Bei der 8051-Familie handelt es sich um 8-Bit Mikrocontroller, die ursprünglich Ende der 70'er Jahren (des letzten Jahrhunderts :-) von Intel entwickelt worden sind. Intel selbst ist Anfang der 90'er Jahre komplett aus der Produktion von 8-Bit CPU's und Mikrocontrollern ausgestiegen. Das diese Familie aber trotzdem nicht ausgestorben ist, liegt daran, dass Intel von Anfang an den 8051-Controllerkern an viele andere Halbleiterhersteller lizenziert hat. Heute werden 8051-kompatibele Mikrocontroller u.a. von Texas Instruments, Analog Devices, Phillips, Oki, Maxim/Dallas, Atmel u.v.a. hergestellt.

Da es so viele unterschiedliche Hersteller gibt, die alle ihre eigenen Controllerkerne entwickelt haben (die aber immer SW-kompatibel mit dem original 8051 sind), ist es schwierig heute von dem 8051-Kern zu sprechen. Grundsätzlich ist der original 8051 für heutige Verhältnisse ein sehr langsamer Controller, der eigentlich nicht mehr zeitgemäß ist. Z.B. benötigt der original Prozessorkern 12-Takte um einen Befehl auszuführen. Andererseits gibt es inzwischen Controllertypen, die mit bis zu 100MHz Takt arbeiten und nur einen Takt pro Befehl benötigen.

Der große Vorteil der 8051-Familie ist, die große Auswahl an Controllertypen mit sehr unterschiedlicher Hardwareausstattung. Es gibt 8051-Controller mit SPI-, I2C-, CAN-, USB-, RS232-, Profibus-, LIN-, Ethernet- oder Arcnet-Schnittstellen, ADCs, DACs, Timern, Capture&Compare-Einheiten usw. Das einzige Problem ist den "richtigen" Typen zu finden. Softwaremäßig sind die Controller immer kompatibel mit dem "Ur-8051", solange spezielle Erweiterungen der neueren Typen nicht genutzt werden.

Der SAB80C535 ist ein Vertreter aus der 8051-Familie, der von Siemens entwickelt wurde. Dieser Prozessor ist inzwischen schon etwas in die Jahre gekommen. Dieser Controller benutzt z.B. noch das gleiche Timing, wie der ursprüngliche Controllerkern, d.h. die Bearbeitung eines Befehls dauert 12-Takte. Außerdem enthält dieser Controller z.B. keinen eingebauten Flashspeicher als Programmspeicher.

Die Firma Siemens bzw. jetzt Infineon hat inzwischen mehrere Nachfolger dieses Bausteins auf den Markt gebracht, die leistungsfähiger und softwarekompatibel zur 8051-Familie sein sollen. Der C515 von Infineon ist der direkte Nachfolger des SAB80C535, der sogar pinkompatibel zu der P-MQFP-80 Version dieses Chips ist. Diese Bauform lässt sich allerdings nicht in direkt in den nachfolgenden Schaltungen einsetzen, da dort die PLCC-68 Bauform eingesetzt wird. Grundsätzlich sollten die Schaltungen aber mit entsprechend modifizierten Pinning auch mit dem C515 funktionieren.

Ein Problem ist allerdings, dass Infineon im Jan. 2005 überraschend die Controller-Familien -515, -517, -535 und -537 zum 30.6.2005 abgekündigt hat. Es wird auch keine direkt pinkompatibelen Nachfolger geben. Als Gründe für die Einstellung werden genannt: Sinkende Nachfrage und die Kosten für die Umstellung auf neue moderne Herstellungsverfahren.

Wahrscheinlich werden in der nächsten Zeit viele ältere Halbleiterbauelemente kurzfristig auch bei anderen Herstellern aus dem Programm "fliegen". Der Grund ist, dass ab 30.6.2006 alle ausgelieferten Produkte bleifrei sein müssen. D.h. die Herstellungsprozesse müssen geändert werden und bei vielen Bauteilen lohnt sich der Aufwand für die Firmen nicht mehr.

Außerdem haben sich in den letzten Jahren die Bauformen der Chips sehr verändert und werden immer kleiner. Durch den Einsatz von SMD-Technologie ist Baugruppenfertigung bei der Produktion von Platinen in jüngster Zeit insgesamt schneller und fehlerfreier geworden (meist durch Einsatz von Roboter). Sie ist also besser und effektiver als früher. Die Bestückung der bedrahteten Bauteile wird manuell auf halb automatischen Bestückungstischen mit automatischer Bauteilzuführung realisiert oder aber per Handbestückung gemacht. Das Löten bei bleifreien Verfahren erfolgt unter Stickstoffatmosphäre und über die normale Lötwelle. Man erzielt dadurch sehr saubere Lötergebnisse, die trotz der Umstellung auf bleifreie Prozesse eine sichere und und effiziente Fertigung erlauben.

1994 habe ich mit diesen Mikrocontroller eine Controllerplatine für eine "Jugend forscht"-Arbeit entwickelt. Das Ergebnis dieser Entwicklung findet man hinter dem Link RS485-Version. Bei dieser Platine ist die serielle Schnittstelle des SAB80C535 mit einem RS485-Transreceiver beschaltet. Damit eignet sich diese Version besonders für den Einsatz in Netzwerken.

Die RS232-Version ist eine Weiterentwicklung der anderen Platine. Dieses System ist mit einer RS232-Schnittstelle ausgestattet, über die sich Programme (einen entsprechenden Loader vorausgesetzt) direkt von einem PC in das System herunter laden lassen. Außerdem ist bei diesem System der Anschluss eines LCD-Displays möglich. Einen kleinen Nachteil hat diese Version allerdings: Ich habe sie nie ganz zu Ende entwickelt. Nachdem der Prototypen funktionierte habe ich das Interesse an der Weiterentwicklung verloren. Deshalb ist zu diesem System kein Platinenlayout vorhanden. Im FAQ & Links-Bereich findet man u.a. die Adressen von Firmen, die ähnliche Boards im Programm haben. Dort befinden sich auch Links zu Herstellern von 8051-kompatibelen Mikrocontrollern inklusive besonderer Features. (Kein Anspruch auf Vollständigkeit!)

Im Software-Bereich sind außerdem ein paar Informationen zur Softwareentwicklung und ein paar Beispielprogramme zu finden.