8051 माइक्रोकंट्रोलर में बाह्य मेमोरी अभिगम के दौरान पोर्ट 2 की मुख्य भूमिका क्या है?

व्याख्या:

8051 माइक्रोकंट्रोलर में बाह्य मेमोरी अभिगम के दौरान पोर्ट 2 की मुख्य भूमिका

8051 माइक्रोकंट्रोलर एक लोकप्रिय 8-बिट माइक्रोकंट्रोलर है जिसे इंटेल ने 1980 में एम्बेडेड सिस्टम में उपयोग के लिए विकसित किया था। इसकी प्रमुख विशेषताओं में से एक बाह्य मेमोरी के साथ इंटरफेस करने की क्षमता है। बाह्य मेमोरी एक्सेस के दौरान पोर्ट 2 की मुख्य भूमिका को समझने के लिए, माइक्रोकंट्रोलर की आर्किटेक्चर और इसकी मेमोरी इंटरफेसिंग क्षमताओं का ज्ञान होना महत्वपूर्ण है।

बाह्य मेमोरी एक्सेस के दौरान, 8051 माइक्रोकंट्रोलर को प्रोग्राम (कोड) और डेटा मेमोरी दोनों को संबोधित करने की आवश्यकता होती है जो माइक्रोकंट्रोलर के बाहर स्थित होते हैं। एड्रेसिंग तंत्र में बाह्य मेमोरी के साथ संवाद करने के लिए 16-बिट एड्रेस बस का उपयोग शामिल है। यह 16-बिट एड्रेस बस दो भागों में विभाजित है: निम्न-क्रम पता बाइट (A0-A7) और उच्च-क्रम पता बाइट (A8-A15)। निम्न-क्रम पता बाइट पोर्ट 0 द्वारा प्रदान किया जाता है, जबकि उच्च-क्रम पता बाइट पोर्ट 2 द्वारा प्रदान किया जाता है।

पोर्ट 2 एक 8-बिट द्वि-दिशात्मक I/O पोर्ट है, और बाह्य मेमोरी एक्सेस के दौरान इसकी भूमिका उच्च-क्रम पता बाइट (A8-A15) प्रदान करना है। यह माइक्रोकंट्रोलर को पोर्ट 2 से उच्च-क्रम पता बाइट और पोर्ट 0 से निम्न-क्रम पता बाइट को मिलाकर एक बड़े मेमोरी स्थान तक पहुँचने की अनुमति देता है।

आइए बाह्य मेमोरी एक्सेस के संदर्भ में पोर्ट 2 के कार्यों के बारे में अधिक गहराई से जानें:

1. पता लैचिंग: बाह्य मेमोरी तक पहुँचते समय, 8051 माइक्रोकंट्रोलर निचले 8 बिट्स (पोर्ट 0) के लिए एक बहुसंकेतक एड्रेस/डेटा बस का उपयोग करता है। इसका अर्थ है कि पता के निचले 8 बिट्स और डेटा एक ही भौतिक लाइनों को साझा करते हैं। पता को डेटा से अलग करने के लिए, एक बाह्य लैच (अक्सर एक 74LS373 या समान) का उपयोग किया जाता है। एड्रेस लैच इनेबल (ALE) सिग्नल माइक्रोकंट्रोलर द्वारा इस लैच को नियंत्रित करने के लिए उत्पन्न किया जाता है। मेमोरी एक्सेस चक्र के पहले भाग के दौरान, ALE सिग्नल उच्च हो जाता है, और निम्न-क्रम पता बाइट पोर्ट 0 पर रखा जाता है। लैच इस पता बाइट को कैप्चर करता है जब ALE उच्च होता है।

2. उच्च-क्रम पता बाइट: जब ALE सिग्नल उच्च होता है, तो उच्च-क्रम पता बाइट पोर्ट 2 पर रखा जाता है। चूँकि पोर्ट 2 उच्च-क्रम पता बाइट प्रदान करने के लिए समर्पित है, इसलिए इसे लैच करने की आवश्यकता नहीं है। उच्च-क्रम पता बाइट पूरे मेमोरी एक्सेस चक्र में स्थिर रहता है, यह सुनिश्चित करता है कि सही मेमोरी स्थान तक पहुँचा जाए।

3. मेमोरी एक्सेस: निम्न-क्रम पता बाइट के लैच होने और पोर्ट 2 द्वारा उच्च-क्रम पता बाइट प्रदान किए जाने के बाद, माइक्रोकंट्रोलर बाह्य मेमोरी से पढ़कर या उसमें लिखकर मेमोरी एक्सेस को पूरा कर सकता है। डेटा को फिर मेमोरी एक्सेस चक्र के उपयुक्त चरण के दौरान पोर्ट 0 पर रखा जाता है या उससे पढ़ा जाता है।

4. मेमोरी स्पेस विस्तार: उच्च-क्रम पता बाइट प्रदान करने के लिए पोर्ट 2 का उपयोग करके, 8051 माइक्रोकंट्रोलर 64KB तक की बाह्य मेमोरी (2^16 = 65536 बाइट्स) को संबोधित कर सकता है। यह उन अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक है जिन्हें माइक्रोकंट्रोलर पर आंतरिक रूप से उपलब्ध मेमोरी से अधिक मेमोरी की आवश्यकता होती है।

उदाहरण परिदृश्य:

एक ऐसे परिदृश्य पर विचार करें जहाँ 8051 माइक्रोकंट्रोलर को पता 0x1234 वाले बाह्य मेमोरी स्थान तक पहुँचने की आवश्यकता है। उच्च-क्रम पता बाइट 0x12 है, और निम्न-क्रम पता बाइट 0x34 है। मेमोरी एक्सेस चक्र के दौरान, निम्नलिखित चरण होते हैं:

• ALE सिग्नल उच्च हो जाता है, और निम्न-क्रम पता बाइट (0x34) पोर्ट 0 पर रखा जाता है।
• बाह्य लैच ALE के उच्च होने पर निम्न-क्रम पता बाइट को कैप्चर करता है।
• साथ ही, उच्च-क्रम पता बाइट (0x12) पोर्ट 2 पर रखा जाता है।
• फिर माइक्रोकंट्रोलर 0x1234 पते पर बाह्य मेमोरी से पढ़कर या उसमें लिखकर मेमोरी एक्सेस को पूरा करता है।

संक्षेप में, 8051 माइक्रोकंट्रोलर में बाह्य मेमोरी एक्सेस के दौरान पोर्ट 2 की मुख्य भूमिका उच्च-क्रम पता बाइट (A8-A15) प्रदान करना है। यह एक बड़े मेमोरी स्थान तक पहुँचने के लिए महत्वपूर्ण है और यह सुनिश्चित करता है कि पढ़ने और लिखने के संचालन के दौरान सही मेमोरी स्थान तक पहुँचा जाए।