8051 마이크로컨트롤러 제 1 장 . ...

8051 마이크로컨트롤러 제 1 장 . 마이크로컨트롤러

-1- 청강문화산업대학 이동통신과

마이크로컨트롤러마이크로컨트롤러 (microcontroller)(microcontroller)

RAM

CPU Address, Data & Control Bus

InterruptControl

Serialinterface

Parallelinterface

ROM

ExternalExternalInterrupt

Internal

Serialdevice

Paralleldevice

Timer/Counter




마이크로컨트롤러마이크로컨트롤러 (MCU - Micro Controller Unit)(MCU - Micro Controller Unit)

- CPU, ROM, RAM, I/O Port(- CPU, ROM, RAM, I/O Port( 직렬직렬 ,, 병렬병렬 ), Timer/Counter, Interrupt), Timer/Counter, Interrupt

처리기가 하나의 반도체 처리기가 하나의 반도체 chipchip 에 집적 에 집적

- - 기계의 제어를 목적으로 하는 제어용기계의 제어를 목적으로 하는 제어용

(( 마이크로프로세서 마이크로프로세서 : : 연산 및 데이터 처리를 목적연산 및 데이터 처리를 목적 ) )

- - 외부사건외부사건 (Interrupt)(Interrupt) 에 실시간 응답해야 하는 분야에 많이 사용에 실시간 응답해야 하는 분야에 많이 사용

- - 입출력 인터페이스는 단일 입출력 인터페이스는 단일 bitbit 로도 가능로도 가능

(( 모터모터 , LED, , LED, 스피커 구동 등스피커 구동 등 ) )




마이크로컨트롤러마이크로컨트롤러 (MCU)(MCU) 의 역사의 역사 - 1975- 1975 년 년 : Texas Instrument : Texas Instrument 최초로 최초로 TMS1000 TMS1000 개발개발

(1971(1971 년 년 Intel 4bit Intel 4bit 마이크로프로세서 마이크로프로세서 4004 4004 개발개발 ) )

- 1976- 1976 년 년 : Intel 8bit M/C 8048(MCS-48) : Intel 8bit M/C 8048(MCS-48) 개발개발

Motorola 8bit MC6801 Motorola 8bit MC6801 개발개발

- - 19801980 년 년 : Intel 8bit M/C 8051(MCS-51) : Intel 8bit M/C 8051(MCS-51) 개발개발

- 1982- 1982 년 년 : Intel 16bit MCS-96 : Intel 16bit MCS-96 개발개발

- 1988- 1988 년 년 : Intel 32bit M/C 80960 : Intel 32bit M/C 80960 개발 개발

- etc. - etc.




MCU(Micro Controller Unit)MCU(Micro Controller Unit) 와 제조사와 제조사 - Motorola : MC6805, MC68HC11, MC68HC16, MC68332- Motorola : MC6805, MC68HC11, MC68HC16, MC68332

- Samsung : KS51, KS88, KS16, KS32 - Samsung : KS51, KS88, KS16, KS32

- Microchip : PIC16/17(RISC, A/D- Microchip : PIC16/17(RISC, A/D 변환기 및 변환기 및 PWM PWM 내장내장 ))

- Atmel : AVR(8bit RISC M/C)- Atmel : AVR(8bit RISC M/C)

- Zilog : Super-8- Zilog : Super-8

- etc.- etc.




마이크로컨트롤러마이크로컨트롤러 (MCU)(MCU) 의 특징의 특징 - - 주변장치들을 센싱 및 제어하기 위한 주변장치들을 센싱 및 제어하기 위한 I/O I/O 능력이 강화능력이 강화

- - 타이머타이머 // 카운터카운터 , , 통신포트 내장 및 인터럽트 처리 능력 보유통신포트 내장 및 인터럽트 처리 능력 보유

- Bit - Bit 조작 능력이 강화조작 능력이 강화

- - 제품의 소형화 및 경량화제품의 소형화 및 경량화

- - 제품의 가격이 저렴제품의 가격이 저렴 (( 부품비부품비 , , 제작비제작비 , , 개발비 및 개발시간 개발비 및 개발시간 절감절감 ))

- - 융통성 및 확장성이 용이융통성 및 확장성이 용이 (( 프로그램만 변경프로그램만 변경 ))

- - 신뢰성이 향상신뢰성이 향상 (( 부품 수 적어 시스템 단순부품 수 적어 시스템 단순 , , 고장율 적고고장율 적고 , , 보수편리보수편리 ) )




마이크로컨트롤러마이크로컨트롤러 (MCU)(MCU) 의 응용의 응용 - - 산업 산업 : : 모터 제어모터 제어 , , 로봇 제어로봇 제어 , , 프로세스 제어프로세스 제어 , , 수치 제어수치 제어 , , 장난감 등장난감 등

- - 계측 계측 : : 의료용 계측기의료용 계측기 , , 오실로스코프 등오실로스코프 등

- - 가전제품 가전제품 : : 전자레인지전자레인지 , , 가스오븐가스오븐 , , 전자밥솥전자밥솥 , , 세탁기 등세탁기 등

- - 군사 군사 : : 미사일 제어미사일 제어 , Torpedo , Torpedo 제어제어 , , 우주선 유도 제어 등우주선 유도 제어 등

- - 통신 통신 : : 휴대폰휴대폰 , , 모뎀모뎀 , , 유무선 전화기유무선 전화기 , , 중계기 등 중계기 등

- - 사무기기 사무기기 : : 복사기복사기 , , 프린터프린터 , plotter, , plotter, 하드디스크 구동장치 등하드디스크 구동장치 등

- - 자동차 자동차 : : 점화 타이밍 제어점화 타이밍 제어 , , 연료 분사 제어연료 분사 제어 , , 변속기 제어 등변속기 제어 등

- - 생활 생활 : : 전자시계전자시계 , , 계산기계산기 , , 게임기게임기 , , 금전등록기금전등록기 , , 온도조절기 온도조절기 등 등



마이크로프로세서마이크로프로세서 (CPU)(CPU) 의 구조의 구조

레지스터 중심 구조레지스터 중심 구조 - Acc, B, R0- Acc, B, R0R7 register R7 register 등의 레지스터 중심 구조등의 레지스터 중심 구조

- Intel 8051, 8096, 80196- Intel 8051, 8096, 80196

하버드 구조하버드 구조 (Harvard architecture)(Harvard architecture)

- - 처리 속도를 빠르게 하기 위해 주소 및 데이터버스를 프로그램처리 속도를 빠르게 하기 위해 주소 및 데이터버스를 프로그램 //

데이터용으로 구분데이터용으로 구분

. . 주소버스 주소버스 : : 프로그램용 주소버스프로그램용 주소버스 , , 데이터용 주소버스데이터용 주소버스

. . 데이터버스 데이터버스 : : 프로그램용 데이터버스프로그램용 데이터버스 , , 데이터용 데이터버스 데이터용 데이터버스



CPUCPU 의 구조 및 의 구조 및 DSPDSP

CISC(Complex Instruction Set Computer)CISC(Complex Instruction Set Computer)

- RISC - RISC 보다 많은 명령어 집합보다 많은 명령어 집합 , , 실행 속도 늦음실행 속도 늦음 (Intel 8051) (Intel 8051)

RISC (Reduced Instruction Set Computer)RISC (Reduced Instruction Set Computer)

* DSP(Digital Signal Processing)* DSP(Digital Signal Processing)

- 1979- 1979 년 디지털 신호 처리 분야 실시간 계산을 목적으로 개발년 디지털 신호 처리 분야 실시간 계산을 목적으로 개발

- - 모뎀모뎀 , , 음성인식음성인식 , , 영상처리 시스템 등에 활용영상처리 시스템 등에 활용

- - 프로세서는 대부분 하버드 구조프로세서는 대부분 하버드 구조 , RISC, , RISC, 파이프라인파이프라인 (Pipe line)(Pipe line)

- Analog Device, Texas Instrument, AT&T, Motorola, NEC- Analog Device, Texas Instrument, AT&T, Motorola, NEC

- - 축소된 명령어 집합축소된 명령어 집합 , , 많은 레지스터많은 레지스터 , , 파이프라인파이프라인 , , 실행 속도 향상 실행 속도 향상



마이크로프로세서마이크로프로세서 (microprocessor)(microprocessor)

마이크로프로세서의 역사마이크로프로세서의 역사 - 1971- 1971 년 년 IntelIntel 사 사 4bit 4bit 마이크로프로세서 마이크로프로세서 4004 4004 개발 개발

- - 이후 여러 회사에서 이후 여러 회사에서 8bit 8bit 마이크로프로세서 개발마이크로프로세서 개발

. Intel : 8008(’72), 8080(’74), 8085(’76) . Intel : 8008(’72), 8080(’74), 8085(’76)

. Motorola : MC6800(’74), MC6805(’76), MC6809(’77) . Motorola : MC6800(’74), MC6805(’76), MC6809(’77)

. Zilog : Z80(’76). Zilog : Z80(’76)

- - 이후 이후 8, 16, 32, 64bit 8, 16, 32, 64bit 마이크로프로세서 개발마이크로프로세서 개발

. Intel : 80186(’80), 80286(’82), 80386(’85), 80486(’89), Pentium(’93) . Intel : 80186(’80), 80286(’82), 80386(’85), 80486(’89), Pentium(’93)

. Motorola : 68000(’79), 68020(’84), 68040(’89), 68060(’94). Motorola : 68000(’79), 68020(’84), 68040(’89), 68060(’94)



실험실험

실험 내용실험 내용

- - 학년학년 // 반반 // 학번학번 // 성명 기재 성명 기재

- - 선정한 선정한 MCUMCU 의 의 DatasheetDatasheet 를 참조하여 아래사항 기재 후 제출 를 참조하여 아래사항 기재 후 제출

. MCU. MCU 의 부품명의 부품명 (Part No.), (Part No.), 제조사제조사 , Features, Block Diagram, , Features, Block Diagram, 핀 핀 수수

결과보고서결과보고서

- - 인터넷에서 인터넷에서 MCU MCU 검색검색 (Datasheet) (Datasheet)

- Motorola, Samsung, Microchip, Atmel, Zilog, Intel, etc.- Motorola, Samsung, Microchip, Atmel, Zilog, Intel, etc.

- Intel MCS-51 & Atmel 8051-Archirecture- Intel MCS-51 & Atmel 8051-Archirecture 는 제외는 제외 (( 다음 주 실험다음 주 실험 ))



과제물과제물 (Report) (Report) Ⅰ

기한 기한 : : 33 월 월 2929 일일 (( 금금 ) 17) 17 시까지 강의 도우미가 수거하여 시까지 강의 도우미가 수거하여 제출제출

1. CPU1. CPU 에 대해 설명하시오에 대해 설명하시오 ..

2. ROM2. ROM 에 대해 설명하시오에 대해 설명하시오 ..

3. RAM3. RAM 에 대해 설명하시오에 대해 설명하시오 ..

4. BUS4. BUS 에 대해 설명하시오에 대해 설명하시오 ..

5. MCU5. MCU 에 대해 설명하시오에 대해 설명하시오 ..

6. MCU6. MCU 의 특징은의 특징은 ??

7. MCU7. MCU 를 사용한 응용 분야 및 제품은를 사용한 응용 분야 및 제품은 ??

8051 마이크로컨트롤러 제 1 장 . ...

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