- четыре связных последовательных контроллера SCC1 - SCC4;
- два управляющих последовательных контроллера SMC 1, SMC2;
- периферийный последовательный интерфейс SPI;
- блок последовательного обмена с временным разделением данных;
- параллельный порт, реализующий стандартный протокол обмена типа CENTRONICS;
- три параллельных порта, обеспечивающих различные протоколы квитированного и неквитированного обмена;
- четыре 16-разрядных таймера (могут конфигурироваться как два 32-разрядных);
- двухканальный блок независимого прямого доступа к памяти.
Кроме того можно дополнительно реализовать шестнадцать 16-разрядных таймеров и четырнадцать каналов
последовательного прямого доступа к памяти.
Модули СРМ в моделях МС68360 и MC68EN360, МС68МН360 имеют одинаковые структуры и режимы функционирования. Различие между ними состоит только в наборе протоколов обмена, реализуемых интерфейсами SCC. В MC68EN360 интерфейсы SCC могут обеспечивать протокол обмена по локальной сети Ethernet. В МС68МН360 реализуется протокол HDLC с многоканальным обменом, а для SCC1 также протокол сети Ethernet
Наиболее сложные протоколы последовательной пересылки реализуют связные контроллеры SCC 1-4, каждый из которых программируется путем загрузки соответствующего содержимого в регистр режима. В зависимости от этого SCC обеспечивает один из следующих протоколов обмена: HDLC/SDLC, UART, AppleTalk, BYSINC или транспарентный обмен.
Таблица 1.4
|
Тип контроллера |
68360 |
68EN360 |
68МН360 |
|
CPU SIM |
CPU32+ SIM60 |
CPU32+ SIM60 |
CPU32+ SIM60 |
|
SCC SMC SPI |
4 2 1 |
4 2 1 |
4 2 1 |
|
Каналы ПДП |
2+14 |
2+14 |
2+14 |
|
Таймеры |
4+16,PIT,WDT |
4+16,PIT,WDT |
4+16,PIT,WDT |
|
Ethernet |
— |
4 |
1 |
|
Отладка |
JTAG, BDM |
JTAG, BDM |
JTAG, BDM |
|
Дополнительные возможности |
CENTRONICS, КДП*) |
CENTRONICS, КДП*) |
32*HDLC, КДП*) |
1.2. Производители микроконтроллеров семейства MCS51
Существенным фактором н выборе вычислительного ядра были и остаются цена, доступность и время поставки.
Фирма Intel являемся законодателем и основоположником архитектуры семейства MCS51. Фирма выпускает более 50 различных вариантов микроконтроллеров. Из них 11 в виде специализированных устройств. Предлагается изготовление кристаллов на заказ. В настоящий момент она сворачивает выпуск изделии семейства MCS51 и предлагает использовать процессоры нового семейства с улучшенными скоростными характеристиками и чертами 16-разрядных процессоров
Фирма Dallas Semiconductor выпускает микроконтроллеры с улучшенной архитектурой. Можно выделить два основных направления. Bo-первых, изменены принципы размещения программ внутри кристалла и создан контроллер, способный и самостоятельно модифицировать часть своих программ. Во-вторых, фирма утроила быстродействие за счет изменения временных характеристик с одновременным введением средств сбережения энергии. Приборы этой фирмы предназначены для применения в скоростных, переносных, экономичных и труднодоступных для обслуживания устройствах.
Фирма Siemens Components Inc выпускает удобные для использования в бытовой, в том числе и видео технике, микроконтроллеры. Микросхемы содержат разнообразные встроенные устройства (АЦП, массивы счетчиков, дополнительный блок умножения и деления, расширение портов ввода-вывода).
Фирма Philips Semiconductors разрабатывает микроконтроллеры семейства 8051 на базе американской компании Signetics. Процессоры этой фирмы ориентированы на работу в бытовой или автомобильной технике. Благодаря аппаратной реализации шин I2С и CAN, легко могут быть использованы в инструментальных комплексах. Микросхемы содержат разнообразные встроенные устройства (АЦП, массивы счетчиков, расширение портов ввода-вывода), Имеются варианты с пониженным питающим напряжением и в компактных корпусах.
Фирма OKI Semiconductor выпускает полностью статические микросхемы по технологии CMOS, являющиеся функциональными аналогам микросхем фирмы Intel с дополнительными возможностями. Имеют улучшенные характеристики по цепям питания. Впервые применила корпус PIGGYBACK, в котором внутренняя шина вынесена наружу в виде разъема для установки ПЗУ
Фирма Matra MHS выпускает статические микросхемы, являющиеся аналогами стандартных моделей семейства MCS51 с улучшенными выходными цепями портов ввода-вывода.
Фирма Advanced Micro Devices (AMD) выпускает микросхемы по технологиям CMOS и NMOS, являющиеся функциональными аналогами микросхем фирмы Intel с дополнительными возможностями.
Фирма Fujitsu. Фирма выпускает функциональные аналоги микросхем 80С31, 8051 87С51 фирмы Intel по технологии NMOS.
Объединение Atmel выпускает стандартные микроконтроллеры с ПЗУ по технологии Flash и объемом до 20 Кбайт в обычных и уменьшенных корпусах. В последнее время фирма начала выпуск принципиально новых МК, основанных на RISC архитектуре.
Таким образом, на рынке МК семейства MCS51 можно выделить 3 направления: "традиционное" - но с улучшенными характеристиками памяти и внешних устройств, "быстродействующее" - обеспечивающее увеличение скорости выполнения операций, и "специальное" - с коренным изменением процесса обработки информации. Первое направление поддерживается МК фирм Atmel, Philips и другими. Второе - МК фирмы Dallas Semiconductor, а третье - новыми МК фирм Atmel и Dallas Semiconductor. Рассмотрим более подробно некоторые семейства МК этих трех направлений.
1.3. 8-разрядные КМОП FLASH микроконтроллеры семейства АТ89.
1.3.1. Отличительные особенности
• 8-разрядное ЦПУ, оптимизированное для функций управления
• расширенные возможности побитовой обработки
• встроенная flash память программ
• встроенное ОЗУ данных
• пвунаправленные индивидуально адресуемые линии ввода/вывода
• встроенные 16-разрядные таймеры/счетчики событий
• полный дуплексный UART
• несколько источников прерываний с несколькими уровнями приоритета
• встроенный тактовый генератор
• встроенное ЭСППЗУ (серия AT89S)
• интерфейс последовательной шины SPI (серия AT89S)
• сторожевой таймер (серия AT89S)
• пассивный (idle) и стоповый (power doun) режимы
• возможность расширения внешнего ОЗУ и ПЗУ до 64 Кбайт
• режим внутрисхемной эмуляции (ONCE™ - on circuit emulation)
КМОП микроконтроллеры семейства АТ89 оснащены Flash программируемым и стираемым ПЗУ, совместимы по системе команд и по выводам со стандартными приборами семейства MCS-51™ Микроконтроллеры содержат Flash ПЗУ емкостью от 1 Кбайта до 8 Кбайт, ОЗУ,емкостью от 64 байтов до 256 байт, большое количество программируемых линий ввода/вывода, 16-разрядные таймеры/счетчики событий, полнодуплексный последовательный порт (UART), набор векторных прерываний с несколькими уровнями приоритета, встроенные генератор и схему формирования тактовой последовательности. Программирование микроконтроллеров семейства АТ89 возможно, в зависимости от типа, внутрисистемно, с использованием при программировании напряжения питания системы, и с использованием программаторов. Содержимое Flash памяти программ может быть защищено от несанкционированной записи/считывания. У ряда микроконтроллеров имеется возможность очистки Fiash памяти за одну операцию, возможность считывания встроенного кода идентификации.
В активном режиме микроконтроллеры на частоте 12 МГц потребляют порядка 25 мА и в пассивном режиме, при котором остановлено ЦПУ, но система прерываний, ОЗУ, таймеры/счетчики событий и последовательный порт остаются активными, потребление снижается до 15% от потребления в активном режиме. В стоповом режиме потребление не превышает 100 мкА. Микроконтроллеры семейства АТ89 ориентированы на использование в качестве встроенных управляющих контроллеров в промышленном (-40 °С...+85°С) и коммерческом (0°C...70°C) диапазонах температур. Имеются исполнения микроконтроллеров АТ89С51 и АТ89С52, соответствующие требованиям, предъявляемым к приборам используемым в автомобильном (-40°С ...125°С), Military и Military-883C (-55 °C...+125°C) диапазонах температур.
Таблица 1.5
Основные характеристики микроконтроллеров семейства АТ89
|
Наименование прибора |
Совместимость |
Напряж. VCC, В |
Объем ПЗУ ЭСППЗУ, байт |
Объем ОЗУ, байт |
Группы по тактовой частоте, МГц |
Потребление макс. в активн. (пасс.) режиме, f=12 МГц, VCC=6B, мА |
|
АТ89С1051 |
80С31 |
2,7...6 |
1 К |
64 |
12,24 |
15(5) |
|
АТ89С2051 |
80С31 |
2.7...6 |
2 К |
128 |
12,24 |
15 (5) |
|
АТ89С51 |
80С31 |
5±20% (5±10%) |
4К |
128 |
12,16, 20/24 |
20(5) |
|
AT89LV51 |
80С31 |
2,7...6 |
4К |
128 |
12 |
20(5) |
|
АТ89С52 |
80С32 |
5±20% (5±10%) |
8К |
256 |
12,16, 20,24 |
25 16/51 |
|
AT89LV52 |
80С32 |
2,7...6 |
8К |
256 |
12 |
25 (6,5} |
|
AT89S8252 |
80С32 |
2,7±10% |
8 К |
256 |
12(2,7 В), 24(5 В) |
|
1.4. Высокопроизводительные 8-разрадные RISC контроллеры семейства AT90S
1.4.1. Вычислительные особенности
· Производительность, приближающаяся к 1 MIPS/МГц
· Усовершенствованная AVR RISC архитектура
· Раздельные шины памяти команд и данных, 32 регистра общего назначения
· Flash ПЗУ программ с возможностью внутрисистемного перепрограммирования и загрузки через SPI последовательный канал, 1000 циклов стирание/запись
· ЭСППЗУ данных/ с возможностью внутрисистемной загрузки через SPI
· Последовательный канал/ 100000 циклов стирание/запись
· Блокировка режима программирования
· Встроенные аналоговый компаратор/ сторожевой таймер, порты SPI и UART/ таймеры/
· Полностью статические приборы - работают при тактовой частоте от 0 Гц до 20 МГц
· Диапазон напряжений питания от 2,7 В до 6,0 В
· Режимы энергосбережения: пассивный (idle) и стоповый (power down)
КМОП микроконтроллеры семейства AT90S выполнены по AVR™ RISC архитектуре с раздельной памятью программ и данных и раздельными шинами для памяти программ и данных (Гарвардская архитектура). AVR ядро объединяет мощную систему команд с 32 регистрами общего назначения и конвейером (в одном цикле одна команда выполняется а другая выбирается) выборки из памяти программ. Все 32 регистра напрямую связаны с АЛУ, что позволяет выполнять обращение к двум независимым регистрам и возвращать результат одной командой, выполняемой в одном цикле. Шесть регистров могут использоваться как три 16-разрядных указателя адреса данных (кроме прибора AT90S1200). Выполняя команды за один тактовый цикл, прибор обеспечивает производительность, приближающуюся к 1 MIPS на МГц, что на порядок больше, чем у CISC микроконтроллеров. Архитектура эффективно поддерживает как языки высокого уровня, так и программы, написанные на экстремально плотных языках ассемблера.
Микроконтроллеры семейства оснащены встроенной загружаемой Flash памятью EEPROM, обеспечивающей внутрисистемное перепрограммирование с использованием интерфейса SPI или программирование внешними стандартными программаторами энергонезависимой памяти. Поскольку все команды 16-разрядного или 32-разрядного формата, то Flash память программ имеет 16-разрядную организацию. В качестве памяти данных в микроконтроллерах семейства используется комбинация СОЗУ и ЭСППЗУ (у прибора AT90S1200 только ЭСППЗУ) в которых размещается также и пространство памяти ввода/вывода. Стек, предназначенный для хранения адресов возврата из подпрограмм и прерываний располагается в памяти данных (у прибора AT90S1200 стек выполнен аппаратно). Ряд AVR микроконтроллеров имеют встроенный в арифметическую часть АЛУ перемножитель.
Таблица 1.6
Основные характеристики микроконтроллеров семейства AT90S.
|
Тип прибора |
Объем памяти (организация), бит |
Объем (СОЗУ) памяти данных, байт |
Тактовая частота, МГц. |
Таймеры/счктчики, кол-во х разрядность |
Другие отличия |
Потребл. в активном/пассивном Vсс=ЗВ, f=4 МГц, мА |
|
AT90S1200 |
1 К (512x16) |
64x8 |
0...12 |
1x8 |
15 линий I/O, аппаратный стек |
2/0,5 |
|
A9OS2313 |
2 К (1Кх16) |
128х8 |
0...10 |
1х8, 1х16 |
15 линий I/O, ШИМ, UART |
2,5/0,8 |
|
AT90S2323 |
2 К (lKx16) |
128х8 (128х8) |
0...10 |
1х8 |
3 линии I/O, |
3/1,2 |
|
АТ90S2343 |
2 К (lKx16) |
128х8 (128х8) |
0...10 |
1х8 |
5 линий I/O, |
3/1,2 |
|
A90S4414 |
4К (2Кх16) |
256х8 (256х8) |
0...8 |
1х8, 1х16 |
32 линии I/O, ШИМ, UART |
3,5/1 |
|
AT90S4434 |
4К (2Кх16) |
256х8 (256х8) |
0...8 |
2х8, 1х16 |
32 линии I/O, ШИМ, UART 8xl0 АЦП, аналог. компаратор |
3/1,2 |
|
AT90S8535 |
8K (4Кх16) |
512х8 (512x8) |
0...8 |
2х8, 1х16 |
32 линии I/O, ШИМ, UART 8xl0 АЦП, аналог. компаратор |
3/1,2 |
|
АТ9058515 |
8K (4Кх16) |
256х8 (256х8) |
0...8 |
1х8,1х16 |
32 линии I/O, ШИМ, UART |
3,5/1.2 |
|
ATmega103 |
128 К (64Кк16) |
4Кх8 (4Kx8) |
0...6 |
3х16 |
40 линий I/O, 3 ШИМ, UARТ, 8xl0 АЦП, аналог. компаратор |
3/1,2 |
|
AТmega603 |
64 К (32Kx16) |
2Кх8 (4Кх8) |
0...6 |
3х16 |
40 линий I/O, 3 ШИМ, UARТ, 8xl0 АЦП, аналог. компаратор |
3.0/1,2 |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14
