ما هو الحد الأدنى لنظام الحواسيب الصغيرة ذات الرقاقة الواحدة

بالنسبة إلى الحواسيب الصغيرة ذات الشريحة الواحدة من سلسلة 51 ، يجب أن يشتمل النظام الأدنى بشكل عام على: حاسب دقيق ذو رقاقة واحدة ، ودائرة مذبذب بلوري ، ودائرة إعادة تعيين. فيما يلي رسم تخطيطي لدائرة النظام بحد أدنى 51 حاسوبًا صغيرًا أحادي الرقاقة.

شرح

دائرة إعادة الضبط: تتكون من مقاومة سلسلة مكثف. وفقًا لشكل وخاصية "جهد المكثف لا يمكن أن يتغير فجأة" ، عند تشغيل النظام ، سيكون للدبوس الأول مستوى عالٍ ، ويتم تحديد مدة هذا المستوى المرتفع بواسطة قيمة RC للدائرة. ستتم إعادة تعيين 51 حاسوبًا صغيرًا نموذجيًا ذو شريحة واحدة عندما يستمر المستوى العالي من دبوس RST لأكثر من دورتين للماكينة. لذلك ، يمكن ضمان إعادة الضبط الموثوقة من خلال الجمع الصحيح بين قيمة RC. توصي الكتب المدرسية العامة بأن تأخذ C 10u و r تأخذ 8.2k. بالطبع ، هناك طرق أخرى. المبدأ هو جعل مجموعة RC تنتج مستوى عالٍ لا يقل عن دورتين للماكينة على الدبوس الأول. بالنسبة لكيفية الحساب الكمي ، يمكنك الرجوع إلى الكتب المتعلقة بتحليل الدوائر.

دائرة مذبذب بلوري: مذبذب الكريستال النموذجي هو 11.0592 ميجا هرتز (لأنه يمكن الحصول على معدل باود 9600 ومعدل باود 19200 بدقة ، والذي يستخدم للمناسبات ذات الاتصال التسلسلي) / 12 ميجا هرتز (لتوليد فاصل زمني دقيق على مستوى الولايات المتحدة ، وهو مناسب للتوقيت عملية)

حاسوب دقيق أحادي الرقاقة: AT89S51 / 52 أو حاسب دقيق واحد من سلسلة 51 متوافق مع سلسلة واحدة

ملاحظة خاصة: بالنسبة للدبوس 31 (EA / VPP) ، عند توصيل المستوى العالي ، يبدأ MCU من 0000 ساعة من ذاكرة القراءة فقط الداخلية بعد إعادة التعيين ؛ عند توصيل المستوى المنخفض ، يتم تنفيذ إعادة الضبط مباشرة من 0000H للذاكرة ROM الخارجية. هذا من السهل على المبتدئين تجاهله.

إعادة تعيين الدائرة

دائرة إعادة تعيين MCU تشبه جزء إعادة التشغيل للكمبيوتر. عند تعطل الكمبيوتر أثناء الاستخدام ، اضغط على زر إعادة التشغيل ، وسيتم تنفيذ البرنامج الموجود داخل الكمبيوتر من البداية. رقاقة واحدة هي نفسها. عند تشغيل نظام الحواسيب الصغيرة ذات الشريحة الواحدة ويطير البرنامج بسبب التدخل البيئي ، اضغط على زر إعادة الضبط وسيتم تنفيذ البرنامج الداخلي تلقائيًا من البداية.

يتم عرض دائرة إعادة ضبط الحواسيب الصغيرة أحادية الشريحة على النحو التالي:

تم تقديمه في الكتاب أنه لا يمكن إعادة تعيين 51 حاسوبًا صغيرًا ذو شريحة واحدة إلا من خلال توصيل مستوى عالٍ عند الطرف 9 لـ 2us. كيف تتحقق هذه العملية ؟

في نظام الحواسيب الصغيرة ذات الشريحة الواحدة ، تتم إعادة تعيين النظام مرة واحدة عند تشغيله وبدء تشغيله. عند الضغط على المفتاح ، يقوم النظام بإعادة الضبط مرة أخرى. إذا تم الضغط عليه مرة أخرى بعد التحرير ، فسيتم إعادة ضبط النظام. لذلك ، يمكن التحكم في إعادة الضبط في نظام التشغيل من خلال فتح وإغلاق المفتاح.

لماذا يتم إعادة ضبطه عند بدء التشغيل

في مخطط الدائرة ، السعة 10 فائق التوهج والمقاومة 10 ك. لذلك ، وفقًا للصيغة ، يمكن حساب أن الوقت اللازم لشحن المكثف إلى 0.7 مرة من جهد مصدر الطاقة (مصدر الطاقة للحاسوب الصغير ذو الشريحة الواحدة هو 5 فولت ، لذا فإن الشحن حتى 0.7 مرة هو 3.5 فولت) هو 10 كيلو * 10 فائق التوهج = 0.1 ثانية.

بمعنى آخر ، في غضون 0.1 ثانية من بدء تشغيل الكمبيوتر ، يزداد الجهد عند طرفي المكثف عند 0 3.5 فولت. في هذا الوقت ، ينخفض ​​الجهد عند طرفي المقاوم 10K من 5 1.5V (مجموع الفولتية في جميع أجزاء الدائرة التسلسلية هو إجمالي الجهد). لذلك ، في غضون 0.1 ثانية ، يكون الجهد الذي يستقبله دبوس RST هو 5 فولت و 1.5 فولت. في 51 جهاز كمبيوتر صغير ذو شريحة واحدة مع 5 فولت يعمل بشكل طبيعي ، تكون إشارة الجهد أقل من 1.5 فولت هي إشارة منخفضة المستوى ، في حين أن إشارة الجهد الأكبر من 1.5 فولت هي إشارة عالية المستوى. لذلك ، سيتم إعادة تعيين نظام MCU تلقائيًا في غضون 0.1 ثانية بعد بدء التشغيل (يبلغ وقت الإشارة عالية المستوى التي يستقبلها طرف RST حوالي 0.1 ثانية).

لماذا يتم إعادة ضبطه عند الضغط على المفتاح

بعد بدء تشغيل MCU لمدة 0.1 ثانية ، يتم شحن الجهد عند طرفي المكثف C باستمرار إلى 5 فولت. في هذا الوقت ، يكون الجهد عند طرفي المقاوم 10K قريبًا من 0V ، و RST عند مستوى منخفض ، لذلك يعمل النظام بشكل طبيعي. عند الضغط على المفتاح ، يتم تشغيل المفتاح. في هذا الوقت ، يتم تشكيل دائرة على طرفي المكثف ، ويكون المكثف دائرة قصيرة. لذلك ، في عملية الضغط على المفتاح ، يبدأ المكثف في تحرير الشحنة قبل الشحن. بمرور الوقت ، يتغير جهد المكثف من 5 فولت إلى 1.5 فولت أو حتى أقل خلال 0.1 ثانية. وفقًا لجهد الدائرة التسلسلي هو مجموع جميع الأجزاء ، في هذا الوقت ، يكون الجهد عند طرفي المقاوم 10K هو 3.5 فولت أو أكبر ، لذلك يتلقى دبوس RST مستوى مرتفعًا مرة أخرى. يتم إعادة تعيين نظام الحواسيب الصغيرة أحادية الشريحة تلقائيًا.

موجز

1. مبدأ دائرة إعادة الضبط هو أن الدبوس الأول للحاسوب الصغير ذو الشريحة الواحدة يتلقى إشارة مستوى أعلى من 2us. طالما أن وقت الشحن والتفريغ للمكثف أكبر من 2us ، يمكن تحقيق إعادة الضبط ، وبالتالي يمكن تغيير قيمة السعة في الدائرة.

2. اضغط على المفتاح لإعادة ضبط النظام ، والذي ينتج عن المكثف في دائرة كهربائية قصيرة ، مما يؤدي إلى إطلاق كل الطاقة الكهربائية وزيادة الجهد عند طرفي المقاومة.

إدخال حد أدنى لدائرة النظام يبلغ 51 حاسوبًا صغيرًا ذو شريحة واحدة

1.51 السعة القطبية C1 لدائرة إعادة تعيين النظام الدنيا للحاسوب الصغير ذو الشريحة الواحدة تؤثر بشكل مباشر على وقت إعادة تعيين الكمبيوتر المصغر ذو الرقاقة الواحدة. عموما ، يتم استخدام 10 30 فائق التوهج. كلما زاد الحد الأدنى لسعة النظام البالغة 51 حاسوبًا صغيرًا ذو شريحة واحدة ، كلما كان الوقت المطلوب لإعادة الضبط أقصر.

2.51 الحد الأدنى للمذبذب البلوري للنظام Y1 للحاسوب المصغر ذو الشريحة الواحدة يمكنه أيضًا استخدام 6 ميجا هرتز أو 11.0592 ميجا هرتز. في ظل ظروف العمل العادية ، يمكن استخدام مذبذب الكريستال بتردد أعلى. يؤثر تردد التذبذب لأدنى مذبذب بلوري للنظام لـ 51 حاسوبًا دقيقًا أحادي الشريحة بشكل مباشر على سرعة معالجة الحواسيب الصغيرة ذات الرقاقة الواحدة. كلما زاد التردد ، زادت سرعة المعالجة.

3.51 الحد الأدنى لسعة بدء تشغيل النظام C2 و C3 للحاسوب الصغير ذو الرقاقة الواحدة هو 15 33pf ، وكلما اقتربت السعة من المذبذب البلوري ، كان المذبذب البلوري أفضل بالنسبة للحاسوب المصغر ذو الشريحة الواحدة. المنفذ P0 هو مخرج تصريف مفتوح. عند استخدامه كمنفذ إخراج ، يجب إضافة مقاومة سحب ، وتكون قيمة المقاومة عمومًا 10 كيلو.

عندما يتم ضبط وضع المؤقت ، فإن إضافة عداد واحد يحسب دورات الماكينة الداخلية (دورة آلة واحدة تساوي 12 دورة تذبذب ، أي أن تردد العد هو 1/12 من تردد التذبذب البلوري). قيمة العد n مضروبة في دورة الآلة tcy هي وقت التوقيت t.

عند الضبط على وضع العداد ، يتم إدخال نبض تعداد الأحداث الخارجية إلى العداد بواسطة t0 أو T1 pin. يتم أخذ عينات من مستويات t0 و T1 pin خلال s5p2 لكل دورة آلة. عندما يتم أخذ عينات من المدخلات عالية المستوى في دورة واحدة ويتم أخذ عينات من المستوى المنخفض في الدورة التالية ، يتم زيادة العداد بمقدار 1 ، ويتم تحميل قيمة العد المحدثة في العداد أثناء s3p1 من دورة الجهاز التالية. نظرًا لأن الأمر يتطلب دورتين من دورات الماكينة لاكتشاف حافة السقوط من 1 إلى 0 ، فإن مستوى العينة مطلوب للحفاظ على دورة آلة واحدة على الأقل. عندما يكون تردد المذبذب البلوري 12 ميجا هرتز ، يجب ألا يتجاوز تردد العد الأقصى 1/2 ميجا هرتز ، أي أن فترة نبضة العد يجب أن تكون أكبر من 2 مللي ثانية.