Mikrocomputertechnik (eBook)

Aktuelle Controller 8051: Funktionsweise, äußere Beschaltung und Programmierung

Bernd-Dieter Schaaf, Peter Wissemann (Autoren)

Stephan Böcker (Urheber)

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2012 | 1. Auflage
260 Seiten
Carl Hanser Fachbuchverlag
978-3-446-43348-9 (ISBN)

Infos

Dieses Lernbuch der Technik vermittelt ein breites Basiswissen über Mikrocontroller sowie über deren Beschaltung zum Mikrocomputer. Nach Durcharbeiten des Buches können Sie Controller-Boards für die Automatisierungstechnik und auch Entwicklungssysteme zur Programmentwicklung konstruieren.
Hardware und Programmentwicklung sind eng miteinander verzahnt. Sie lernen zu jeder Funktionseinheit des Controllers die Befehle zur Programmierung kennen und schreiben praxisbezogene Anwenderprogramme.
Das Buch wendet sich an Schüler von Fachschulen und Studierende an Fachhochschulen, aber auch an interessierte Elektroniker, die sich auf dem Gebiet der Mikrocontrollertechnik weiterbilden wollen.
Das komplexe Wissen über Mikrocontroller wird in diesem lernbuch in kleine, aufeinander aufbauende Einheiten gegliedert. Beispiele und Übungen festigen die gelernten Inhalte und erlauben eine Selbstkontrolle. Die didaktische

Aufbereitung ist das Ergebnis langjähriger Unterrichtspraxis. Konzeptionelles Ziel des Buches ist leichtes Lernen und Freude am Lernerfolg.
Die neue 6. Auflage erläutert die 8051-Architektur jetzt an einem Atmel Controller und erläutert die einzelnen Funktionen und Programmierungen nun in der Programmiersprache C. Zum besseren Verstehen von Controlleraufbau und -programmierung sind Einzelheiten zur Assemblerprogrammierung nach wie vor enthalten. Ein neues Kapitel zeigt, wie Programmabläufe umgesetzt und technische Probleme strukturiert gelöst werden können.

Autor

-OStR Dipl.-Ing. Bernd-Dieter Schaaf-StR. Dipl.-Ing.Stephan Böcker, Essen-Dipl.-Ing. Peter Wissemann, Dormagen

Inhalt

Vorwort 6
Inhaltsverzeichnis 8
1 Der Mikrocomputer 12
1.1 Der Aufbau eines Mikrocomputers 12
1.2 Die Arbeitsweise eines Mikrocomputers 15
1.3 Programmbearbeitung durch die CPU 17
2 Der Mikrocontroller 23
2.1 Das Blockschaltbild des Mikrocontrollers 24
2.1.1 Der C51-Core 24
2.1.2 Zusätzliche Funktionen 26
2.2 Anschlussbezeichnungen und Funktionen 28
3 Externe Speicherorganisation 31
3.1 Speicher-Architekturen 31
3.2 Aufbau eines externen Bussystems 33
3.3 Lesen aus dem Programmspeicher 36
3.4 Zugriff auf den externen Datenspeicher 37
4 Die interne Speicherorganisation im C51-Core 39
4.1 Die untere Hälfte des Datenspeichers 39
4.2 Die obere Hälfte des Datenspeichers 42
4.3 Spezial-Funktions-Register 42
5 Konstruktion eines Controllerboards 46
5.1 Steuereinheit 47
5.2 Die Beschaltung des Controllers 50
5.3 Schnittstelle 53
5.4 Die elektrischen Daten 56
5.5 Hardware zum Testen 61
6 Methode der Programmentwicklung 64
6.1 Erzeugen des Maschinencodes 64
6.2 Übertragen des Maschinencodes auf das Mikrocontrollerboard 66
6.3 Strukturiertes Programmieren 68
7 Programmierung in der Hochsprache C 72
7.1 Die Programmiersprache C 72
7.2 Grundlagen von C 74
7.3 Programmieren in Funktionen 77
7.4 Binärkombinationen verwalten 78
8 C-Programme für Controller-Grundfunktionen 81
8.1 Verknüpfungssteuerungen mit Bitverarbeitung 81
8.1.1 Steuerung eines Hallentores 85
8.2 Programmablaufpläne in C umsetzen 89
8.2.1 Lichteffekte mit Progammablaufplänen 91
8.2.2 Ansteuern von zwei Siebensegmentanzeigen 96
8.2.3 Programmieren einer Binäruhr mit einem externen Taktgenerator 100
8.2.4 Ansteuern eines LC-Displays 103
9 Controller Erweiterungen 115
10 Der Zähler/Zeitgeber Timer 0 und Timer 1 116
10.1 Einsatz der Timer als Zeitgeber 116
10.2 Einsatz der Timer als Ereigniszähler 117
10.3 Einstellen der Timer-Funktion 120
10.4 Steuern der Timer 122
10.5 Anwendung als Zeitgeber 123
10.6 Anwendung als Ereigniszähler 128
11 Der Analog/Digital-Wandler 131
11.1 Analogwandlung mit dem AT89C51AC3 von Atmel 135
11.2 Analogwandlung mit dem SAB 80C535 von Siemens 139
12 Die serielle Schnittstelle 143
12.1 Prinzipieller Aufbau 143
12.2 Betriebsarten 146
12.3 Programmierung 147
12.4 Terminal Emulation VT52 154
13 Das Interrupt-System 155
13.1 Interrupt-Quellen und Anforderungs-Flags 156
13.2 Pegelwahl und Interrupt-Freigabe 157
13.3 Interrupt-Prioritäten 159
13.4 Interrupt-Vektoren/Interruptnummer 162
13.5 Anwendungen 162
14 Programmierung in Assembler 165
15 Der Befehlssatz der Controller-Familie 8051 167
15.1 Befehle zum Datentransfer 167
15.2 Befehle zu arithmetischen Operationen 169
15.3 Befehle zu logischen Operationen 172
15.4 Befehle zur Programm- und Maschinensteuerung 173
15.5 Befehle zur Bitverarbeitung 174
16 Controller-Grundfunktionen in Assembler 175
16.1 Programmieren von Verknüpfungssteuerungen 175
16.2 Blink- und Lauflichtprogramme in Assembler 180
16.3 Unterprogramme 181
16.4 Zählersteuerung 183
16.4.1 Steuerungsbeschreibung 183
16.4.2 Programmentwicklung 184
17 Programmierung von Controller-Erweiterungen in Assembler 193
17.1 Der Zähler/Zeitgeber Timer 0 und 1 193
17.1.1 Anwendung als Zeitgeber 194
17.1.2 Anwendung als Ereigniszähler 199
17.2 Der Analog/Digital-Wandler 203
17.3 Die serielle Schnittstelle 203
17.4 Das Interrupt-System 206
17.4.1 Anwendung mit Ereignis-Interrupt 206
17.4.2 Anwendung mit Zeit-Interrupt 208
18 Lösungen zu den Übungsaufgaben 211
19 Anhang 248
19.1 Erstellen eines Projektes mit Keil Vision 4 248
19.2 Übertragen des HEX-Files auf den AT89C51 AC3 mittels Atmel Flip 253
Literatur- und Quellenverzeichnis 256
Sachwortverzeichnis 258

Textauszug

Mikrocomputer - Mikrocontroller - Speicherorganisation - Controllerboard-Konstruktion - Controller-Grundfunktionen und Erweiterungen - C-Programmierung

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 6.9.2012
• Verlagsort: München
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Technik ► Elektrotechnik / Energietechnik
• Schlagworte: C • Controller • Mikrocomputertechnik • Mikrocontroller • Mikroprozessor • Prozessor
• ISBN-10: 3-446-43348-1 / 3446433481
• ISBN-13: 978-3-446-43348-9 / 9783446433489