روش انتخاب میکروکنترلر :

1- اولین و قدیمی ترین روش انتخاب میکروکنترلر این است که نیازهای سیستم دقیقاً مشخص و هزینه آن هم مقرون به صرفه باشد . در تحلیل نیازهای یک پروژه مبتنی بر میکروکنترلر، ما ابتدا باید بدانیم که کدامیک از میکروکنترلرهای 16 ,8 و یا  32بیتی قادرند نیازهای کار را بطور موثر برآورده سازند . دیگر موارد بررسی عبارتند از :‌

الف- سرعت ، بالاترین سرعتی که میکروکنترلر پشتیبانی می کند چیست ؟<\/h1>

ب – بسته بندی ، آیا بسته بندی از نوع DIP  چهل پایه است ، از نوع QFP ( بسته مسطح ) تهیه شده است و یا در دیگر انواع بسته بندی ارائه شده است ؟ بسته بندی به دلیل فضای اشغالی مونتاژ و ساخت نمونه نهایی اهمیت خاصی دارد .

پ – توان مصرفی ، این فاکتور خصوصاً برای محصولاتی که با باطری کار می کنند اهمیت دارد .

ت – مقدار RAM و ROM در تراشه

ث – تعداد پایه های I/O و تایمر در تراشه

ج – بچه سادگی به ویراش بعدی از نظر کارآیی و توان مصرفی تبدیل می شود .

چ- قیمت هر عدد ، این فاکتور از نظر قیمت تمام شده میکروکنترلری که در تولید بکار رفته اهمیت دارد . مثلاً وقتی که 100000 واحد خریداری گردد قیمت هر یک می تواند حدود 50سنت باشد .

2- روش دوم در انتخاب یک میکروکنترلر این است که بچه سادگی می توان حول آن امکانات ایجاد کرد :‌

بررسی های کلیدی نشان میدهد که در دسترس بودن اسمبلر ، عیب یاب ، کامپایلر C، امولاتور ( یا شبیه ساز ) پشتیبانی فنی و متخصصین درون خانه ای و بیرونی از جمله نکات قابل توجهند . در بسیاری از حالات تولید کنندگان دست دوم ( تولید کنندگانی که سازنده اولیه نیستند )‌
می توانند اگر بهتر از سازنده نباشند ، در حد آن سرویس ارائه کنند .

3- سومین روش در انتخاب میکروکنترلر ، در دسترس بودن آن به تعداد لازم در حال حاضر و آینده است . برای بعضی از طراحان ، این یکی حتی مهمتر از موارد 1 و 2 است . در حال حاضر در میان پیشروان میکروکنترلر ها ، خانواده 8051 بیشترین تعداد تولید کننده ثانویه را دارد . در اینجا منظور از تولید کننده ثانویه میکروکنترلر ، تولید کننده ای بجز تولید کننده اصلی است . در مورد 8051 که ابتدا بوسیله Intel ساخته شد چندین کمپانی دیگر در حال حاضر مشغول تولید آن بوده و یا هستند . از آن جمله Simens , AMD , Atmel , philips / Signetics Matra  و Dallas Semiconductor باید متذکر شد که Motorola  و Zilog و Microchip Technology تعداد زیادی شعبات را برای این منظور انتخاب کرده اند تا تولیدات خود را بطور گسترده و به موقع در دسترس قرار دهند زیرا تولیدشان با ثبات ، در حد کمال و قابلیت دسترسی ، از یک مرکز است . در سالهای اخیر آنها نیز شروع به فروش سلول کتابخانه ASCI از میکروکنترلر ها کرده اند .

3- ثبات ها :

در CPU ثباتها برای ذخیره موقت اطلاعات بکار می روند . این اطلاعات می توانند یک بایت از داده مورد نظر برای پذیرش ، یا آدرسی متعلق به داده موردنظری باشند . بخش عمده ای از ثبات های 8051 هشت بیت هستند . در 8051 تنها یک نوع داده وجود د ارد و آنهم 8  بیتی است . هشت بیت یک ثبات در نمودار از باارزش ترین بیت (‌MSB ) یعنی D7 تاکم ارزش ترین (LSB) یعنی D0 نشان داده شده است . برای داده های بزرگتر از 8 بیت باید آنها را قبل از پردازش به دسته های 8 بیت شکست . چون تعداد زیادی ثبات در 8051 وجود دارد ، لذا بر تعدادی از ثبات های همه منظوره پرمصرف تکیه خواهیم داد و ثبات های خاصی پوشش
می دهیم .

پرمصرفترین ثبات های 8051 عبارتند از A ( انباره ) B ، R7 , R6 , R5 , R4 , R3 , R2 , R1 , R0 ,  و DPTR ( اشاره گر داده )‌و PC ( شمارنده برنامه ) . همه ثبات های فوق به جز DPTR و PC هشت بیت هستند . انباره یا ثبات A با همه دستورات منطقی و حسابی مورد استفاده قرار می گیرد.

4- مقدمه ای بر برنامه نویسی اسمبلی در 8051 :

CPU فقط به دودویی کار می کند و سرعت قابل توجهی دارد . با این وجود برای انسان کار با 0 ها و 1 ها جهت برنامه نویسی کامپیوتر بسیار خسته کننده است . برنامه ای که از 0 ها و
 1 ها ساخته شده برنامه زبان ماشین خوانده می شود . در اوایل دوران کامپیوتر ، برنامه نویسان ، برنامه را به زبان ماشین می نوشتند . هر چند سیستم مبنای شانزده به عنوان راه مفیدتری جهت ارائه اعداد دودویی به کار رفت ، ولی باز هم فرآیند کار در کد ماشین برای انسان خسته کننده بود . نهایتاً زبان های اسمبلی بوجود آمد که نماد رمزی دستورات کد ماشین را فراهم نمود و علاوه بر آن دیگر ویژگیهای آن برنامه نویسی را سریع تر و کم خطاتر کرد . جمله نماد رمزی مکرراً در علوم کامپیوتر و مقالات مهندسی بکار برده می شود و در واقع به رمز معنی کدها اشاره می کند تا به سادگی قابل حفظ کردن باشند . برنامه های اسمبلی باید بوسیله برنامه ای به نام اسمبلر به کد ماشین تبدیل شود . زبان اسمبلی به زبان سطح پائین اشاره می کند زیرا مستقیماً‌ با ساختار درونی CPU سر و کار دارد . برای برنامه نویسی بزبان ماشین ، برنامه نویس باید همه ثبات های CPU و سایز هر کدام را همراه با دیگر جزئیات بداند .

امروزه می توان از زبان های برنامه نویسی متعددی ، از جمله Java , C++ , C , Pascal , BASIC ,  و دیگر زبان ها استفاده کرد . این زبان ها را زبان های سطح بالا می خوانند زیرا برنامه نویس نیازی به شناخت جزئیات CPU  ندارد . در حالیکه برای ترجمه یک برنامه اسمبلی به کد ماشین ( گاهی آن را کد مقصد و یا کد عمل می گویند ) از اسمبلر استفاده
می شود . زبان های سطح بالا بوسیله کامپایلر به کد ماشین تبدیل می گردند . مثلاً برای نوشتن یک برنامه C باید از کامپایلر C  برای ترجمه برنامه به زبان ماشین استفاده کرد.

5- اسمبل کردن و اجرای یک برنامه 8051 :

اکنون که فرم اولیه یک برنامه زبان اسمبلی داده شده سوال بعدی چنین است چگونه این برنامه ایجاد ، اسمبل و آماده اجرا می شود .مراحلی که باید برای ایجاد یک برنامه قابل اجرای زبان اسمبلی برداشته شوند در زیر عنوان شده اند .

1- ابتدا از یک ادیتور برای تایپ برنامه ای استفاده می کنیم . بسیاری از ادیتورهای مناسب یا پردازنده های کلمات در دسترسند و می توان از آنها برای ایجاد یا اصلاح برنامه استفاده کرد .

یکی از ادیتورهای رایج برنامه (Notepad in windows) MS-DOS EDIT است ، که به همراه همه سیستم های عامل مایکروسافت ارائه می شود . توجه کنید که ادیتور باید قادر به تولید فایل اسکی باشد . در بسیاری از اسمبلرها ، نام فایل از قرارداد DOS پیروی می کند ولی فایل مبدأ بسته به اسمبلر بکار رفته دارای توسعه ASM یا src می باشد . برای مشاهده قرارداد، اسمبلر خود را چک کنید . توسعه asm برای فایل مبدأ در مرحله بعدی بوسیله اسمبلر بکار رفته است .

2- فایل مبدأ که حامل کد عملیات ایجاد شده از مرحله 1 است به اسمبلر 8051 داده می شود. اسمبلر دستورالعمل ها را به کد ماشین تبدیل می کند . اسمبلر یک فایل مقصد و یک فایل لیست را ایجاد می نماید . توسعه فایل مقصد obj است در حالی که توسعه فایل لیست lst
می باشد .

3- اسمبلرها نیاز به سومین مرحله دارند که پیوند خوانده می شود . برنامه پیوند یک یا چند فایل مقصد را دریافت و یک فایل مقصد مطلق را با توسعه فایل abs ایجاد می نماید . این فایل بوسیله کسانی که بر روی 8051 برنامه مونیتور دارند مورد استفاده قرار می گیرد .

4- سپس فایل abs به داخل یک برنامه به نام OH ( مبدل مقصد به مبنای 16 ) که فایلی با توسعه hex ایجاد می کند برده می شود که این یک ، آماده برای سوزانده شدن در ROM است . این برنامه همراه با هم اسمبلرهای 8051 ارائه می شود . اسمبلرهای مبتنی بر windows  هر دو مرحله 2 و 4 را در یک مرحله انجام میدهند .

6- کمی بیشتر درباره فایل های “asm “  و “obj”  :

فایل asm را فایل مبدأ هم می گویند و با این دلیل بعضی اسمبلرها دارای توسعه src برای آن می باشند . اسمبلر خود را برای مشاهده توسعه موردنیاز بررسی کنید . همانطور که قبلاً اشاره شد این فایل به هنگام استفاده از یک ادیتور مثل DOS EDIT و یا Windows notpad ایجاد می شود . اسمبلر 8051 فایل های asm را که از دستورات زبان اسمبلی ساخته شده اند به زبان ماشین تبدیل کرده و بدینوسیله فایل obj ایجاد می گردد . علاوه بر آن اسمبلر فایل lst را هم تولید می نماید .

7- فایل lst :

فایل lst که اختیاری می باشد برای برنامه نویسان بسیار مفید است . زیرا همه کدها و آدرس ها همراه با خطاهایی که اسمبلر شناسایی کرده است در این فایل لیست می شود . بسیاری از اسمبلرها فرض می کنند که فایل lst موردتقاضا نیست مگر اینکه برنامه نویس تولید آن را بخواهد .این فایل بوسیله ادیتوری مانند DOS EDIT دستیابی شده و روی دستگاه مونیتور یا چاپگر ارسال می گردد . برنامه نویس فایل لیست را برای یافتن خطاهای نحوی به کار می برد . پس از اصلاح همه خطاها که در فایل لیست آمده است فایل obj آماده ورود به برنامه پیوند است .

8- توصیف پایه های 8051 :

گر چه اعضاء خانواده 8051  ( مثل DS5000 , 89C51 )‌در بسته های متفاوتی مثل DIP‌ و QFP و LCC  عرضه شده اند . همه آنها برای انواع توابع مانند I/O WR , RD ,  ، آدرس ، داده و وقفه تدارک دیده شده اند . باید متذکر شد که بعضی از کمپانی ها نوع 20 پایه 8051 را با کاهش پورت های I/o در رابطه با کابردها کم تقاضا ، تولید کرده اند . با این وجود چون عمده تولید کنندگان از تراشه های DIP با 40 پایه استفاده می کنند ما بر آنها تأکید خواهیم کرد .

با بررسی شکل دیده می شود که از 40 پایه ، جمعاً 32 پایه برای چهار پورتp3 , p2 , p1 , p0 کنار گذاشته اند . بقیه پایه ها به PSEN , EA , RST , XTAL2 , XTAL1 , GND , V_cc اختصاص یافته اند . شش پایه (EA , RST , XTAL2 , XTAL1 , GND , V_cc ) از هشت پایه فوق بوسیله همه اعضای خانواده 8051 و 8031 بکار رفته اند . به بیان دیگر بدون توجه به اینکه از خانواده 8051 یا 8031 هستند ، آنها باید برای بکاراندازی سیستم وصل شوند . دو پایه دیگر PSEN و ALE در اصل در سیستم های مبتنی بر 8031 بکار می روند ابتدا وظیفه هر پایه را توصیف می کنیم .

 نمودار پایه های 8051

 

V_cc :

پایه 40 ولتاژ تغذیه را برای تراشه فراهم می کند ولتاژ منبع V 5+ است .

GND‌:

پایه 20 زمین است .

XTAL1 و XTAL2 :

8051 دارای یک اسیلاتور ( نوسان ساز )‌دورن تراشه ای است ولی برای راندن آن به یک ساعت کریستال نیاز است . اغلب یک اسیلاتور کریستال کوارتز به ورودیهای XTAL1
(‌پایه19 )‌و XTAL2  ( پایه 18 ) وصل است . اسیلاتور کریستال کوارتز متصل به XTAL1 و XTAL2 به دو خازن 30pf وصل می باشد .یک طرف هر یک از خازن ها مثل شکل به زمین وصل است .

باید توجه کرد که سرعتهای مختلفی در خانواده 8051 وجود دارد . غرض از سرعت حداکثر فرکانس متصل به XTAL است . مثلاً یک تراشه 12Mhz باید به فرکانس 12Mhz یا کمتر وصل شود . بهمین ترتیب یک میکروکنترلر 20Mhz نباید به فرکانسی بیش از 20 MHz وصل شو . وقتی که 8051 به اسیلاتور کریستال وصل می شود و منبع تغذیه روشن
می گردد می توانیم با استفاده از اسیلوسکپ فرکانس را روی XTAL2 ملاحظه کنیم .

اگر می خواهید ازمنبع فرکانسی بجز اسیلاتور کریستال ،مثل اسیلاتور TTL ، استفاده نمایید باید آن را به XTAL1 وصل کنید و در این حال XTAL2 طبق شکل رها می شود .

 

اتصال XTAL به یک منبع ساعت خارجی

RST :

پایه 9 ، پایه RESET (‌بازنشانی ) است . این پایه یک ورودی فعال بالاست . بعد از اعمال یک پالس بالا به این پایه ، میکروکنترلر بازنشانده شده و همه فعالیت ها را رها می کند . اغلب به این حالت‌، بازنشانی به هنگام روشن شدن می گویند . فعال کردن یک بازنشانی به هنگام روشن شدن ، موجب از دست رفتن همه مقادیر در ثبات ها می شود. جدول زیر لیست غیر کاملی از ثبات های 8051 و مقادیر آنها را پس از بازنشانی به هنگام روشن شدن نشان
می دهد.

جدول مقدار RESET بعضی از ثبات های 8051

مقدار بازنشان<\/h4>	ثبات
0000	PC
0000	ACC
0000	B
0000	PSW
0007	SP
0000	DPTR

 

EA :

اعضاء خانواده 8051 مانند 89C51 , 8751 یا DS5000 همگی با ROM در تراشه برای ذخیره برنامه ارائه می شوند . در این حالت ، پایه EA به V_cc وصل گردد . برای خانواده 8032 , 8031 که در آنها ROM وجود ندارد ، که در ROM بیرونی ذخیره می شود و سپس بوسیله 8031/32 بداخل کشیده خواهد شد . بنابراین برای 8031 ، پایه EA باید به GND متصل گردد تا ذخیره شدن کد در خارج تراشه مشخص شود . EA ، که به معنی
 "‌‌‌ دستیابی بیرونی " است‌، پایه شماره 31 در بسته DIP می باشد . این یک پایه ورودی است و باید به V_CC یا GND وصل گردد . به بیان دیگر ، نمی توان آن را آزاد رها کرد .

PSEN :

 این یک پایه خروجی است . PSEN بمعنی فعال کردن برنامه ذخیره است . در یک سیستم مبتنی بر 8031 که در آن ROM بیرونی کد برنامه را نگه دارد ، این پایه متصل به پایه OE از ROM است .

ALE :

 ALE ( فعال ساز لچ آدرس ) یک پایه خروجی فعال بالاست . وقتی که 8031 به یک حافظه بیرونی وصل می شود پورت 0 هر دو مقدار داده و آدرس را تهیه می کند . به بیان دیگر ، 8031 آدرس و داده را از طریق پورت 0 مولتی پلکس می نماید تا بدین ترتیب در مصرف پایه ها صرفه جویی شود. پایه ALE برای دی مولتی پلکس کردن آدرس و داده بکار می رود و در آن پایه G از تراشه 74LS373 به ALE وصل می گردد .

9 - پایه های پورت I/O و عملکرد آنها :

چهارپورت P3 , P2 , P1 , P0 هر کدام 8 پایه را بکار می برند تا پورت ها را 8 بیتی سازند. هه پورت ها پس از RESET بصورت خروجی در می آیند ، و آماده استفاده به عنوان خروجی هستند . برای استفاده هر یک از این پورت ها به عنوان ورودی ، بایدآنها را
برنامه ریزی کرد .

10- برنامه نویسی دستور تک بیتی :

در بسیاری از میکرو پروسسورها داده در بسته هایی با سایز بایت دستیابی می شود. در میکروپروسسورهای آدرس پذیر بایتی ، محتوای یک ثبات RAM یا پورت باید با بایت دستیابی گردد . به بیان دیگر حداقل مقدار داده ای که قابل دسترسی است یک بایت است . مثلاً در میکرو پروسسور پنتیوم پورت I/O ، بایت محوری است ، یعنی این که برای تغییر یک بیت باید به کل 8 بیت دسترسی پیدا شود . با این وجود ، در بسیاری از کاربردها لازم است یک بیت تغییر پیدا کند . مثلاً برای روشن کردن یک وسیله یا خاموش کردن آن باید چنین عمل کرد . توانمندی دستیابی به داده یک بیتی در عوض کل بایت ، 8051 را یکی از قوی ترین میکروکنترلرها نموده است . کدام بخش هایی از RAM , CPU ، ثبات ها ، پورت I/O یا ROM آدرس پذیر بیتی هستند ؟ چون ROM کد برنامه برای اجرا را نگه می دارد نیازی به دستیابی بیتی به آن نیست . همه کدهای عمل بایت محوری هستند .

در واقع ، ثبات ها ، RAM و I/O نیاز به قابلیت آدرس پذیر بیتی دارند . در 8051 بسیاری از مکان های RAM بعضی از ثبات ها وهمه پورت های I/O بصورت بیتی آدرس پذیر
می باشند.

11- پورت های I/O   و قابلیت آدرس پذیری بیتی :

8051 چهار پورت دارد که هر کدام 8  بیت است : P2 , P1 , P0  و P3 . می توانیم به کل 8 بیت یا یک بیت بدون تغییر در بقیه دستیابی کنیم . وقتی که به یک پورت بروش یک بیت دستیابی می شود از SETB X.Y استفاده می شود که X شماره پورت از 0  تا 3 ، Y بیت مورد نظر از 0 تا 7 در ازاء بیت های D0 تا D7 است . مثلاً SETB P1.5 بیت 5 از پورت 1 را به منطق می برد . بخاطر داشته باشید که D0 عبارتست از LSB و D7 هم MSB است .

12- برنامه نویسی تایمرهای 8051 :

8051 دارای دو شمارنده / تایمر است .‌ آنها می توانند به عنوان تایمر ( زمان سنج ) برای تولید یک تأخیر زمانی یا شمارنده برای شمارش وقایع رخداده در خارج میکروکنترلر بکار روند .

8051 دارای دو تایمر است : تایمر 0 و تایمر 1 . این تایمرها می توانند به عنوان تایمر یا پدیده شمار بکار روند . در این بخش ما ابتدا ثباتهای تایمر را بحث کرده و سپس چگونگی برنامه نویسی تایمرها را برای تولید تأخیرهای زمانی نشان خواهیم داد .

ثباتهای اساسی تایمر :

هر دو تایمر 0 و 1 شانزده بیت عرض دارند . چون 8051 ساختار 8 بیتی دارد ، هر تایمر شانزده بیتی با دو ثبات مختلف بایت پائین و بایت بالا دستیابی می شوند . هر تایمر بطور جداگانه بحث شده است .

 ثباتهای تایمر 0  :

ثبات 16 بیتی تایمر 0 بصورت بایت بالا و بایت پائین دستیابی می شوند .ثبات بایت پائین را TL0 ( بایت پائین تایمر 0 ) و ثبات بایت بالا را TH0 ( بایت بالا تایمر 0 ) می خوانند . این ثبات ها مثل هر ثبات دیگری مانند R2 , R1 , R0 , B , A و غیره قابل دسترسی هستند . مثلاً دستور MOV TL0 , #4FH ، مقدار 4FH را به TL0 منتقل می سازد که بایت پائین تایمر 0 است . این ثبات ها مانند دیگر ثبات ها قابل خواندن هم هستند . مثلاً MOV R5, TH0 ، TH0 را در R5 ذخیره می کند .

ثبات های تایمر 0

 ثبات های تایمر 1 :

تایمر 1 هم 16 بیتی است و 16 بیت آن به صورت دو بایت به دو نیم شده است که هر یک را TL1 (‌بایت پائین تایمر 1 ) و TH1 ( بایت بالای تایمر 1 ) می نامند . این ثبات ها به روشی مشابه با ثباتهای تایمر 0 قابل دستیابی اند .

ثبات تایمر 1

 ثبات TMOD ( مد تایمر ) :‌

هر دو تایمر 0 و 1 از یک ثبات به نام TMOD برای تنظیم انواع مدهای عملیاتی تایمر استفاده می کنند . TMOD یک ثبات 8 بیت است که در آن 4 بیت پائین تر برای تایمر 0 و 4 بیت بالاتر برای تایمر 1 کنار نهاده شده است . در هر حال دو بیت پائین تر برای تنظیم تایمر و دو بین بالاتر برای مشخص کردن عملیات بکار می رود . این انتخابها در زیر بحث شده اند .

ثبات TMOD

M1 , M0 :

M0 و M1 برای انتخاب مد تایمر است . سه مد 1 , 0 و 2 وجود دارد . مد 0 یک تایمر 13 بیت ، مد 1  یک تایمر 16 بیت و مد 2 یک تایمر 8 بیت است .

C/T ( تایمر / ساعت ) :

این بیت در ثبات TMOD برای تصمیم گیری انتخاب تایمر به عنوان مولد تأخیر و یا شمارنده وقایع بکار می رود . اگر C/T=0 باشد از آن به عنوان تایمر برای تولید زمان تأخیر استفاده
می شود . منبع ساعت برای تأخیر فرکانس کریستال 8051 است .

منبع ساعت برای تایمر :‌

همانطور که می دانید هر تایمری نیاز به پالس ساعتی برای شمارش دارد .منبع پالس تایمرهای 8051 چیست ؟ اگر C/T = 0 باشد ، فرکانس کریستال متصل به 8051 منبع ساعت تایمر خواهد بود . با این معنی که سایز فرکانس ساعت متصل به 8051 تصمیم گیرنده سرعتی است که تایمر 8051 داراست . فرکانس تایمر همیشه 1/12 فرکانس کریستال متصل به 8051 است .

GATE :

هر تایمری آغاز و توقفی دارد . بعضی از آن را نرم افزاری ، برخی سخت افزاری و بعضی دیگر با هر دو کنترل سخت افزاری و نرم افزاری انجام می دهند . تایمرهای 8051 هر دو نوع را دارا هستند . شروع و توقف تایمر به صورت نرم افزاری بوسیله بیت های TR0 و TR1 از TR انجام می شود . این کار بوسیله دستورات SETB TR1 و CLR TR1 برای تایمر 1 ، و SETB TR0 و CLR TR0 برای تایمر 0 صورت می گیرد . دستور SETB آن را شروع می کند ولی بوسیله دستور CLR متوقف می گردد . این دستورات مادامی در ثبات TMOD ، GATE=0 است این کار را انجام میدهند . راه سخت افزاری شروع و توقف تایمرها ، بوسیله یک منبع بیرونی است که GATE=1 در ثبات TMOD امکان پذیر است با این وجود برای پرهیز از تداخل ذهنی ، ما GATE=0 را انتخاب می کنیم و بدان معنی است که هیچ سختافزار بیرونی برای شروع و توقف تایمر لازم نیست . دراستفاده از نرم افزار برای شروع و توقف تایمر در حالت GATE=0 ، آنچه لازم داریم دستورات SETB TRX و CLR TRX است .

برنامه نویسی مد 1 :

آنچه در زیر آمده است مشخصه ها و عملیات مد است :

1- یک تایمر 16 بیتی است ، بنابراین اجازه میدهد تا اعداد  از 0000 تا FFFFH در ثبات های TL و TH تایمر بار شوند .

2- پس از بار شدن TH و TL با مقدار اولیه 16  بیتی ، تایمر باید شروع شود . این کار به کمک SETB TR0 برای تایمر 0 و SETB TR1 برای تایمر 1 انجام می گیرد .

3- پس از شروع تایمر ، شمارش رو به بالا آغاز می شود شمارش رو به بالا تا رسیدن به FFFFH ادامه می یابد . وقتی که FFFFH به 0000 می رود ، بیت پرچمی به نام TH
 ( پرچم تایمر ) را بالا می برد . این پرچم تایمر قابل ردیابی است . هر وقت این پرچم بالا برود ، یک انتخاب ، توقف بوسیله دستورات CLR TR0 و CLR TR1 برای تایمر 0 و 1 خواهد بود . مجدداً باید توجه داشت که هر تایمر پرچم تایمر خاص خود را دارد . TF0 برای تایمر 0 و TF1 برای تایمر 1 .

4- پس از رسیدن تایمر به حد خود و بازگشت به آغاز شمارش ، اگر بخواهیم فرآیند تکرار شود باید ثبات های TH و TL با مقدار اولیه بار شده و TF  هم 0 شود .

13- یافتن اعدادی که باید در حلقه بار شوند :

فرض کنید که مقدار تأخیر زمانی را میدانیم ؛ سوال این است که چگونه مقادیر لازم برای ثبات های TH و TL محاسبه می شوند . برای محاسبه مقادیری که باید در TH و TL بار شوند . به مثال زیر که در آن فرکانس کریستال سیستم 8051 برابر 11.0592 MHz است توجه کنید . فرض کنید ، XTAL = 11.0592MHz را داریم .

1- زمان تأخیر مورد نظر را به 1.085 ms تقسیم می کنیم .

2- 65536-n را انجام دهید که در آن n عددی دهدهی حاصل از مرحله 1 است .

3 – نتیجه حاصل از مرحله 2 را به مبنای شانزده تبدیل کنید که yyxx مقادیر اولیه برای بار کردن در ثباتهای تایمر است .

4- TL=xx و TH=yy قرار دهید .

14- تولید زمان تأخیر طولانی :

همانطور که دیدیم سایز تأخیر زمانی به دو فاکتور وابسته است الف- فرکانس کریستال و ب – به ثبات 16بیتی تایمر در مد 1 . هر دو فاکتور فوق خارج از کنترل 8051 بوسیله برنامه نویس است . قبلاً‌دیدیم که بزرگترین زمان قابل دسترسی با صفر کردن TH و TL بدست می آید . چرا این مقدار کافی نیست . مثال زیر چگونگی دستیابی به تأخیرهای زمانی بزرگ را نشان میدهد .

مثال : برنامه زیر را برای یافتن زمان تأخیر به ثانیه بررسی کنید :

MOV        TMOD , #10H<\/h1>

                MOV        R3 , # 200

AGAIN:     MOV        TL1, #08

                MOV        TH1, #01

                SETB               TR1

BACK:      JNB          TF1 ,BACK

                CLR         TR1

                CLR         TF1

                DJNZ               R3 ,AGAIN

حل :‌ TH-TL = 0108H به دهدهی و 65536-264 = 65272 . اکنون 1.085 ms = 70.820 ms × 65272 و برای تعداد 200 داریم :

ثانیه 70.820 ms = 14.164024 ms × 200

 مد 0 :

مد 0 دقیقاً مثل مد 1  است . با این تفاوت که بجای 16 بیت ، یک تایمر 13 بیت است .شمارنده 13‌بیتی می تواند از 0000 تا 1FFF را در TH -TL نگه دارد . بنابراین وقتی تایمر به 1FFFH می رسد یه 0000 بازگشته و TF را بالا می برد .

برنامه نویسی مد 2 :

در زیر مشخصات و عملکرد مد 2 تشریح شده است :

1- این یک تایمر 8 بیت است بنابراین فقط اعداد 00 تا FFH را برای بار شدن TH از ثبات تایمر اجازه میدهد .

2- پس از بار شدن TH با مقدار 8  بیتی ، 8051 یک کپی از آن را به TL میدهد . سپس تایمر باید آغاز به کار کند . این کار بوسیله دستور SETB TR0 برای تایمر 0 و SETB TR1 برای تایمر 1  انجام می شود . این قسمت دقیقاً مثل مد 1 است .

3- پس از شروع تایمر ، با افزایش ثبات TL شروع به شمارش می کند . شمارش تا رسیدن به FFFH ادامه دارد . وقتی که از FFH به 00 باز گردد ، پرچم TF را بالا می برد . اگر از تایمر 0 استفاده شود ،TF0 بالا می رود و اگر تایمر 1 مورد استفاده قرار گیرد TF1 بالا خواهد رفت .

4- وقتی که ثبات TL از FFH به 0 می رود TF برابر 1 می شود ، و TL با مقدار اولیه باز شده در TH بطور خودکار مجدداً بار می گردد . برای تکرار فرآیند ، باید TF  را فقط پاک کرده اجازه بدهیم بدون هر نیازی به بار شدن مقدار اولیه بوسیله برنامه نویس ، کارادامه یابد .این قابلیت ، برخلاف مد 1 که در آن برنامه نویس باید بار شدن مجدد TH و TL را انجام دهد مد 2 را بیک امکان خودکار با بارشدن اتوماتیک تبدیل کرده است .

باید تأکید کرد که مد2 یک تایمر 8 بیت است . با این وجود قابلیت بار شدن خودکار را دارد . در بار شدن خودکار ،‌TH با مقدار اولیه بار می شود و سپس یک کپی از آن به TL داده
می شود . بار کردن TH را تغییر نمی دهد بلکه همچنان مقدار اولیه را حفظ می کند .

مراحل برنامه نویسی در مد 2  :

برای تولید یک تأخیر زمانی با مد 2 تایمر ، مراحل زیر باید انجام شود .

1- مقدار ثبات TOMD را بار کنید تا مشخص شود کدام تایمر به کار می رود ، و کدام مد تایمر انتخاب شده است .

2- ثبات TH را با مقدار اولیه شمارش بار کنید .

3- تایمر را شروع کنید .

4- پرچم تایمر (TF) را با دستور JNB TFx,target ردیابی کنید تا ببینید آیا بالا رفته است یا نه ؟ اگر TF بالا بود از حلقه خارج شوید.

5- پرچم TF را پاک کنید .

6- به مرحله 4 بازگردید چون مد 2 بطور خودکار بار می شود .