КОРОТКИЙ ОГЛЯД СУЧАСНИХ ОДНОКРИСТАЛЬНИХ МІКРОКОНТРОЛЕРІВ

 

9. КОРОТКИЙ ОГЛЯД СУЧАСНИХ ОДНОКРИСТАЛЬНИХ МІКРОКОНТРОЛЕРІВ

 

9.1. Мікроконтролери КР1878 фірми Ангстрем

 

МікроконтролерКР1878ВЕ1 (Аn15Е0З) є представником сімейства однокристальних мікроконтролерів ТЕСЕЙ розробки і виготовлення ОАО АНГСТРЕМ.

Коротка характеристика

МікроконтролерКР1878ВЕ1 має слідуючі особливості: · Гарвардська RISC-архітектура, що дозволяє виконати будь-яку команду за два… · Розрядність даних – 8 біт;

Особливості структурної організації

  Рис. 9.1. Структурна схема мікроконтролера КР1878ВЕ1

Умовні та безумовні переходи відбуваються по абсолютних адресах пам'яті команд, що дозволяє зменшити втрату часу при виконанні переходів.

Мікроконтролери фірми Zilog

Сімейство Z8 – це широка гамма однокристальних мікроконтролерів різноманітних версій і конфігурацій. Так як вони мають мультиплексовану шину адреса/дані, яка поєднана з портами вводу/виводу різного призначення, мікроконтролери Z8 можуть використовувати або інтенсивний ввід/вивід, або зовнішню пам’ять.

Стандартні мікроконтролери сімейства Z8

Стандартні мікроконтролери Z8 NMOS, Z86C11, Z86C21/E21 та Z86C61/E61 мають всі головні функції, які існують в 8-розрядних вбудованих мікроконтролерах найбільш популярних сімейств: MCS-51 фірми INTEL і PIC 16/17 фірми MICROCHIP.

 

Стандартні мікроконтролери

З розширеним набором універсальних функцій

Розширення функціональних можливостей цих МК здійснюється за рахунок: · Розширення внутрішньої пам’яті програм RCM - (Z86C62/64); · Розширення числа портів вводу/виводу та їх функцій – (до 52 в Z86C64);

Мікроконтролери широкого застосування Z8 ССР

ССР-процесорів дозволяє застосовувати у Вашому пристрої вироби тільки з тими функціями, які Вам необхідні. Крім того, в усіх цих мікроконтролерах… Подібні характеристики дозволяють рекомендувати ці пристрої для: · Створення інтелектуальних датчиків;

Мікроконтролери з пониженою напругою живлення

Цю групу складають мікроконтролери Z86L03/06, Z86L29, Z86L70/71/ 72/75/76, Z86L73/74/77 та Z86L78. Більшість мікроконтролерів широкого застосування…   9.2.5. Мікроконтролери,

Членом сімейства Z8 є мікроконтролер Z86C95. Він містить ядро мікроконтролера Z8 без внутрішнього ПЗП та вбудований 16-розрядний DSP (цифровий сигнальний процесор). Z86C95 застосовується для оцифровки аналогових сигналів та їх цифрової обробки в реальному часі.

Він має слідуючі характеристики:

· 512 байт внутрішнього ОЗП для програм і даних DSP-процесорів;

· 8 каналів 8-бітного АЦП (час перетворення до 1,5 мкс);

· 8-розрядний ЦАП;

· 1 канал ШІМ 40/80 кГц;

· Апаратне множення 16 х 16 (1,7 мкс);

· Апаратне ділення 3216 (2,5 мкс);

· 3 таймери-лічильники.

Примітка.Інше сімейство (Z89) цифрових сигнальних процесорів фірми Zilog в наш час має цілий ряд кристалів з вбудованим ядром мікропроцесора Z8 (Z89120, Z89121, Z89C65165, Z89C67/68/69, Z89167/168/169). Такий симбіоз двох процесорів в одному мікроконтролері дозволяє вирішувати досить важкі задачі по обробці сигналів в реальному часі.

 

Мікроконтролери фірми ATMEL

Фірма Atmel виробляє дві серії мікроконтролерів: серію АТ89, сумісну з фактичним промисловим стандартом MCS-51tm, та серію RISC-мікро-контролерів…  

Мікроконтролери серії АТ89

Загальна характеристика та особливості

Ці мікроконтролери сумісні з ОМК типу MCS-51tm. Мікроконтролери з системою команд та архітектурою MCS-51tm представляти немає потреби. Вони широко… · 8-розрядний процесор, який оптимізовано для прикладень керування; · Широкі можливості побітової обробки;

Мікроконтролери серії АТ90

  Ці мікроконтролери започатковані на новій RISC-архітектурі. Вони мають саме… AVR-архітектура була розроблена спільно з експертами мови Сі для того, щоб гарантувати те, що апаратні і програмні…

Мікроконтролери фірми Scenix

Загальна характеристика та особливості

Мікроконтролери SX ‑ високошвидкісні 8-розрядні мікроконтролери з внутрішньою FLASH-пам’яттю програм об’ємом 2 кслів. Вони мають повністю… Мікроконтролери SX мають слідуючі основні особливості: · Швидкість виконання команд 50 MIPS при тактовій частоті 50 МГц (200 MIPS при тактовій частоті 200 МГц);

Особливості центрального процесора

· Цикл виконання команди 20 нс при частоті 50 МГц; · Повністю статична побудова забезпечує роботу на частотах від 0 до 50 (200)… · 33 команди, сумісні з командами мікроконтролерів PIC16C5x, та 10 додаткових команд для підвищення ефективності…

Особливості портів вводу/виводу

· Кожний вивід можна запрограмувати як вхід або вихід;

· Кожний вхід може бути запрограмований на ТТЛ або КМОП рівні;

· До кожного виводу можна програмно підключити внутрішнє навантаження (близько 20 кОм на вивід Vdd);

· Для портів В і С можна обрати вхідні тригери Шмітта;

· Усі виходи забезпечують втікаючий/витікаючий струм до 30 мА.

 

Мікроконтролери фірми Motorola

 

Загальна характеристика та класифікація

Існує декілька причин, внаслідок яких мікроконтролери фірми Motorola займають особливе місце серед аналогічної продукції інших постачальників. По-перше, Motorola пропонує найширшу в світі номенклатуру мікроконтролерів, що… Другою важливою особливістю мікроконтролерів фірми Motorola є їхня висока якість та надійність. Являючись традиційним…

Сімейство НС05

Сімейство НС05 містить найбільшу кількість модифікацій мікроконтролерів (близько 180), бо це сімейство здебідьшого формувалося великими споживачами… Галузями застосування мікроконтролерів сімейства НС05 є найрізноманітніші… Усі мікроконтролери цього сімейства мають однакове 8-розрядне процесорне ядро, побудоване на популярній процесорній…

Сімейство НС08

Сімейство НС08 є наступним кроком у розвитку програми замовних мікроконтролерів фірми Motorola для масових прикладень і характеризується підвищеною… При цьому цілком статичне процесорне ядро оптимізовано для роботи з пониженою… Набір модулів у теперішній час включає до свого складу різноманітні типи ПЗП та ОЗП, таймери, послідовні інтерфейси,…

Сімейство НС11

На відміну від відносно спеціалізованих мікроконтролерів “замовних” сімейств, сімейство МС68НС11 містить близько 40 універсальних та… Периферійні функції представлені багатофункціональними таймерами, АЦП (до 12… Розглянемо більш детальніше ці та інші сімейства мікроконтролерів.

Сімейство НС05

Загальна характеристика та класифікація

Сімейство НС05 має в своєму складі майже 180 представників, що надає можливість використовувати найбільш широкий вибір варіацій вбудованої пам'яті… Сімейство НС05 є основою програми фірми Motorola щодо створення… Позначення мікроконтролерів містить символ, що у назві мікроконтролера йде безпосередньо за MC68HC05. J, який…

Мікроконтролери широкого призначення

Серія C характеризується широкою різноманітністю вбудованої пам'яті та ліній паралельного вводу/виводу. Асинхронний послідовний інтерфейс (SCI)… Серія J включає до себе недорогі 20-вивідні мікроконтролери, що містять ПЗП,… Серія К містить найдешевші з випускаємих фірмою Motorola 16-вивідних

Мікроконтролери для телекомунікацій

  Серія F була спеціально створена для побудови абонентських телефонних апаратів… Ряд мікроконтролерів цієї серії додатково містить контролер РК-дисп-

Мікроконтролери для комп’ютерної техніки

Серія ВDмістить процесор горизонтальної та вертикальної розгортки, а також 16-канальний контролер ШІМ, та ідеально підходить для використання у…    

Мікроконтролери із спеціальними функціями

Серія SC (функції захисту) спеціально розроблена для використання у електронних платіжних засобах типу SmartCard та приладах кодованого доступу.… Серія HCL05(низьке живлення/споживання) включає мікроконтролери з напругою… Окрім наведених вище випускається ще цілий ряд серій мікроконтролерів для побутової та автомобільної електроніки,…

Система команд

Система команд мікроконтролерів включає до себе 65 команд, що розподіляються на наступні групи: · Команди переміщення даних (LDA, STA, CLR, LDX, STX...); · Команди передачі керування (JMP, JSR, RTI, переходи по умовах та бітах,...);

Вбудована пам’ять

Вбудована пам'ять мікроконтролерів сімейства НС05 може включати до себе ПЗП програм(масочний, одноразово програмований, багаторазово програмований з… До карти пам'яті даних включені регістри портів паралельного вводу/виводу (до…  

Вбудовані периферійні пристрої

 

Нижче наведений опис деяких вбудованих підсистем, що зустрічаються у переважній більшості мікроконтролерів сімейства НС05.

 

Блок таймера

 

Основу блоку таймера складає 16-бітний лічильник з попереднім дільником, що має можливість формувати переривання при переповненні та є синхронізованим внутрішньою тактовою частотою, поділеною на 2.

Більшість мікроконтролерів сімейства містять також пов'язані із лічильником таймера підсистеми вхідної фіксації (IC) та вихідного порівняння (ОС).

Підсистема IC використовується для обробки часових параметрів зовнішніх сигналів та дозволяє записувати до регістра IC вміст лічильника при перепаді рівня зовнішнього сигналу, з видачею відповідного переривання або установкою прапорця.

Підсистема ОСпрзначена для генерації імпульсного сигналу з програмованими часовими параметрами і дозволяє видавати до лінії порту “0” або “1” в момент рівності вмісту лічильника та вмісту регістру ОС. У найбільш простих моделях сімейства функції IC та ОС можуть бути відсутніми та замінятися перериваннями реального часу (RTI) з програмованим інтервалом між перериваннями. Іще однією важливою системою, пов'язаною з таймером, є система стеження за виконанням програми (СОР WatchDog). Ця система формує RESET, якщо періодично з певним проміжком часу не буде зроблений запис до спеціального регістра.

 

Послідовний інтерфейс зв'язку SCI

Послідовний інтерфейс зв'язку SCI представляє собою повнодуплексний асинхронний приймач-передавач і може бути використаний для зв'язку із…

Послідовний периферійний інтерфейс SPI

Послідовний периферійний інтерфейс SPI використовується для синхронної передачі інформації у послідовному коді на менші відстані, ніж SCI, але зі… Аналого-цифровий перетворювач здійснює перетворення зовнішньої напруги у… Нажаль, об’єм даної книги не дозволяє розглянути інші підсистеми, що входять до складу мікроконтролерів фірми…

Сімейство НС08

Сімейство НС08 є наступним кроком у розвитку концепції заказаних мікроконтролерів фірми Motorola для масових прикладень, що користуються заслуженим…   9.5.3.1. Особливості центрального процесора (CPU08)

Вбудована пам'ять

Вбудована пам'ять може складатися з масочного або програмованого ПЗП, ЕВПЗП (EEPROM та Flash EEPROM), ОЗП.   9.5.3.3. Модуль системної інтеграції (SIM08)

Вбудовані периферійні пристрої

Забезпечує швидкісний обмін між пам'яттю та зовнішніми пристроями без участі процесора. DMA08 може обслуговувати послідовний інтерфейс (прийом та…   Модуль таймера (TIM08)

Модулі послідовного обміну

Модулі послідовного обміну представлені універсальним асинхронним інтерфейсом (SCI08), швидкісним синхронним інтерфейсом (SPI08), а також…   Модуль керування РК-дисплеєм (LCD08)

Нші периферійні модулі

Інші периферійні модулі сімейства НС08 представляють собою:

· АЦП (ADC08);

· 12-розрядний 6-канальний контролер ШІМ (PWM08);

· Таймер періодичних переривань (PIT08);

· Модуль розширення адресації ЗП до 16 Мбайт (ADX08).

Основні характеристики першого і найбільш масово випускаємого мікроконтролера MC68HC708XL36 сімейства НС08

Мікроконтролер MC68HC708XL36 містить (рис. 9.2) високопродук-тивний модуль CPU08 з внутрішньою тактовою частотою 8 МГц, 36 кбайт програмованого ПЗП,… Спеціальні вбудовані пристрої для підвищення надійності системи містять:… При роботі з внутрішньою пам'яттю користувачу доступні 40 двонаправлених ліній вводу-виводу загального призначення, не…

Сімейство НС11

Загальна характеристика

На відміну від спеціалізованих мікроконтролерів “замовних” сімейств, сімейство НС11 містить близько 40 універсальних та… Усі мікроконтролери цього сімейства містять однаковий 8-розрядний ЦПП, який… Мікроконтролери сімейства НС11 містять вбудовану пам'ять. Периферійні функції представлені підсистемами:…

Система команд

Система команд представлена наступними групами: · Команди пересилання даних, зв'язані з акумуляторами (LDAB (load accum. В),… · Команди пересилання для стека та індекс-регістрів (PSHX, TSX (transfer SP to X),...);

Вбудована пам'ять

Мікроконтролери сімейства НС11 мають у своєму складі усі типи внутрішньої пам'яті, що згадувалися при розгляді сімейства МС68НС05 та МС68НС08: ПЗП… Мікроконтролери сімейства НС11 функціонують в одному з трьох режимів, що…  

Вбудовані периферійні пристрої

Багатофункціональний таймер

Багатофункціональний таймер мікроконтролерів сімейства НС11 має структуру й виконує функції, аналогічні таймеру сімейства НС05 (16-розрядний…

Модулі послідовного обміну

 

Модулі послідовного обміну представлені універсальним асинхронним послідовним інтерфейсом SCI (від 1 до 3) та швидкісним синхронним інтерфейсом SPI (1 або 2), які цілком аналогічні відповідним підсистемам НС05.

Модуль АЦП

Аналого-цифровий перетворювач виробляє перетворення зовнішньої напруги у діапазоні від Vrl (нижня опорна напруга) до Vrh (верхня опорна напруга) у…

Нші периферійні модулі

Серед інших периферійних модулів, наявних у деяких мікроконтролерах сімейства НС11, можна виділити ШІМ, ЦАП, набори силових ключів, контролер РКІ, контролер ПДП.

 

Сімейство 16-розрядних МК НС12

Сімейство НС12 є черговим кроком у розвитку мікроконтролерів фірми Motorola у напрямку підвищення продуктивності та пониженого електроспоживання.… Нове процесорне ядро сімейства НС12 (CPU12), засноване на популярній… Першими представниками сімейства НС12 стали MC68HC812A4 та МС68НС916В32.

Сімейство 16-розрядних МК НС16

МК сімейства НС16 використовуються в різноманітних системах керування автомобілями, телекомунікаційному устаткуванні (сотових телефонах, телефонних… Ефективному використанню МК НС16 у цих прикладеннях сприяють підтримка функцій…

Сімейство 32-розрядних МК М683хх

  Таблиця 9.1  

Сімейства 32-розрядних МК з RISC-архітектурою

Сімейство 32-розрядних RISC-процесорів MCF5xxx (ColdFire), що мають змінну довжину команд і багато ознак сімейства М68xxx, покликане забезпечити… Сімейства МК МРС500 і MPC800 засновані на 32-розрядному ядрі PowerPC із…  

Сімейства RISC-мікроконтролерів на базі Power PC

Основними особливостями МК із ядрами PowerPC є: · Суперскалярна RISC-архітектура. Обробка декількох команд одночасно для… · Широкий спектр застосувань: кишенькові, вмонтовані, портативні, серверні, мультипроцесорні системи;

Сімейство RISC-мікроконтролерів МРС50х

Першим мікроконтролером фірми Motorola, створеним на базі ядра PowerPC, є МРС505. Цей МК використовує 32-бітову частину архітектури PowerPC, що…  

Сімейство комунікаційних RISC-мікроконтролерів МРС8хх

Комунікаційний контролер МРС821 має структуру, схожу з MPC860, і відрізняється наявністю контролера РКІ-дисплея з дозвілом VGA 640 х 480 і 16… МРС823 також містить контролер РКІ з підтримкою відеовиходу на ЕПТ, має один…