8051 Allgemein

Bei der 8051-Familie handelt es sich um 8-Bit Mikrocontroller, die urspr├╝nglich 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. Grunds├Ątzlich ist der original 8051 f├╝r heutige Verh├Ąltnisse ein sehr langsamer Controller, der eigentlich nicht mehr zeitgem├Ą├č ist. Z.B. ben├Âtigt der original Prozessorkern 12-Takte um einen Befehl auszuf├╝hren. Andererseits gibt es inzwischen Controllertypen, die mit bis zu 100MHz Takt arbeiten und nur einen Takt pro Befehl ben├Âtigen.

Der gro├če Vorteil der 8051-Familie ist, die gro├če 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. Softwarem├Ą├čig 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 urspr├╝ngliche Controllerkern, d.h. die Bearbeitung eines Befehls dauert 12-Takte. Au├čerdem enth├Ąlt 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 leistungsf├Ąhiger 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 l├Ąsst sich allerdings nicht in direkt in den nachfolgenden Schaltungen einsetzen, da dort die PLCC-68 Bauform eingesetzt wird. Grunds├Ątzlich sollten die Schaltungen aber mit entsprechend modifizierten Pinning auch mit dem C515 funktionieren.

Ein Problem ist allerdings, dass Infineon im Jan. 2005 ├╝berraschend die Controller-Familien -515, -517, -535 und -537 zum 30.6.2005 abgek├╝ndigt hat. Es wird auch keine direkt pinkompatibelen Nachfolger geben. Als Gr├╝nde f├╝r die Einstellung werden genannt: Sinkende Nachfrage und die Kosten f├╝r die Umstellung auf neue moderne Herstellungsverfahren.

Wahrscheinlich werden in der n├Ąchsten Zeit viele ├Ąltere Halbleiterbauelemente kurzfristig auch bei anderen Herstellern aus dem Programm “fliegen”. Der Grund ist, dass ab 30.6.2006 alle ausgelieferten Produkte bleifrei sein m├╝ssen. D.h. die Herstellungsprozesse m├╝ssen ge├Ąndert werden und bei vielen Bauteilen lohnt sich der Aufwand f├╝r die Firmen nicht mehr.

1994 habe ich mit diesen Mikrocontroller eine Controllerplatine f├╝r 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 f├╝r den Einsatz in Netzwerken.

Die RS232-Version ist eine Weiterentwicklung der anderen Platine. Dieses System ist mit einer RS232-Schnittstelle ausgestattet, ├╝ber die sich Programme (einen entsprechenden Loader vorausgesetzt) direkt von einem PC in das System herunter laden lassen. Au├čerdem ist bei diesem System der Anschluss eines LCD-Displays m├Âglich. 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 ├Ąhnliche Boards im Programm haben. Dort befinden sich auch Links zu Herstellern von 8051-kompatibelen Mikrocontrollern inklusive besonderer Features. (Kein Anspruch auf Vollst├Ąndigkeit!)

Im Software-Bereich sind au├čerdem ein paar Informationen zur Softwareentwicklung und ein paar Beispielprogramme zu finden.