8K - ROM
256 bytes
8032
HMOS
-
256 bytes
Microcontroladores derivados do
8051

SAB 80C515/80C515-16:


microprocessador CMOS com ROM
programada por máscara.
SAB 80C535/80C535-16:
É um microprocessador CMOS para ROM
externa.
 Possui melhores características de
aritmética binária e BCD e possui uma
excelente capacidade de tratamento de bits
solitários.

Ambientes de
desenvolvimento para o 8051
Ambientes de desenvolvimento
µVision3 - Keil
 RIDE - Raisonance
 Crossware - Silicon Laboratories
 SDCC - Freeware

Análise entre Ambientes

A análise dos ambientes de
desenvolvimento será feita com base
nos seguintes tópicos
Vantagens/Desvantagens
 Custo
 MCUs Suportados
 SOs suportados

µVision3 - Keil
µVision3 - Keil
µVision3 - Keil

Vantagens

We concentrate on just a few chip families
that we can support very well. That's why
most of our customers will agree that we
have the best development tools for ARM,
XC16x/C16x/ST10, 251, and 8051
microcontroller families
µVision3 - Keil

Gerenciamento de Projetos
Realizado de forma fácil e consistente
 Um simples arquivo de projeto armazena
informações de configurações do
compilador, assembler, linker, Debugger,
Flash Loader, dentre outras utilidades.

µVision3 - Keil
µVision3 - Keil

Edição de Código Fonte

Características padrões e avançadas
Busca incremental
 Checkagem ativa de parênteses


Esboço do documento
µVision3 - Keil

Utilidades do Editor (Source Browser)
µVision3 - Keil

Sistemas de
Controle de Versão

Uma interface
configurável
permite a
comunicação com
qualquer sistema
de controle de
versão
µVision3 - Keil

Debugger
µVision3 - Keil
µVision3 - Keil

Debugger

Watch e Memory Window

Permite ao usuário visualizar valores de
varáveis e a memória
µVision3 - Keil

CPU e Simulação de Periféricos
A simulação permite teste do software no
próprio desktop sem algum ambiente de
hardware
 Permite Breakpoint que é impossível com
debugadores de hardware

µVision3 - Keil

Target Debugging

Permite conexão entre microcontrolador
e PC para programação rápida e
depuração
µVision3 - Keil

MCUs suportados


Intel (8051 Family)
80/87C52, 80/87C54, 80/87C58, 80/87L52, 80/87L54,
80/87L58, 8031AH, 8032AH, 8051AH, 8052AH, 80C152JA,
80C152JB, 80C152JC, 80C152JD, 80C31BH, 80C32,
80C51BH, 80C51FA, 80C51GB, 80C51SL, 80L51FA,
81/83/87C51SL, 83/87C51FA, 83/87C51FB, 83/87C51FC,
83/87C51GB, 83/87C51RA, 83/87C51RB, 83/87C51RC,
83/87L51FA, 83/87L51FB, 83/87L51FC, 83C152JA,
83C152JC, 87C51, 8xC151SA, 8xC151SB
Para uma lista completa de todos os dispositivos

http://www.keil.com/c51/chips.asp
µVision3 - Keil

Real Time OS

RTX51
- Permite o desenvolvimento
de software de Tempo Real
SDCC - Small Device C Compiler

O que é?
SDCC is a Freeware, retargettable,
optimizing ANSI - C compiler
 Targets (MCUs)

Intel 8051
 Maxim 80DS390
 Zilog Z80
 Motorola 68HC08

SDCC - Small Device C Compiler

Vantages

Otimizações:
global sub expression elimination
 loop optimizations
 constant folding and propagation
 copy propagation
 dead code elimination
 jump tables for 'switch' statements

SDCC - Small Device C Compiler

Vantagens

Grande faixa de tipos de dados
char (8 bits, 1 byte)
 short (16 bits, 2 bytes)
 int (16 bits, 2 bytes)
 long (32 bit, 4 bytes)
 float (4 byte IEEE).

Habilidade de adicionar código assembler
em qualquer local de uma função
 Testes de Regressão automáticos

SDCC - Small Device C Compiler

Desvantagens
É apenas um compilador
 Não dá um suporte a projetos de grande
porte

SDCC - Small Device C Compiler

Custo
Freeware
 Open-source

SDCC - Small Device C Compiler

MCUs suportados
Intel 8051
 Maxim 80DS390
 Zilog Z80
 Motorola 68HC08

SDCC - Small Device C Compiler

SOs suportados

Plataformas Suportadas:

Alvos primários:



Windows (Cygwin)
Linux
Também pode ser compilado para:






X86
AMD Opteron (AMD64)
Alpha
IBM Power5
Mac OS X
Sparc machines
Crossware - Silicon Laboratories

O que é?
Development Suite for Windows
 Provê um completo ambiente de
desenvolvimento para programas de 8051.

Crossware - Silicon Laboratories

Vantagens

Voltada para desenvolvimento de projetos
Crossware - Silicon Laboratories

Vantagens
Na IDE possui uma árvore de dos arquivos
fontes e de dependência
 Documentação do projeto
 Ambientes integrados de Simulação e
Debug

Crossware - Silicon Laboratories

Opções de Debug
Crossware - Silicon Laboratories

Vantagens
Debug de aplicações multiplas
 Realização de debug completo a nível de
fonte com Cygnal JTAG Debugger


Breakpoints a nível de Hardware
Wizards de criação de código
 Ambiente Multi-thread

Crossware - Silicon Laboratories

Custo

8051 Development Suite
£800.00
 $1514.00


8051 Development Suite with In-Circuit
Debugger
£880.00
 $1665.00

Crossware - Silicon Laboratories

MCUs suportados
C504-2RC504-2E, C505A-4E, C505CA-4E,
C505L-4E, C509-L, C515C-8E,
 SAB 80C515, SAB 80C515A, SAB
80C517A, SAB 80C535, SAB 80C537

Crossware - Silicon Laboratories

Sos suportados

Windows
Win NT
 Win 95
 Win 98
 Win 2000

Evaluation Boards

MCB900 Board
Evaluation Boards

EPM900 Emulator
Referências

8051







Intel:
http://www.intel.com/design/embcontrol/index.htm?iid=ipp_home+embed
_micro&
Zilog: http://www.zilog.com/products/parts.asp?BusinessLineID=273
National: http://www.national.com/catalog/MicrocontrollerProducts.html
Microchip: http://www.microchip.com/1010/pline/picmicro/index.htm
Motorola: http://ewww.motorola.com/webapp/sps/site/taxonomy.jsp?nodeId=016246
Analog Devices: http://www.analog.com/microconverter
Ambientes de desenvolvimento

Crossware


uVision3 – Keil


http://www.crossware.com/8051/index.htm
http://www.keil.com/c51
SDCC

http://sdcc.sourceforge.net/
Dúvidas?