8051 Mikrokontrolcü Ailesi

8051 Mikrokontrolcü Ailesi 8051 mikrokontrolcü entegrenin temel blok iç şeması aşağıda gösterilmiştir. İç hafıza olarak 8051 entegre 4Kx8 ROM iç hafızaya, ve 128x8 RAM iç hafızaya sahiptir. Entegre iki tane 16 bit sayıcı/zamanlayıcıya, ve 5 dış kesme çıkışına sahiptir. Entegrenin dış cihazlarla seri haberleşmesi için TXD ve RXD (yolla ve al) hatları bulunmaktadır. Entegre 4 adet 8-bit paralel I/O kapısına (P0,P1,P2,P3) sahiptir. Bu ailenin 8052 üyesi ise 8K ROM ve 256 RAM hafızaya ve üç sayıcı/zamanlayıcıya sahiptir. 8051 in diğer versiyonları 8751 ve 8031 entegreleridir. 8751 entegrelerde iç ROM hafıza yerine EPROM bulunur. 8031 de ise iç ROM veya EPROM yoktur. Fakat tüm entegre tiplerinin en önemli özelliği aynı komut kümesini kullanmalarıdır. Şekil. 1 4K ROM ve 128 byte iç hafızalı bir 8051 entegesinin blok yapısı. 8051 Mikroişlemci Mimarisi Bu derecede fazla fonksiyonu tek bir entegre üzerinde toplamak için, mikroişlemci entegre geliştiricileri, aynı iç hafıza elemanlarını kullanabilen bir mikroişlemci mimarisi ve tek bir dış entegre bacağını birden fazla fonksiyon için kullanmak zorundadır. 8051 40 bacaklı bir entegredir. Dört giriş/çıkış birimi için 32 tane bacağa gereksinim vardır. Bu sebeple bacaklardan çoğu birden fazla fonksiyonu gerçekleştirebilmek üzere tasarlanmıştır. Aşağıda şekilde 8051 entegrenin bacak bağlantıları görülmektedir. Şekil. 2 8051 serisi entegrelerin bacak bağlantıları Giriş/çıkış 0 iki farklı amaç için kullanılabilecek bir 8 bit giriş/çıkış ünitesidir. Bu ünite ya iki yönlü (bidirectional) giriş/çıkış birimi olarak yada düşük değerli adres (AD 0 -AD 7 )/data yolu olarak kullanılabilir.

Bir giriş/çıkış birimi olarak her bir bacak düşük (LOW) durumda iken, 8 tane LS TTL devrenin verdiği akımı üzerinden geçirebilir ve yüksek (HIGH) konumda ise dışarıdaki entegrelere 3.2 ma akım sürebilir. Adres ve data modunda, (AD 0 -AD 7 ) hatları dış hafıza elemanlarına ulaşmak amacıyla kullanılır. ALE hattı kontrolü kullanılarak, AD 0 -AD 7 hatları, adres veya data yolu olarak belirlenir. Yani AD 0 -AD 7 hatları, ALE sinyali yardımıyla, A 0 -A 7 ve D 0 -D 7 hatları olarak ayrıştırılır (demultipleksing). Port 0 data ve adres yolunu multiplex olarak sürmek üzere tanımlanmıştır. Bu yüzden port 0 pinleri open-drain olarak tasarlanmıştır. Open drain uçlar iç pullup dirençlerine sahip olmadığından bu pull-up dirençlerinin dışarıya konulması sağlıklı data alışverişi için gerekli olabilir. Mikrokontrolcü çalıştığı zaman dış hafızadan veri transferlerinde, önce okunacak veya yazılacak hafıza adresinin düşük baytı port 0 a yüklenir. Daha sonra ise data okunur veya yazılır. Bu multiplex işlem için, eğer entegre dış hafıza elemanlarına bağlanıyorsa, 74573 türü bir oktal latch kullanılır. ediniz. Şekil. 3 Port 0 ın pin yapısı. Çıkışın open-drain olduğuna dikkat Standart 8051 4 adet giriş/çıkış portuna sahiptir. Eğer 8051 entegresini kullandığınız devre harici kod hafıza ve harici RAM hafıza kullanıyorsa, P0 ve P2 portlarını bu elemanları adreslemede kullanılır. Böyle bir devrede, yalnızca P1 ve P3 sizin serbest kullanımınıza kalmış olacaktır. Port 0 giriş olarak kullanılnmak istendiğinde., ilgili bite 1 yazılır. Bu sayede her iki transistörde off durumuna getirilir. Her iki transistöründe off olduğu bu durum yüksek empedans durumu olarak adlandırılır. Bu durumda giriş direkt olarak Pin data oku hattına bağlanmış olur. Port 0 çıkış olarak kullanıldığında, 0 yazılmak istendiğinde alt FET açılarak pin topraklanır. 1 yazılmak istendiğinde ise çıkışlar yine yüksek empedans

durumuna geçer. Dolayısı ile port 0 çıkış olarak kullanıldığında, yüksek sinyalleri sağlıklı görebilmek için, port 0 çıkışlarına pull-up dirençleri koymak gereklidir. Port 0 adres bus olarak kullanıldığında ise, iç kontrol mantığı, adres hatlarının FET girişlerine bağlar. Adres hattına 1 yazmak için üst FET on, alt FET off tapılır ve dış hatta logik 12 verilir. Adres hattına 0 yazılacaksa ise, üst FET off alt, FET on yapılır ve çıkış toprağa çekilir. Adres oluşturulduktan ve adres yoluna ALE darbesiyle yerleştirildikten sonra, adres yolu data yolu haline gelir. Bu durumda port 0 dış hafızadan bilgi okumak üzere otomatik olarak giriş moduna getirilir. Giriş/Çıkış 1 (Port 1) Giriş/çıkış 1 8-bit çiftyönlü bir giriş çıkış birimidir. Bu birim üzerindeki herbir bacak dört LS TTL entegrenin verdiği akımı üzerinden geçirebilir ve dört LS TTL entegreyi sürebilir. Port 1, yalnızca basit giriş/çıkış portudur. Bu porttaki pinlerin basit/giriş çıkış görevinden başka görevleri yoktur. Bu yüzden çıkış direkt olarak FET kapısına (gate) bağlanmıştır. Bu FET iç pull-up direncine sahiptir. Port 1 giriş olarak kullanılacağı zaman, FET off yapılıt ve dolayısıyla çıkış iç pull up direnci ile 1 olur. Dışarıdan bağlanan 0 değeri yüksek iç pull-up direncini yenerek pin girişini 0 yapar. Bu sayede 0 değeri okunur. Dışarıdan girilen 1 değeri ise pin değerini değiştirmez. Port 1 çıkış olarak kullanıldığı zaman ise, pine 1 yazılacağı zaman FET off yapılır. Bu sayede pull-up direnci üzerinden dış devre 1 değerine sürülür. 0 yazılacağı zaman ise, FET açılır ve FET çıkışı toprağa alınır. Bu port yalnızca basit giriş çıkı olarak kullanıldığında port kontrol logik gerekli olmamıştır. Şekil.4 Port 1 ın pin yapısı. Çıkışın pull-up ile 5Volta çekildiğine dikkat ediniz. Giriş/Çıkış 2 (Port 2) Giriş/çıkış 2'de giriş/çıkış 0 gibi iki göreve sahip bir giriş/çıkış birimidir. Bu birim ya 8-bit çiftyönlü giriş/çıkış olarak, ya da dış hafıza elemanlarına ulaşırken adres yolunun üst bitleri (A 8 -A 15 ) olarak görev yapabilir. Giriş/çıkış modunda her bir bacak dört LS TTL entegrenin akımını kendi üzerinden geçirebilir ve 4 LS TTL entegreye akım sürebilir. Birim dış hafıza elamanlarına ulaşılmak istendiğinde aktif hale gelerek adres yolu olarak görev yapar. Port 2 adres hattı olarak kullanıldığında, adresleme boyunca kararkı kalır. Port 0 da olduğu gibi data girişi yapmak üzere tekrar 1 lenmez. Port 2 basit giriş çıkış için kullanıldığında ise, aynen Port 1 gibi kullanılır. Adres birimi olarak mı, basit giriş çıkış birimi olarak mı kullanılacağını belirlemek üzere, port 2 de bir kontrol devresi içerir.

Şekil.5 Port 1 ın pin yapısı. Çıkışın pull-up ile 5Volta çekildiğine dikkat ediniz. Giriş/Çıkış 3 (Port 3) Giriş/çıkış 3'de iki görevli bir birimdir. Normal giriş/çıkış birimi olarak kullanıldığında, dört LS TTL entegrenin akımını üzerinden geçirebilir veya dört LS TTL entegreyi sürebilir. Bu birimdeki her bir bacağın aynı zamanda kontrol amaçlı kullanılmak üzere değişik görevleri de vardır. Aşağıdaki liste giriş/çıkış 3 deki bacakların diğer fonksiyonlarını göstermektedir. Basit giriş çıkış portu olarak kullanıldığında port yapısı aynen port 1 gibi düşünülebilir. Port 3 giriş çıkış fonksiyonları, P3 latchleri ile veya farklı SFR özel fonksiyon gözü kontrolleriyle kontrol edilir. Giriş/Çıkış 3 Alternatif Fonksiyonları Pin Numarası alternatif fonksiyon P3.0 RXD ( seri giriş bacağı) P3.1 TXD ( seri çıkış bacağı) P3.2 INT0 ( dış kesme 0) P3.3 INT1 ( dış kesme 1) P3.4 T0 (zamanlayıcı/sayıcı 0) P3.5 T1 (zamanlayıcı/sayıcı 1) P3.6 WR (dış hafızaya yazma kontrolü) P3.7 RD (dış hafızadan okuma kontrolü)

Şekil.6 Port 3 ün pin yapısı. Çıkışın pull-up ile 5Volta çekildiğine dikkat ediniz. RST Giriş bacağı. Bu bacağa verilecek bir YÜKSEK sinyali, mikrokontrolcüyü reset eder. Mikrokontrolcü çalışırken bu pinin değeri 0 olmalıdır. RST sinyali en az 2 makine çevrimi kadar yüksek durumda kalmalı ve daha sonra tekrar 0 a düşmelidir. Bunun için bir RC devresi kullanılır. Aşağıdaki küçük devre bu iş için uygundur. Normal çalışma sırasında, 8051 RST ucu 8.2 kohm direnç ile 0 değerine çekilmiştir. Reset tuşuna basıldığı anda 100 ohm, 8.2 kohm üzerinde 5 volt görülür ve RST ucuna 5volt gider. Kondansatör ise 100 ohm üzerinden hızla boşalır. Tuş bırakıldığında ise kondansatör 8.2 kohm üzerinden biraz daha yavaş dolar. Bu sayede en az iki makine çevrim zamanı 5 volt sinyali garantilenmiş olur. Şekil.7 8051 RESET devresi. 8051 devresine ilk güç verildiği anda, entegre RST almayabilir ve EPROM içerisindeki program kodu 0000h yerine ilgisiz bir adresten başlayabilir. Bu sebeble 8051 bir cihaz yapımında kullanılacaksa, cihaz açıldığı anda entegrenin yukarıdakine benzer bir şekilde RESET olmasını sağlayacak bir devrenin yapılması gerekir.

ALE/PROG Adres yakalamayı aktifle (adress latch enable) hattı, dış hafızaya ulaşırken, düşük değerli adres hatlarının adres yoluna konulması görevini yapar. Bu sebeble ALE hattı port 0 ın adres ve data multipleksleme işleminde kullanılan 74573 oktal latch in CLK ucuna bağlanır. Şekil.8 ALE hattının adres/data multiplekslemede kullanılması. Bu bacak aynı zamanda, içerisinde eprom bulunan 8051 serilerinde iç epromun programlanması sırasında kullanılır. XTAL1, XTAL2 8051 entegresini daha iyi anlayabilmek ve daha iyi kullanabilmek için 8051'in zamanlama kavramını anlamış olmak gerekir. 8051 zamanlaması entegrenin XTAL1 ve XTAL2 bacaklarına bağlı dış bir kristal aracılığı ile sağlanır. Frekans kristalleri kararlılığı yüksek, üzerlerine enerji uygulandığında, belli zaman aralığında belli sayıda elektriksel sinyal üreten cihazlardır. Uygulama gereksinimine göre çok çeşitli frekanslarda çalışan kristalleri piyasada bulmak mümkündür. 8051 entegreleri ile en çok kullanılan kristal frekansları 12 Mhz ve 11.0592 Mhz'lik kristallerdir. 12 Mhz kristal yerine çoğunlukla 11.0592 Mhz kristal tercih edilir. Böyle garip bir frekansta kristal seçiminin sebebi bu kristal frekansının daha yüksek seri haberleşme hızına olanak sağlamasındandır. 8051 serisi entegrelerin data kitaplarında maksimum ve minumum çalışma frekansları belirtilmiştir Dolayısıyla minumum çalışma frekansından daha düşük bir kristal devreye bağlanamaz. Aşağıda 8051 serisi entegrelerin iç osilatör devreleriyle uyumlu bir kristal devresi görülmektedir. Şekildeki kapasitörler 22pF ile 27pF arasında seramik kapasitörlerdir.

Şekil.9 8051 resonant kristal devresi Mikrokontrolcüler (ve diğer pek çok elektronik sistemler) işlemlerini senkronize etmek için kristalleri kullanırlar. 8051 mikrokontrolcü de işlemlerini senkronize etmek için bir dış kristal kullanır. 8051 entegresini işlemlerini makine çevirimi (machine cycle) dilimleri zamanlamasıyla gerçekleştirir. Bir makina çevrim zamanı 8051 entegrenin bir kodu işlemesi için gerekli minumum zaman anlamına gelir. 8051 entegrelerde bir makina çevrim zamanı kristalin 12 tetikleme zamanına eşittir. Kristal frekansı olarak 11,059,000 kullanan bir entegre için, bir makina çevrim zamanı (1 / 921,853 ) saniyedir. 1/ (11,059,000 / 12) = (1 / 921,583 ) Bunun anlamı 8051 entegrenin bir saniyede yaklaşık 921,853 makina kodu bayt değeri işlediğidir. 12Mhz kullanan bir kristalde saniyede yaklaşık 1,000,000 makina kodu bayt değeri işlenir. 8051 komutlarından bazıları bir makina çevrim zamanından fazla sürede işlenebilirler. Örneğin DIV AB komutu 4 makina çevrimi zamanda tamamlanır. Bu yüzden ortalama olarak bir saniyede işlenen komut sayısı yaklaşık 600,000 civarındadır. Programın çoğunluğu 2 makina çevriminde tamamlanan komutlardan oluşuyorsa, 12 Mhz lik bir kristalle bir saniyede 460,791 komut işlenecektir. ALE sinyali kristal devresinin çalışıp çalışmadığını gösteren en önemli sinyaldir. Bu sinyalin frekansı, kristal freakansının 1/6 sı olmalıdır. Şekil.10 Osilatör frekansı, makina çevrimi ve ALE sinyali 8051 serisi yeni çıkan entegrelerden bazıları, komut zamanlamasını değiştirmişlerdir. Bu iyileştirilmiş modellerde makina çevrim zamanı 12 kristal vuruşu yerine 4 kristal vuruşu ile zamanlanmıştır. Dolayısıyla entegreye yine 12 MHz lik bir kristal bağlı olmasına rağmen entegrenin komut işleme zamanı 3 kat kısalmıştır.

8051 komutlarının çoğu farklı makina çevrim sayısında çalıştığından, zamanı ölçmek gereken programlarda, çoğunlukla 8051 zamanlayıcıları kullanılır. PSEN PSEN hattı ( program store enable), dış hafızadan bilgi okunması sırasında kullanılan hatlardan biridir. Bu hat ROM veya EPROM elemanın çıkış aktifle (output enable OE) hattına bağlanır. 8051 temel yapısında veri hafıza ve kod hafıza birbirinden ayrılmıştır. Veri hafızaya okuma ve yazmalarda RD ve WR sinyalleri kullanılır. Kod hafıza ise salt okunabilir hafızadır. Bu hafızadan okuma sırasında PSEN sinyali veri hafızadaki RD sinyalinin görevini yapar. Mikroişlemcinin çalışması sırasında PSEN sinyali gerektikçe CPU nun kendisi tarafından üretilir ve kod hafızadan komut okunmasını sağlar. Bu tür kod ve veri hafızanın ayrıldığı dizayn yöntemine Harward Mimarisine göre dizayn dendiğini hatırlayınız. Bu dizaynda program akışı sırasında kod hafızanın herhangi bir baytının okunmasında MOVC komutu kullanılır. Veri ve kod hafızanın tek bir hafıza parçasıymış gibi dizayn edildiği mimariye Von Neumann mimarisi denmektedir. Bu mimaride kod veya veri hafızadan okuma işlemi için, PSEN ve RD sinyali ANDlenir. Böylece kod ve veri, tüm hafızaya MOVX komutu ile ulaşılır. PSEN ve RD sinyallerinin ANDlenmesiyle elde edilen MEMRD (memory read) sinyali EPROM ve RAM hafızanın OE(output enable) uçlarına bağlanır. Harwward mimamrisinin üstünlüğü, 64 kbayta kadar RAM ve 64kbayta kadar ROM hafızayı destekleyebilmesidir. Von Neumann mimarisi ise, tüm hafızayı aynı şekilde değerlendirdiğinden programlama teknikleri açısından kolaylıklar sağlamaktadır. RD ve WR Read ve Write sinyalleri dış veri hafızaya MOVX komutlarıyla okuma ve yazma sırasında kullanılır. Dolayısıyla bu sinyaller veri ve kod hafızanın ayrıldığı dizaynlarda, direkt olarak RAM hafızanın OE (output enable) ve WE (write enable) hatlarına bağlanır. (Harward Mimarisi) Von Neumann mimarisine göre dizaynda ise, PSEN ve RD sinyallerinin ANDlenmesiyle oluşan MEMRD sinyali ROM ve RAM hafızanın OE uçlarına ve WR sinyali RAM hafızanın WE pinine bağlanır. Şekil... Harward mimarisine göre dizayn edilmiş bir 8051 devresini ve Şekil... Von Neumann mimarisine göre dizayn edilmiş bir 8051 devresini göstermektedir. EA/VPP Eğer program, entegrenin iç epromuna değilde dış eproma kaydedilmişse EA hattı DÜŞÜK değerde tutulur. Bu hat aynı zamanda iç EPROM'un programlanmasında 21Volt programlama sinyallerinin alınmasında kullanılır.

Şekil.11 Harward mimarisine göre dizayn edilmiş 8051 devresi

Şekil.12 Von Neumann mimarisine göre dizayn edilmiş 8051 devresi 8051 Hafıza Dökümü 8051 entegresinin adres alanları, dört farklı alana bölünmüştür. Bunlar iç veri hafızası, dış veri hafızası, iç kod hafızası ve dış kod hafızasıdır. 8051 64K ya kadar dış geçici hafıza alanını ve 64K ya kadar dış kod hafızasını desteklemektedir. Dış hafıza kullanmanın en önemli dezavantajları, devrenin büyümesi ve giriş/çıkış 0 ve giriş/çıkış 2 nin adres ve data hattı olarak dış hafıza elemanına bağlanması gereğidir. Bu sebeple başka işlemler için kullanılabilecek entegre bacağı sayısı azalır. Bu nedenle mümkün olduğunda, geniş bir iç EPROM ve geniş bir iç RAM kullanarak problemleri halletmek oldukça iyi bir çözüm olacaktır. 8051 bir reset sinyali aldığında veya 8051 entegresine ilk güç verildiğinde, program sayıcısı 0000H adresinden başlayarak, hafızadaki bilgileri okumaya ve bu bilgileri işlemeye başlar. Eğer EA hattı DÜŞÜK tutulmuşsa ilk hafıza hücresi olarak dış hafızanın birinci elemanı alınır. Mikrokontrolcü PSEN sinyalini DÜŞÜK yapar ve dış hafıza birimi aktiflenir. Eğer EA YÜKSEK tutulursa birinci hafıza elemanı iç kod hafızasının ilk elemanıdır. İlk 4K lık program kodu iç hafızadan, daha yukarıdaki hafızalardaki program kodu ise otomatik olarak dış hafızadan okunur. Eğer uygulama büyük miktarda data hafızasına gereksinim duyuyorsa, bu durumda dış data hafızası (RAM) kullanılabilir. Dış RAM elemanı ile data alışverişi, MOVX komutlarıyla yapılır. Program içerisinde bir MOVX komutu görüldüğünde, 8051 otomatik olarak dış data hafızası ile ilgili bir veri iletişimi olduğunu anlar ve uygun WR, RD sinyallerini aktifler. Eğer 128 bayt (8052 de 256 bayt) RAM yeterliyse, iç RAM hafızayı kullanmak daha avantajlıdır. Çünkü iç hafızaya erişmek, çok daha hızlıdır ve iç hafıza ile bilgi alışverişi için pek çok komut tipi sunulmuştur. 8051 RAM hafıza temel olarak iki bloktan oluşmuştur. Birinci grup 00H'dan 7FH'a kadar adreslenmiş toplam 128 bayttan oluşur. İkinci grup ise özel fonksiyon data gözleri olarak adlandırılır ve 7FH'dan FFH'a kadar adreslidir. Her bir adres bir baytlık bir hafıza dilimine karşılık gelmektedir. Bu sayede kod alanına giriş kolaylaşır ve data alışverişi hızlanır. İç RAM hafızanın dökümü şöyledir: İlk 256 bit, 4 grup 8 bayt data gözünden (register) oluşmuştur. Her bir gruptaki data gözleri R0..R7 olarak adlandırılmışlardır. Bu gözlere direkt olarak data gözünün ismi verilerek ulaşılabilir. Bu dört gruptan hangisinin seçileceği Program Statüsü Registerindeki (Program Status Word PSW) gerekli grup seçme bitlerinin seçilmesiyle yapılır. Bundan sonra gelen 128 bitlik bölüm bit adreslenebilir bölümdür. Burası 20H ile 2FH arasında adreslidir. Buradaki her bir bite tek tek ulaşılabilir. Dolayısıyla buradaki bitler kullanıcının ON/OFF bayrakları içeren değişkenler için kullanması gereken bölümdür. 30H'dan 7FH'a kadar kısım, genel amaçlı data saklama ve yığın için kullanılır. İkinci 128 baytlık grup özel fonksiyon data gözlerinden oluşmaktadır. Bu özel fonksiyon data gözleri hem program kodunun işlemesi için gerekli birimleri, hem de 8051 içindeki donanımla ilgili birimleri içerir. Aşağıdaki tablo özel fonksiyon data gözlerinin isimlerini, adreslerini ve fonksiyonlarını vermektedir. Bir özel fonksiyon data gözünün adresi yalnızca 1 bayttır. Fakat özel fonksiyon data gözüne ulaşmak için, bu gözün adresini verebileceğiniz gibi, data gözünün ismini de belirtebilirsiniz. Bu data gözlerinden bazıları bit adreslenebilir data gözleridir. Örneğin akümülatörün üçüncü bitine ulaşmak için, E0H.3 adresini belirtebilirsiniz veya ACC.3 diyerek belirtebilirsiniz. Program status data gözü de bit adreslenebilirdir. Bu data gözündeki parite biti 0 numaralı bittir. Bu bite ulaşmak için, bu bitin adresini; D0H.0 veya ismini PSW.0 diyerek belirtebilirsiniz. Aşağıdaki diğer tablo program statüsü registerindeki, bitlerin sembollerini, adreslerini ve fonksiyonlarını göstermektedir. Özel fonksiyon data gözleri (SFR), İç Hafıza alanı (80H'dan FFH'a)

Data Gözü Adres Fonksiyon P0 80H a Port 0 SP 81H Stak işaretleyici DPL 82H Data işaretleyici (düşük) DPH 82H Data işaretleyici (yüksek) PCON 87H Güç Kontrolü TCON 88H Zamanlayıcı/sayıcı data gözü TMOD 89H a Zamanlayıcı/sayıcı modu TL0 8AH Zamanlayıcı/sayıcı 0 (düşük) TL1 8BH Zamanlayıcı/sayıcı 0 (yüksek) TH0 8CH Zamanlayıcı/sayıcı 1 (düşük) TH1 8DH Zamanlayıcı/sayıcı 1 (yüksek) P1 90H a Port 1 SCON 98H a Seri alışveriş kontrol SBUF 99H Seri alışveriş data buffer P2 A0H a Port 2 IE A8H a Kesme aktifleme P3 B0H a Port 3 IP B8H a Kesme önceliği PSW D0H a Program statüsü ACC E0H a Akümülatör B F0H a B data gözü Bit adreslenebilir data gözleri PSW Bit Adresleri Sembol Adres Fonksiyon CY D0H.7 Elde bayrağı AC D0H.6 Yedek elde bayrağı F0 D0H.5 Genel amaçlı bayrak RS1 D0H.4 Data gözü seçme (MSB) RS0 D0H.3 Data gözü seçme (LSB) OV D0H.2 Taşma bayrağı -- D0H.1 Kullanıcı tanımlanabilir bayrak P D0H.0 Parite bayrağı 8051 Özel Fonksiyon Registerleri 8051 mikrokontrolcü, pek çok çalışma moduna sahip olan esnek bir entegredir. Programların çalışma modunu değiştirmek için özel fonksiyon registerleri değerleri okunabilir veya değiştirilebilir. Özel fonksiyon registerlerine ulaşmak aynen normal RAM data gözlerine ulaşmak gibidir. İç genel hafıza RAM 00h adresinden 7Fh adresine kadar uzanırken, özel fonksiyon registerleri 80h adresinden FFh adresine kadar uzanır. Bir önceki sayfadaki tablo özel fonksiyon registerlerinin isimlerini ve adreslerini vermektedir. Tabloda da görülebileceği gibi, 80h adresinden FFh adresine kadar 128 data gözü bulunduğu halde, standart 8051 entegresinde bu alanların yalnızca 21 tanesi özel fonksiyon registeri olarak kullanılmıştır. Kullanılmayan bu adreslere yazmak veya okumak beklenmedik program hatalarına sebep olabilir. Bu nedenle bizim önerimiz, özel fonksiyon registeri olarak ayrılmamış bu bölgeleri kullanmamanızdır. 8051 entegresinin daha yukarı modellerinde bu gözler farklı özel fonksiyon registerleri olarak tanımlanmış olabilir. Not: Adres değerleri 8 ile bölünebilen tüm özel fonksiyon registerlerinde bit işlemleri yapılabilmektedir.

Özel Fonksiyon Data Gözü Tanımlamaları: Bu bölümde yukarıdaki tabloda görülen tüm özel fonksiyon data gözlerini tablodaki sırasıyla kısaca tanımlamaya çalışacağız. P0 (Port0, adres 80h, bit adreslenebilir) Bu port giriş/çıkış portlarından birisidir. Bu özel fonksiyon data gözündeki bitlerin herbiri 8051 entegresinin bacaklarından birisine karşılık gelmektedir. Örneğin port0 registerinin 0 nolu biti, entegrenin P0.0 bacağına, 7 nolu bit P0.7 nolu bacağa karşılık gelmektedir. Entegredeki P0 bacaklarından herhangi birisini 1 veya 0 yapmak için, P0 registerinde, entegre bacağına karşılık gelen bit değeri 0 veya 1 yapılır. Dolayısıyla port 0 pinleri bit adreslenebilir pinlerdir. Port 0 a yazmak veya okumak için aşağıdaki komutları kullanabilirsiniz. MOV P0, #0FH; Yukarıdaki komut port 0 ın pinlerinin düşük nibelini 1 yüksek nibelini 0 yapacaktır. Yukarıdaki komut verildikten sonra port 0 pinlerinin değerleri aşağıdaki gibi olacaktır. P0.0, P0.1, P0.2, P0.3 = 1 ve P0.4, P0.5, P0.6, P0.7 = 0 Bu porttan bir okuma yapmak için ise aşağıdaki komutlar verilir. MOV P0, #0FFH; MOV A, P0; Görüldüğü gibi porttan okuma yapmadan önce, bütün port giriş moduna getirilir. Port giriş moduna getirildikten sonra ise okuma işlemi gerçekleştirilir. Yukarıdaki komutlar port 0 a 1 bayt bilgiyi yazmak veya okumakta kullanılır. Daha önce söylediğimiz gibi port 0 istenirse pin pin de kontrol edilebilir. Bit bit kontrol için kullanılabilecek 8051 assembly komutları, SETB bit, CLR bit, CPL bit, MOV bit, C, MOV C, bit komutlarıdır. Aşağıda bu komutların nasıl kullanılabilecğine dair örnekler verilmiştir. SETB P0.1 ; P0.1 pinini 1 yap. CLR P0.5 ; P0.5 pinini 0 yap SETB C ; Elde bayrağı 1 MOV P0.4, C ; P0.4 pinine Elde bayrağının değerini yaz. SETB P0.7 ; P0.7 pinini giriş için hazırla. MOV C, P0.7 ; P0.7 pininin değerini Elde bayrağına oku. Daha öncedende bahsedildiği gibi dış hafıza kullanılan devrelerde port 0 düşük adres baytını ve data alışverişini gerçekleştirmek üzere multiplex görev yapar. Adres ve data alışverişi CPU kontrolü altındadır. SP (Yığın İşaretleyici, adres 81h) Bu register 8051 entegresinin yığın işaretleyici registeridir. Yığın hızlı data alışverişinin bir yoludur. Yığın (Stack) last-in-first-out, son giren ilk çıkar prensibine göre çalışan bir hafıza kavramıdır. Yığın işaretleyici, yığına en son eklenen datanın RAM hafıza adresini gösterir (TOP of stack). Yığına bir değer itilmeden önce yığın işaretleyicisinin değeri 1 artırılır. Örneğin yığın işaretleyicinin değeri 07h ise, bir PUSH komutundan sonra, yığın işaretleyicinin değeri 08h olacaktır. Yığından bir değer geri alınırken ise önce değer yığından alınır, daha sonra yığın işaretleyicisinin değeri 1 azaltılır. Yığın işaretleyicinin değeri, yığın ile çalışan tüm komutlardan sonra değişmektedir. 8051 komut kümesi içinde yığını kullanan komutlar, PUSH, POP, LCALL, RET, RETI ve kesme programı girişleridir.

8051 entegresinin ilk çalışmasıyla, yığın işaretleyicisi 07h değerini alır. Bunun anlamı yığının başlangıç adresinin 08h olduğudur. Yığın 08h adresinden yukarı doğru genişler. Bu sebeble eğer programınınzda register bankları 1, 2 ve 3 ü kullanacaksanız dikkatli olmalısınız. Bu durumda yığının başlangıcını üst hafıza elemanlarına işaretlemek gerekecektir. Örneğin yığın başlangıcı olarak 2Fh adresini kullanmak uygun olabilir. Kullanıcı yığın adresini nereden başlatacağına kendisi karar vermek durumundadır. Örneğin aşağıdaki komut yığın işaretleyicisinin başlangıç değerini 2Fh değerine atar. MOV SP, #02FH; DPL/DPH Data işaretleyicileri, adres 82h ve 83h ) DPL/DPH (data işaretleyicisi düşük ve yüksek registerleri, adres 82h ve 83h) DPL ve DPH registerleri 16 bit bir adres oluşturmak üzere bir arada kullanılan özel fonksiyon registerleridir. Data işaretleyici, dış RAM hafıza ile veri alışverişinde ve dış kod hafıza ile ilgili bazı işlemlerde kullanılır. Data işaretleyici işaretsiz 16 bit bir sayıyı gösterdiğine göre, data işaretleyici ile 0000h dan FFFFh (0-65535) adresi aralığında hafıza adreslenebilir. Assembler dilinde DPTR ismi ile kullandığınız data işaretleyici, aslında DPH ve DPL özel fonksiyon data gözleri tarafından oluşturulmuş 16 bit bir sayıdır. Pek çok durumda DPTR nin DPH ve DPL baytlarını ayrı ayrı işlemek durumunda kalabilirsiniz. Örneğin DPTR değerini yığına yazmak istediğinizi varsayalım. 16 bit bir değeri tek hamlede yığına yazacak bir 8051 komutu yoktur. Bu nedenle DPH ve DPL değerlerini ayrı ayrı yığına yazmanız gerekir. Öte yandan DPTR işaretleyicini bir artıran 8051 komutu olmasına rağmen DPTR işaretleyicisini bir azaltan bir 8051 komutu yoktur. Böyle bir durumda DPH ve DPL registerlerini kullanarak sizin bu azaltma işlemini yapmanız gereklidir. Data işaretleyicisi en çok dış veri hafıza ile data alışverişinde kullanılır. Bu amaçla önce data okunacak veya yazılacak hafıza adresinin değeri data işaretleyicisine yüklenir. Daha sonra MOVX komutu ile bu değer hafızadan okunur veya hafızaya yazılır. Aşağıdaki komut seti 2300H adresine 13 değerini yazmak için kullanılmıştır. MOV DPTR, #2300H; MOV A, #13; MOVX @DPTR, A; Hafızanın 2300H adreindeki bir değeri okumak için ise MOV DPTR, #2300H; MOVX A, @DPTR; Komutları verilir. Harward mimarisine göre yapılan devrelerde, MOVC komutu yine data işaretleyicisi ile kullanılarak program hafızadan veri okunmasını sağlar. Aşağıdaki komutlar program hafızanın 0300H adresinden bir verinin okunmasında kullanılmaktadır. MOV A, #0; MOV DPTR, #0300H; MOVC A, #A+DPTR PCON (Güç Kontrol registeri, adres 87h) Adresinden de anlaşılabileceği gibi PCON registeri bit adreslenebilir bir register değildir. Bit adreslenebilir registerlerin adreslerinin 8 e bölünebilmesi gerektiğini hatırlayınız. Bu registerin PD ve IDL bitleri CMOS entegrelerde güç kontrolü amacıyla kullanılmaktadır. Şimdi bu registerin bitlerini ve bit anlamlarını görelim.

7 6 5 4 3 2 1 0 SMOD - - - GF1 GF0 PD IDL Bit 7 SMOD seri iletişim hızı modifikasyınu bit. Bu bit SET edildiğinde seri haberleşme hızı, zamanlayıcı 1 in mod 1, 2 veya 3 ile kullanılması sonucunda hesaplanan iletişim hızının 2 katına çıkar. Bu bit 0 olduğunda, iletişim hızı zamanlayıcı 1 ile belirlenen iletişim hızı olur. Bit 6 - Kullanılmıyor. Bit 5 -Kullanılmıyor. Bit 4 -Kullanılmıyor. Bit 3 GF1 Genel amaçlı bayrak. Programcı tarafından kullanılabilir. Bit 2 GF0 Genel amaçlı bayrak. Programcı tarafından kullanılabilir. Bit 1 PD CMOS entegrelerde, entegrenin güç tüketimini azaltmakta kullanılır. Bit 0 IDLE CMOS entegrelerin güç tüketim kontrolü için kullanılan diğer bir bit. TCON (Zamanlayıcı kontrol registeri, adres 88h, bit adreslenebilir) Zamanlayıcı kontrolü registeri standart 8051 entegresinde bulunan iki adet zamanlayıcının ayarlarının yapılmasında kullanılır. Bu register kullanılarak zamanlayıcılar çalıştırılabilir veya durdurulabilir. Bu registerde bulunan bitlerden birisi zamanlayıcının taşma biti olarak kullanılmaktadır. Böylece her zamanlayıcı veya sayıcı taşmasında bu bit aktiflenmektedir. Bu özel fonksiyon registerinde bulunan bitlerden diğer birkaçı, zamanlayıcı ve sayıcının kesme üretmesi için programlanabilmektedir. TCON registeri bit adreslenebilir bir registerdir. Bu registerin bitleri zamanlayıcı/sayıcıları kontrol etmekte kullanılır. 7 6 5 4 3 2 1 0 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 Bit 7 TF1 Zamanlayıcı 1 taşma bayrağı. Zamanlayıcı taştığı anda bu bayrak SET olur. Mikroişlemci ilgili kesme programına sıçradığı anda bu bayrak tekrar temizlenir. Eğer kesme programı yoksa bu bayrak program tarafından temizlenmelidir. Bit 6 TR1 Zamanlayıcı 1 çalışma kontrol biti. Zamanlayıcı 1 çalıştmaya başlatılmak istendiğinde bu bayrak SET edilir. Bu bayrak SET olduğu sürece zamanlayıcı 1 çalışmaktadır. Bit 5 TF0 Zamanlayıcı 0 taşma bayrağı. Zamanlayıcı taştığı anda bu bayrak SET olur. Mikroişlemci ilgili kesme programına sıçradığı anda bu bayrak tekrar temizlenir. Eğer kesme programı yoksa bu bayrak program tarafından temizlenmelidir. Bit 4 TR0 Zamanlayıcı 0 çalışma kontrol biti. Zamanlayıcı 0 çalışmaya başlatılmak istendiğinde bu bayrak SET edilir. Bu bayrak SET olduğu sürece zamanlayıcı 0 çalışmaktadır. Bit 3 IE1 Harici kesme 1 kenar bayrağı. INT1 pininde yüksekten alçağa düşen bir sinyal görüldüğünde, program INT1 kesme adresi 0013h e sıçrar.

Bit 2 IT1 Harici kesme 1 INT1 tip belirleme biti. Eğer sinyal yüksekten düşüğe geçtiğinde kesme aktiflenmesi isteniyorsa bu bit SET edilir. Bu bit 0 olduğunda pindeki bir 0 sinyali kesmeyi aktifler. Bit 1 IE0 Harici kesme 0 kenar bayrağı. INT0 pininde yüksekten alçağa düşen bir sinyal görüldüğünde, program INT0 kesme adresi 0003h e sıçrar. Bit 0 IT0 Harici kesme 0 INT0 tip belirleme biti. Eğer sinyal yüksekten düşüğe geçtiğinde kesme aktiflenmesi isteniyorsa bu bit SET edilir. Bu bit 0 olduğunda pindeki bir 0 sinyali kesmeyi aktifler. TMOD (zamanlayıcı modu registeri, adres 89h) TMOD registerindeki bütün bitlerin ayrı ayrı anlamları olmasına rağmen TMOD registeri bit adreslenebilir bir register değildir. Bu register standart iki zamanlayıcının hangi modda çalışacağını kontrol etmekte kullanılan registerdir. Bu register kullanılarak zamanlayıcılar, 16 bit zamanlayıcı, 8-bit tekrar yüklenen zamanlayıcı veya 13 bit zamanlayıcı olarak programlanabilmektedir. Buna ilave olarak zamanlayıcılar, sayıcı olarak ta programlanabilir. Böylece harici bir sinyalin her değişiminde zamanlayıcxının değeri 1 artacaktır. 7 6 5 4 3 2 1 0 Gate C/T M1 M0 Gate C/T M1 M0 Bit 7 Gate OR kapısı enable biti.. Zamanlayıcı 1 in çalışmaya başlayabilmesi için bu bitin değerinin 0 olması gereklidir. Yani GATE biti ve TCON registerindeki TR1 biti zamanlayıcı 1 in çalışmaya başlamasını kontrol eder. GATE biti 1 ve TR1 biti 1 ise, zamanlayıcının çalışması INT1 pinindeki sinyale bağlıdır. Bu sinyal 1 olduğu anda zamanlayıcı 1 çalışır. Bit 6 C/T Sayıcı veya zamanlayıcı seçme biti. Bu bit SET olduğu zaman zamanlayıcı/sayıcı 1 sayıcı modunda çalışmaya başlar. Bu durumda T0 pinine bağlı sinyal sayılmaya başlar. Bit 5 M1 Zamanlayıcı/sayıcı 1 mod seçme biti Bit 4 M0 Zamanlayıcı/sayıcı 1 mod seçme biti. Bit 3 Gate OR kapısı enable biti.. Zamanlayıcı 1 in çalışmaya başlayabilmesi için bu bitin değerinin 0 olması gereklidir. Yani GATE biti ve TCON registerindeki TR1 biti zamanlayıcı 1 in çalışmaya başlamasını kontrol eder. GATE biti 1 ve TR1 biti 1 ise, zamanlayıcının çalışması INT1 pinindeki sinyale bağlıdır. Bu sinyal 1 olduğu anda zamanlayıcı 1 çalışır. Bit 2 C/T Sayıcı veya zamanlayıcı seçme biti. Bu bit SET olduğu zaman zamanlayıcı/sayıcı 1 sayıcı modunda çalışmaya başlar. Bu durumda T0 pinine bağlı sinyal sayılmaya başlar. Bit 1 M1 Zamanlayıcı/sayıcı 0 mod seçme biti. Bit 0 M0 Zamanlayıcı/sayıcı 0 mod seçme biti. M1 M0 MOD 0 0 0 0 1 1 1 0 2 1 1 3 TL0/TH0 (Zamanlayıcı 0 düşük ve yüksek, adres 8Ah ve 8Bh) Bu iki özel fonksiyon registeri zamanlayıcı 0'ı temsil eden özel fonksiyon registerleridir. Bu registerlerin nasıl davranacakları TMOD registerine yazılan kod ile konfigüre edilir. Bilinmesi gereken önemli noktalardan birisi de zamanlayıcıların yalnızca yukarı doğru saymasıdır. TL0 ve TH0 sayıcının sayma değerlerinin bulunduğu registerlerdir.

TL1/TH1 (Zamanlayıcı 1 düşük ve yüksek, adres 8Ch ve 8Dh) Bu iki özel fonksiyon registeri zamanlayıcı 1'i temsil ederler. Zamanlayıcı/sayıcı 1 in sayma değerleri bu registerlerde bulunur. Herhangi bir anda sayma değeri okunmak istendiğinde, TL1 ve TH1 sayıcıları nın değerleri değişkenlere okunur. Örneğin kullanacağımız iki değişken TIMERH ve TIMERL olsun. MOV TIMERH, TH1; MOV TIMERL, TL1; P1 (Port 1, adres 90h, bit adreslenebilir) Bu port giriş/çıkış portlarından birisidir. Bu özel fonksiyon data gözündeki bitlerin herbiri 8051 entegresinin bacaklarından birisine karşılık gelmektedir. Örneğin port1 registerinin 0 nolu biti, entegrenin P1.0 bacağına, 7 nolu bit P1.7 nolu bacağa karşılık gelmektedir. Entegredeki P1 bacaklarından herhangi birisini 1 veya 0 yapmak için, P1 registerinde, entegre bacağına karşılık gelen bit değeri 0 veya 1 yapılır. Dolayısıyla port 1 pinleri bit adreslenebilir pinlerdir. Port 1 e yazmak veya okumak için aşağıdaki komutları kullanabilirsiniz. MOV P1, #0FH; Yukarıdaki komut port 1 ın pinlerinin düşük nibelini 1 yüksek nibelini 0 yapacaktır. Yukarıdaki komut verildikten sonra port 1 pinlerinin değerleri aşağıdaki gibi olacaktır. P1.0, P1.1, P1.2, P1.3 = 1 ve P1.4, P1.5, P1.6, P1.7 = 0 Bu porttan bir okuma yapmak için ise aşağıdaki komutlar verilir. MOV P1, #0FFH; MOV A, P1; Görüldüğü gibi porttan okuma yapmadan önce, bütün port giriş moduna getirilir. Port giriş moduna getirildikten sonra ise okuma işlemi gerçekleştirilir. Yukarıdaki komutlar port 1 e 1 bayt bilgiyi yazmak veya okumakta kullanılır. Daha önce söylediğimiz gibi port 1 istenirse pin pin de kontrol edilebilir. Bit bit kontrol için kullanılabilecek 8051 assembly komutları, SETB bit, CLR bit, CPL bit, MOV bit, C, MOV C, bit komutlarıdır. Aşağıda bu komutların nasıl kullanılabilecğine dair örnekler verilmiştir. SETB P1.1 ; P1.1 pinini 1 yap. CLR P1.5 ; P1.5 pinini 0 yap SETB C ; Elde bayrağı 1 MOV P1.4, C ; P1.4 pinine Elde bayrağının değerini yaz. SETB P0.7 ; P1.7 pinini giriş için hazırla. MOV C, P0.7 ; P0.7 pininin değerini Elde bayrağına oku. SCON (seri kontrol, adres 98h, bit adreslenebilir) SCON özel fonksiyon registeri 8051 seri giriş/çıkış biriminin davranışını kontrol etmekte kullanılır. Örneğin bu register kullanılarak seri haberleşme hızı (baud rate) belirlenir. Bu registerde, aynı zamanda seri bir karakter başarıyla yollandığında veya başarıyla okunduğunda aktiflenen bayraklar bulunur. Seri port kullanılmak istendiğinde yalnızca SCON registerinin konfigüre edilmesi yeterli olmayabilir. Bu durumda TCON ve TMOD registerlerinde de gerekli değişimler yapılmalıdır. Çünkü seri haberleşme hızını ayarlamak için zamanlayıcılardan birisini kullanmak gerekebilir. Aşağıda SCON registerinin yapısı ve bitleri görülmektedir. Bit İsim Bit Adresi Açıklama 7 SM0 9Fh Seri port mod bit 0 6 SM1 9Eh Seri port mod bit 1. 5 SM2 9Dh Birden çok işlemci ile haberleşme modu

4 REN 9Ch Alıcı aktif biti. Karakter okuması için bu bit aktif yapılmalıdır. 3 TB8 9Bh Yolla biti, bit 8. Mod 2 ve 3 de karakter yollamak için kullanılan bit. 2 RB8 9Ah Mod 2 ve 3 de karakter okumak için kullanılan bit. 1 TI 99h Yolla bayrağı. Bir karakter yollandığı zaman bu bit aktif olur. 0 RI 98h Alıcı bayrağı. Bir karakter okunduğu zaman bu bit aktif olur. SM0 ve SM1 bitleri ve anlamları. SM0 SM1 Seri Mod Açıklama Haberleşme hızı 8-bit kaydırma 0 0 0 Registeri Osilatör frekansı / 12 0 1 1 8-bit UART Zamanlayıcı 1 ile ayarlanır.(*) 1 0 2 9-bit UART Osilatör frekansı / 32 1 1 3 9-bit UART Zamanlayıcı 1 ile ayarlanır. (*) (*) Zamanlayıcı 1 kullanılarak haberleşme hızı seçildiği durumda, eğer PCON.7 biti aktif yapılırsa, haberleşme hızı iki katına yükselmiş olur. SCON registeri bit adreslenebili bir registerdir. Bu registerin bitleri isimleriyle kullanılabilir. MCS-51 assembly programlama dilinde, bu registerin bitleri tanımlanmış durumdadır. SCON registerinin üst 4 biti (bit 4 - bit 7 ) konfigürasyon bitleridir. SM0 ve SM1 bitleri seri haberleşme modunu seçmekte kullanılır. 4 farklı seri haberleşme modu vardır. Seri haberleşme modunun seçilmesiyle haberleşme hızının nasıl hesaplanacağı da belirlenmiş olur. Mode 0 ve Mod 2 de haberleşme hızı kristal frekansı ile orantılı bir sayıdır ve sabittir. Mod 1 ve 3 de ise haberleşme hızı zamanlayıcı 1'in birim zamanda taşma sayısına bağlı olarak değişkendir. SM2 biti, birden fazla işlemci haberleşmesi bayrağıdır. Genelde 8051 seri hattan bir karakter okuduğunda, RI (alındı kesmesi) bayrağı aktiflenecektir. Böylece program bir karakterin alındığını ve işlenmek üzere hazır olduğunu bilebilecektir. Fakat SM2 biti aktiflenirse, RI bayrağı, ancak okunan 9'uncu bit "1" ise aktiflenecektir. Bu bit gelişmiş seri haberleşme olayı için zaman zaman son derece faydalıdır. Fakat biz hemen tüm programlarımızda bu biti "0" yapacağız Dolayısıyla her karakter okunuşunda, RI bayrağı aktiflecektir. Bir sonraki bit REN (receiver enable) alıcı aktifle bitidir. Bu bitin anlamı çok açıktır. Eğer seri port üzerinden okuma yapmak istiyorsanız bu biti aktiflemeniz gerekir. SCON registerinin son 4 biti, seri haberleşme sırasında kullanılan işlem bitleridir. Bu bitler seri portu konfigüre etmek için değil seri yazma/okuma işlemlerini gerçekleştirmek için kullanılır. TB8 biti mod 2 ve mod 3 de kullanılır. Mod 2 ve mod 3 de toplam 9 bit data yollanıp okunmaktadır. İlk 8 bit karakter değeridir, 9'uncu bit TB8 den okunarak yollanır. RB8 biti de mod 2 ve mod 3 de kullanılır. Mod 2 ve mod 3 de okuma yapıldığında toplam 9 bit data okunur. Okunan ilk 8 bit SBUF registerine kaydedilir. 9'uncu bit RB8 bitine okunur. TI (transmit interrupt) yollandı kesmesi bitidir. Program seri porttan bir bilgi yolladığında, değerin seri porttan tamamen yollanması için belli bir zaman geçecektir. Eğer bu karakterin yollanması bitmeden, yeni bir karakter yollanmak üzere SBUF registerine yazılırsa, datalar birbirine karışacaktır. Bunu önlemek için yollama tamanlandı (TI) biti kullanılır. TI biti "1" ise bir önceki karakter yollanmış demektir ve yeni bir karakter yollanmasında sakınca yoktur. Dolayısıyla programcı, yeni bir karakter yollamadan önce TI bitini okuyarak kontrol etmelidir. RI (receive interrupt) alma kesmesi bitidir. Bu bit de TI bitine benzer bir görev görmektedir. Fakat bu defa, dışardan bir karakter okunduğunda, okumanın bittiğini bildirmek üzere bu bir "1" olmaktadır.

SBUF( seri kontrol, adres 99h) Seri port bafırı, seri port üzerinden dataların yazılmasında ve okunmasında kullanılır. SBUF registerine yazılan herhangi bir değer entegrenin yolla (TXD) bacağı üzerinden seri bilgi halinde yollanılır. Benzer şekilde entegreye oku (RXD) bacağı üzerinden gelen bir bilgi de SBUF registerinde okunmaya hazır bir şekilde tutulur. Yani bir karakter yollanacağı zaman SBUF registerine yazılır. Bir karakter okunacağı zaman ise SBUF registeri okunur. Aşağıda seri porta bir karakter yazılması için verilmesi gereken komutlar görülmektedir. CLR TI ; Önce TI bitini temizle. MOV SBUF,# A ; Yollanacak karakteri seri porta yaz. JNB TI,$ ; Karakter yollamasının bitişini bekle. Seri porttan bir karakter okunması için ise aşağıdaki komutlar verilmelidir. JNB RI,$ MOV A,SBUF ; 8051 RI bayrağının aktiflenmesini bekle ; Gelen karakteri akümülatöre oku. P2 (Port 2, adres A0h, bit adreslenebilir) Bu portta diğer portlar gibi bit adreslenebilir bir porttur. Dış hafıza kullanan devrelerde bu portun görevi, dış adres hattının yüksek baytını sağlamaktır. Mikroişlemci dış program hafızadan kod okuma yaptığı sırada kodun adresinin yüksek baytı bu port tarafından sağlanır. Dış veri veya kod hafızadan MOVX veya MOVC komutlarıyla veri alışverişi sırasında da bu port yine okunacak adresin yüksek baytını sağlama işlevini görür. Port 2 pinlerinin dış hafızaya nasıl bağlandığını görmek için Harward ve Von Neumann mimarisine göre 8051 devre şemalarına bakınız. Eğer devrede dış hafıza kullanılmayacaksa, bu porrta diğer portlar gibi basit giriş çıkış işlemleri için kullanılabilir. Bu portta Port1 ve Port3 gibi dahili pull-up dirençlerine sahiptir. Bu yüzden dışarıya veri yazarken dış pull-up dirençlerine gerek yoktur. Basit giriş çıkış birimi olarak kullanıldığında, bu özel fonksiyon data gözündeki bitlerin herbiri 8051 entegresinin bacaklarından birisine karşılık gelmektedir. Örneğin port2 registerinin 0 nolu biti, entegrenin P2.0 bacağına, 7 nolu bit P2.7 nolu bacağa karşılık gelmektedir. Entegredeki P2 bacaklarından herhangi birisini 1 veya 0 yapmak için, P2 registerinde, entegre bacağına karşılık gelen bit değeri 0 veya 1 yapılır. Port 2 ye yazmak veya okumak için aşağıdaki komutları kullanabilirsiniz. MOV P2, #0FH; Bu komutla Port2 ye bir seferde 1 bayt veri yazılmıştır. Port2 den bir seferde 1 bayt veri okumak için ise aşağıdaki komutları verebilirsiniz. MOV P2, #0FFH; MOV A, P2; Port 2 yi bit bit kontrol etmek için ise 8051 assembly bit komutları, SETB bit, CLR bit, CPL bit, MOV bit, C, MOV C, bit kullanılabilir. SETB P2.1 CLR P2.5 ; P2.1 pinini 1 yap. ; P2.5 pinini 0 yap SETB C ; Elde bayrağı 1 MOV P2.4, C ; P2.4 pinine Elde bayrağının değerini yaz. SETB P2.7 MOV C, P2.7 ; P2.7 pinini giriş için hazırla. ; P2.7 pininin değerini Elde bayrağına oku.

IE ( Kesme aktifle registeri, adres A8h) IE özel fonksiyon registeri, kesmelerin aktiflenmesinde ve pasiflenmesinde kullanılan registerdir. Bit 0-1-2-3-4-5-6, herhangi bir özel kesmeyi aktiflemekte veya pasiflemekte kullanılan bitlerdir. Bit 7 tüm kesmeleri aktiflemek ve pasiflemekte kullanılır. Bu bit pasiflendiğinde, herhangi bir özel kesmeyi aktifleyecek bit 1 olsa bile, kesme pasif kalır. Bit İsim Bit Adresi Açıklama 7 EA AFh Genel kesme aktifle/engelle 6 - AEh Tanımsız 5 - ADh Tanımsız 4 ES ACh Seri kesme aktifle 3 ET1 ABh Zamanlayıcı 1 kesmesi aktifle 2 EX1 AAh Dış kesme 1 aktifle 1 ET0 A9h Zamanlayıcı 0 kesme aktifle 0 EX0 A8h Dış kesme 0 aktifle Herhangi bir kesmeyi aktiflemek için, once hangi kesme aktifleneckse o bit SET edilir. Daha sonra EA biti SET edilir. Örneğin Dış kesme 0 ın çalışmaya başlaması için, SETB EX0; SETB EA; komutları verilir. Bazı yerlerde BIT kontrolü yerine bayt seviyesinde komutlar da görebilirsiniz. Bu sizi şaşırtmasın. Fakat program okunulabilirliği açısından siz yine de BIT komutlarını tercih edin. Yukarıdaki 2 satır kodu, örneğin başka bir kitapta, MOV IE, #01H ; ORL IE, #080H; veya, ORL IE, #01H; ORL IE, #080H; veya başka formlarda görebilirsiniz. Bunların hepsinin aynı işi yaptığına dikkat ediniz. P3 (port 3, adres B0h, bit adreslenebilir) Bu portta diğer portlar gibi bit adreslenebilir bir porttur. Port 3 pinlerinin hepsi çift fonksiyona sahip pinlerdir. Örneğin seri iletişim için kullanılan TxD, RxD pinleri, dış hafıza okuma yazma pinleri WR ve RD, zamanlayıcı/sayıcı pinleri T0 ve T1, Dış kesme pinleri INT0 ve INT1 hep bu portta bulunur. Bütün bu fonksiyonlar, kendi özel fonksiyon registerleri aracılığı ile programlanır. Bu fonksiyonların kullanılmadığı pinler basit giriş/çıkış pinleri olarak kullanılabilir. Port3 de Port1 ve Port2 gibi iç pull-up dirençlerine sahiptir. Bu sebeble bu port basit giriş çıkış için kullanıldığında, harici pull-up dirençlere gerek yoktur. Diğer portlarda olduğu gibi basit giriş/çıkış işlemleri P3 özel fonksiyon registeri aracılığı ile yapılır. Aşağıdaki komutlar P3 pinlerinin P3 özel fonksiyon registeri aracılığı ile nasıl kontrol edilebileceğini göstermektedir. MOV P3, #0FH; Bu komutla Port3 e bir seferde 1 bayt veri yazılmıştır. Port3 den bir seferde 1 bayt veri okumak için ise aşağıdaki komutları verebilirsiniz. MOV P3 #0FFH; MOV A, P3;

Yukarıdaki komut verildikten sonra port 1 pinlerinin değerleri aşağıdaki gibi olacaktır. P1.0, P1.1, P1.2, P1.3 = 1 ve P1.4, P1.5, P1.6, P1.7 = 0 Port 3 ü bit bit kontrol etmek için ise 8051 assembly bit komutları, SETB bit, CLR bit, CPL bit, MOV bit, C, MOV C, bit kullanılabilir. SETB P3.1 CLR P3.5 ; P3.1 pinini 1 yap. ; P3.5 pinini 0 yap SETB C ; Elde bayrağı 1 MOV P3.4, C ; P3.4 pinine Elde bayrağının değerini yaz. SETB P3.7 MOV C, P3.7 ; P3.7 pinini giriş için hazırla. ; P3.7 pininin değerini Elde bayrağına oku. IP (kesme önceliği, adres B8h, bit adreslenebilir) IP özel fonksiyon registeri kesme önceliklerini tanımlamakta kullanılır. Birden çok kesme yaratan bir sistemde, aynı anlı oluşan iki kesmeden hangisin,n daha önce işleme sokulacağını belirlemek gereklidir. 8051 entegresinde bir kesme ya düşük önceliğe (0) yada yüksek önceliğe (1) sahip olarak tanımlanabilir. Örneğin birden fazla kesme kullanan bir sistemde, seri port kesmesini yüksek, diğer tüm kesmeleri düşük öncelikli olarak tanımladığımızı varsayalım. Bu durumda, her bir seri port kesmesi, kesme altprogramının çalışmasını sağlayacaktır. Seri port kesmesi sırasında, başka bir kesme aktif olsa bile önce seri port kesmesi programı tamamlanacaktır. Aşağıda IP registerinin pinleri görülmektedir. Herhangi bir kesmeyi öncelikli yapmak için o kesmenin bitini SET etmek yeterlidir. Örneğin seri port kesmesinin diğer kesmelerden daha öncelikli olmasını istiyorsak, SETB PS; komutunu vermek yeterlidir. Bit İsim Bit Adresi Açıklama 7 - - Tanımsız 6 - - Tanımsız 5 - - Tanımsız 4 PS BCh Seri port önceliği 3 PT1 BBh Zamanlayıcı 1 önceliği 2 PX1 Bah Dış kesme 1 önceliği 1 PT0 B9h Zamanlayıcı 0 önceliği 0 PX0 B8h Dış kesme 0 önceliği Şekil. Kesme önceliği registeri bitleri ve anlamları. PSW (program statüsü kelimesi, adres D0h, bit adreslenebilir) Program statüsü kelimesi registerinde 8051 komutlarının işlemesine göre, aktiflene ve pasiflenen bayraklar bulunur. PSW registerinde, elde bayrağı, yedek elde bayrağı, taşma bayrağı ve parite bayrağı gibi önemli bitler bulunur. Buna ek olarak PSW registerinde hangi register bankasının kullanılacağını belirlemekte kullanılan bitler bulunur. Bir kesme programı yazıldığında, kesme programı başında program statüsü kelimesini yığına saklamak ve kesme programı sonunda yığından geri almak, pek çok programlama hatasını önleyecektir. Çünkü 8051 komut kümesi komutlarının pek çoğu, PSW registerinin değişmesine yol açar. 8051 matematik işlemlerinin sonucuna göre değişen 4 PSW bitine sahiptir. Bu bitler Carry (elde) biti, Auxillary Carry (yardımcı elde) biti, Overflow (taşma) biti ve Parity (parite) bitleridir. PSW registerinde bunlardan başka RS0 ve RS1 register bank seçme bitleri ve bir tan de programcı kullanımına sunulmuş genel amaçlı bit F0 bulunur.