Intel 8051

Mikrokontroller Infineon SAB-C515-LN mis põhineb 8051'l

Intel MCS-51 (mida tuntakse tavaliselt Intel 8051 nime all) on Harvardi arhitektuuriga ühekiibi mikrokontrollerite seeria, mille töötas välja Intel 1980. aastatel. Kuigi Intel tänapäeval neid mikrokontrollereid ei tooda, on nendega ühilduvad mikrokontrollerid kasutusel teiste tootjate kiipides. Lisaks füüsilistele kiipidele pakuvad mitmed firmad MSC-51-l põhinevaid rakenduskiipe (ASIC) ja intellektuaalomandiga funktsiooniplokke (IP core), mida saab kasutada loogikamassiivides (nt FPGA-des).

Tehnilised omadused

MCS-51-l põhinevate mikrokontrolleriseeriate peamised tehnilised omadused:

8-bitiline CISC käsustikuga mikroprotsessor
vähemalt 128 baiti sisemist muutmälu (RAM)
välise muutmälu (RAM) ja püsimälu (ROM) ühendamise võimalus
Kahesuunaline asünkroonne jadavärat (Full-Duplex-UART)
5 katkestussignaali (IRQ)
2 katkestusprioriteeti
2 16-bitilist sisseehitatud taimerit/loendurit

Käsustik

Intel MCS-51 käsustik pole binaarkujul masinkoodina ühilduv Intel 8080/8085 ega Z80 mikroprotsessoritega, kuid käskude mnemokoodid on sarnased firma Intel teiste mikroprotsessorite käskude mnemokoodidega.

Käsukood (hex)	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	A	B	C	D	E	F
0x	NOP	AJMP aadr11	LJMP aadr16	RR A	INC A	INC direct	INC @Ri0	INC @Ri1	INC R0	INC R1	INC R2	INC R3	INC R4	INC R5	INC R6	INC R7
1x	JBC bitt, suht	ACALL aadr11	LCALL aadr16	RRC A	DEC A	DEC direct	DEC @Ri0	DEC @Ri1	DEC R0	DEC R1	DEC R2	DEC R3	DEC R4	DEC R5	DEC R6	DEC R7
2x	JB bitt, suht	AJMP aadr11	RET	RL A	ADD A, #andmed	ADD A, direct	ADD @Ri0	ADD @Ri1	ADD R0	ADD R1	ADD R2	ADD R3	ADD R4	ADD R5	ADD R6	ADD R7
3x	JNB bitt, suht	ACALL aadr11	RETI	RLC A	ADDC A, #andmed	ADDC A, direct	ADDC @Ri0	ADDC @Ri1	ADDC R0	ADDC R1	ADDC R2	ADDC R3	ADDC R4	ADDC R5	ADDC R6	ADDC R7
4x	JC suht	AJMP aadr11	ORL direct, A	ORL direct, #andmed	ORL A, #andmed	ORL A, direct	ORL @Ri0	ORL @Ri1	ORL R0	ORL R1	ORL R2	ORL R3	ORL R4	ORL R5	ORL R6	ORL R7
5x	JNC suht	ACALL aadr11	ANL direct, A	ANL direct, #andmed	ANL A, #andmed	ANL A, direct	ANL @Ri0	ANL @Ri1	ANL R0	ANL R1	ANL R2	ANL R3	ANL R4	ANL R5	ANL R6	ANL R7
6x	JZ suht	AJMP aadr11	XRL direct, A	XRL direct, #andmed	XRL A, #andmed	XRL A, direct	XRL @Ri0	XRL @Ri1	XRL R0	XRL R1	XRL R2	XRL R3	XRL R4	XRL R5	XRL R6	XRL R7
7x	JNZ suht	ACALL aadr11	ORL C, bitt	JMP @A+DPTR	MOV A, #andmed	MOV direct, #andmed	MOV @Ri0, #andmed	MOV @Ri1, #andmed	MOV R0, #andmed	MOV R1, #andmed	MOV R2, #andmed	MOV R3, #andmed	MOV R4, #andmed	MOV R5, #andmed	MOV R6, #andmed	MOV R7, #andmed
8x	SJMP suht	AJMP aadr11	ANL C, bitt	MOVC A, @A+PC	DIV AB	MOV direct, direct	MOV direct, @Ri0	MOV direct, @Ri1	MOV direct, R0	MOV direct, R1	MOV direct, R2	MOV direct, R3	MOV direct, R4	MOV direct, R5	MOV direct, R6	MOV direct, R7
9x	MOV DPTR, #andmed16	ACALL aadr11	MOV bitt, C	MOVC A, @A+DPTR	SUBB A, #andmed	SUBB A, direct	SUBB direct, @Ri0	SUBB direct, @Ri1	SUBB A, R0	SUBB A, R1	SUBB A, R2	SUBB A, R3	SUBB A, R4	SUBB A, R5	SUBB A, R6	SUBB A, R7
Ax	ORL C, bitt	AJMP aadr11	MOV C, bitt	INC DPTR	MUL AB	määramata	MOV @Ri0, direct	MOV @Ri1, direct	MOV R0, direct	MOV R1, direct	MOV R2, direct	MOV R3, direct	MOV R4, direct	MOV R5, direct	MOV R6, direct	MOV R7, direct
Bx	ANL C, bitt	ACALL aadr11	CPL bitt	CPL C	CJNE A, #andmed, suht	CJNE A, direct, suht	CJNE @Ri0, #andmed, suht	CJNE @Ri1, #andmed, suht	CJNE R0, #andmed, suht	CJNE R1, #andmed, suht	CJNE R2, #andmed, suht	CJNE R3, #andmed, suht	CJNE R4, #andmed, suht	CJNE R5, #andmed, suht	CJNE R6, #andmed, suht	CJNE R7, #andmed, suht
Cx	PUSH direct	AJMP aadr11	CLR bitt	CLR C	SWAP A	XCH A, direct	XCH A, @Ri0	XCH A, @Ri1	XCH A, R0	XCH A, R1	XCH A, R2	XCH A, R3	XCH A, R4	XCH A, R5	XCH A, R6	XCH A, R7
Dx	POP direct	ACALL aadr11	SETB	SETB	DA A	DJNZ direct, suht	XCHD A, @Ri0	XCHD A, @Ri1	DJNZ R0, suht	DJNZ R1, suht	DJNZ R2, suht	DJNZ R3, suht	DJNZ R4, suht	DJNZ R5, suht	DJNZ R6, suht	DJNZ R7, suht
Ex	MOVX A,@DPTR	AJMP aadr11	MOVX A, @Ri0	MOVX A, @Ri1	CLR A	MOV A, direct	MOV A, @Ri0	MOV A, @Ri1	MOV A, R0	MOV A, R1	MOV A, R2	MOV A, R3	MOV A, R4	MOV A, R5	MOV A, R6	MOV A, R7
Fx	MOVX @DPTR,A	ACALL aadr11	MOVX @Ri0	MOVX @Ri1	CPL A	MOV direct, A	MOV @Ri0	MOV @Ri1	MOV R0, A	MOV R1, A	MOV R2, A	MOV R3, A	MOV R4, A	MOV R5, A	MOV R6, A	MOV R7, A

Käskude mnemokoodide selgitus

Aritmeetikakäsud:

ADD – Liitmine akuregistriga – Add Accumulator
ADDC – Liitmine akuregistriga koos ülekandega – Add Accumulator With Carry
SUBB – Lahutada akuregistrist jättes tulemuse akuregistrisse – Subtract From Accumulator With Borrow
INC – Suurendada registris olevat väärtust – Increment Register
DEC – Kahanda registri sisu ühe võrra – Decrement Register
MUL – Korrutada akuregistris olev arv registris B paikneva väärtusega – Multiply Accumulator by B
DIV – Jagada akuregistris olev arv registris B paikneva väärtusega – Divide Accumulator by B
CPL – Asendada registri sisu vastava pöördkoodiga – Complement Register
DA – Kümnendkorrektsioon – Decimal Adjust

Loogikatehete käsud:

ANL – NING tehe bitikaupa – Bitwise AND
ORL – Bitikaupa VÕI tehe – Bitwise OR
XRL – Bitikaupa Välistav-VÕI tehe – Bitwise Exclusive OR

Bitinihutamise käsud:

RL – Akuregistri sisu nihutamine vasakule – Rotate Accumulator Left
RLC – Akuregistri sisu nihutamine vasakule koos ülekandelipuga – Rotate Accumulator Left Through Carry
RR – Akuregistri sisu nihutamine paremale – Rotate Accumulator Right
RRC – Akuregistri sisu nihutamine paremale koos ülekandelipuga – Rotate Accumulator Right Through Carry

Andmete kopeerimise käsud:

MOV – Andmete kopeerimine – Move Memory
MOVC – Andmete kopeerimine programmimälus – Move Code Memory
MOVX – Andmete kopeerimine laiendatud mälus – Move Extended Memory
POP – Väärtuse tagasilugemine pinumälust – Pop Value From Stack
PUSH – Väärtuse paigutamine pinumällu – Push Value Onto Stack
CLR – Nullida registri sisu – Clear Register
SETB – Biti seadmine 1'ks – Set Bit
SWAP – Vahetada akuregistri näksid (neli esimest ja neli viimast bitti) – Swap Accumulator Nibbles
XCH – Vahetada baidid registrites – Exchange Bytes
XCHD – Vahetada neli bitti akuregistrist (nt. kümnend- või kuueteistkümnendarv) sisemise mäluregistriga – Exchange Digits

Siirdekäsud:

JMP – Minna tingimusteta etteantud aadressile – Jump to Address
AJMP – Siirdumine absoluutaadressile – Absolute Jump
LJMP – Minna tingimusteta etteantud täispikale aadressile – Long Jump
SJMP – Minna tingimusteta etteantud lähiaadressile – Short Jump
CJNE – Võrrelda ja siirduda etteantud aadressile kui pole võrdne – Compare and Jump if Not Equal
DJNZ – Kahandada registrit ja minna etteantud aadressile kui registri sisu kahandamise järel pole null – Decrement Register and Jump if Not Zero
JB – Minna etteantud aadressile kui vastav bitt on 1 – Jump if Bit Set
JBC – Minna etteantud aadressile kui vastav bitt on 1 ja seejärel bitt nullida – Jump if Bit Set and Clear Bit
JC – Minna etteantud aadressile kui ülekandelipp "Carry" on 1 – Jump if Carry Set
JNB – Minna etteantud aadressile kui vastav bitt on 0 – Jump if Bit Not Set
JNC – Minna etteantud aadressile kui ülekandelipp "Carry" on 0 – Jump if Carry Not Set
JNZ – Minna etteantud aadressile kui akuregistri sisu pole null – Jump if Accumulator Not Zero
JZ – Minna etteantud aadressile kui akuregistri sisu on null – Jump if Accumulator Zero
RETI – Katkestustöötlusrutiinist väljumine – Return From Interrupt
NOP – Üks käsk tegevuseta edasi – No Operation

Alamprogrammikäsud:

ACALL – Alamprogrammi väljakutsumine absoluutaadressiga – Absolute Call
LCALL – Alamprogrammi väljakutsumine täispika aadressiga – Long Call
RET – Alamprogrammist väljumine – Return From Subroutine

Operandide tähised tabelis

Andmed:

A – kiire protsessori sisemine register ehk "Aku"
R0, R1, R2, R3, R4, R5, R6 ja R7 – protsessori registrid
C – ülekande tunnus ehk ülekandelipp (carry flag)
bitt – otseadresseeritav bitt sisemises põhi-muutmälus RAM või eriregistris SFR
@Ri0 – sisemise muutmäluploki 0 kaudne aadress, märgi "@" järgi antakse aadressi sisaldava registri tähis R0 kuni R7
@Ri1 – sisemise muutmäluploki 1 kaudne aadress, märgi "@" järgi antakse aadressi sisaldava registri tähis R0 kuni R7
#andmed – 8 bitiline konstant, mis antakse käsukoodi järel
#andmed16 – 16 bitiline konstant, mis antakse käsukoodi järel
direct – 128 sisemist mälupesa ja eriotstarbelised registrid SFR
@DPTR – andmeviit (data pointer)

Programmimälu:

aadr11 – 11 bitiline programmimälu aadress
aadr16 – 16 bitiline programmimälu aadress
suht – 8-bitiline suhteline aadress programmimälus (aadress on vahemikus −128 kuni +127)

Viited