Микроконтроллер 8051 имеет 4 порта с ограниченной нагрузочной способностью. Втекающий ток нуля-15 мА. Вытекающий ток единицы- 12мкА. Поэтому нужно применять внешние подтягивающие резисторы на портах.
Контроллеру нужно обеспечить напряжение питание 5В?20%. Напряжение питание вместе с пульсациями не должно выходить за указанный придел, иначе нельзя обеспечить надежную работу контроллера.
Одной из важной проблем, возникающей при проектировании контроллеров- надежный запуск микроконтроллера. Рекомендуемая RC –цепочка сброса микроконтроллера не может обеспечить надежного сброса микроконтроллера, например, при помехи по цепи питания. В этот момент микроконтроллер должен быть сброшен. Поэтому надо использовать микросхемы контроллеров питания — супервизоворы. Они обеспечивают сброс микроконтроллера при понижении напряжения питания ниже определенного уровня и удержание микроконтроллера в сброшенном режиме в течении определенного времени: пока напряжение питания не восстановится + защитное время.
В качестве индикаторов контроллера могут применяться светодиоды — они могут подключаться непосредственно к портам микроконтроллера через токоограничивающий резистор, и зажигаться от логического нуля. Семисегментные индикаторы должны работать в режиме динамической индикации (в каждый момент времени горит только 1 цифра и цифры эти переключаются с достаточно большой частотой 300Гц-1кГц) . При этом используются еще 2 дополнительные микросхемы- выходной регистр, в котором защелкиваются сигналы, соответствующие зажженным сегментам в текущей цифре. Вторая микросхема- дешифратор, которая обеспечивает включение текущей цифры. Выходы дешифратора подключаются к к общим катодам индикаторов.
Клавиатура контроллера подключается в виде матрицы к портам микроконтроллера. Микроконтроллер выполняет программно сканирование по столбцам и по строкам и выделяет нажатую клавишу.
Удобно применять универсальный контроллер клавиатуры и семисегментного индикатора – микросхему КР580 ВН79.
Для обеспечения подключения входных и выходных аналоговых сигналов используются микросхемы АЦП и ЦАП.
Для подключения входных дискретных сигналов удобно использовать выводы внешнего прерывания микроконтроллера. Для развязки используются оптроны . Для выравнивания логических уровней используются триггеры Шмидта.
При наличии большой управляющей программы (более 4 Кб ), нужно подключать внешнее ПЗУ и при надобности внешнее ОЗУ. При этом половина портов ввода-вывода оказываются заняты.
