Бродин В. Б., Шагурин И. И. Микроконтроллеры (1999) (1095894), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Для этих читателей, а также для студентов вузов соответствующего профиля и предназначена данная книга. Знакомство с содержанием книги будет полезным широкому кругу специалистов, занимающихся разработкой, производством или применением устройств и систем, реализованных на базе современных моделей микроконтроллеров. Надеемся, что такое знакомство поможет им достичь новых успехов в этой области.
Глава 1 написана профессором И.И.Шагуриным, главы 2, 3 и 4 — В.Б.Бродиным. В главе «Проектирование микропроцессорных контроллеров» описаны разработки, выполненные А.В.Калининым, В.И.Мальцевым, С.Г. Петровым, Ю.В.Поповым. Авторы выражают глубокую благодарность московскому представительству корпорации 1пге!, поддержка которого позволила подготовить и выпустить эту монографию. ГЛАВА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ СЕМЕЙСТВА МСВ-96 Семейство 16-разрядных микроконтроллеров МСБ-96 выпускается корпорацией 1ХТЕЕ с 1984 года.
Первые модели микроконтроллеров этого семейства (8Х95, 96, 97, 98ВВН) изготавливались г использованием пМОП технологии. В 1986 году начался выпуск микроконтроллеров по более перспективной кМОП технологии, которая в настоящее время доминирует в производстве микропроцессорной техники. В последующие годы развитие микроконтроллеров этого семейства шло в направлении расширения объема внутренней и внешней памяти, повышения тактовой частоты, расширения номенклатуры и совершенствования функционирования периферийных устройств, обеспечивающих связь микроконтроллера с внешними устройствами. В настоящее время семейство МСБ-96 включает более 50 моделей микроконтроллеров, функциональные возможности и параметры которых рассчитаны на удовлетворение запросов широкого круга потребителей.
В этом семействе можно выделить три ветви кМОП микроконтроллеров, отличающихся архитектурой периферийных устройств. К первой ветви относятся микроконтроллеры 8ХС196КВ / КС / КР, которые используют принятый в ранних моделях этого семейства способ приема и выдачи управляющих сигналов в реальном масштабе времени с помощью специализированного блока быстрого ввода-вывода НБ10 (Н18п фреей 1прпг-Опгрпс). Структура и функционирование блока Н51О описаны в разделе 1.9 данной главы. Ко второй ветви относятся микроконтроллеры 8ХС196КК / КТ/ КЯ/ДК / ,)Я / ХР / ХТ / Х11 / СА / СВ, в которых для обработки управляющих сигналов в реальном масштабе времени используется специальный процессор МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ; АРХИТЕКТУРА ЛРОТРАММИРОЕАНИ ИНТЕРФЕЙС событий ЕРА (ЕУепс Ргосеееог Аггау).
Этот процессор описан в разделе 1.6 данной главы. К третьей ветви относятся микроконтроллеры 8ХС196МС / М)) / МН, которые в основном идентичны микроконтроллерам второй ветви, но содержат дополнительные блоки, обеспечивающие генерацию на выходах трехфазных импульсных сигналов для управления электродвигателями. Эти специализированные микроконтроллеры ориентированы на применение в системах управления электроприводом. Большинство моделей микроконтроллеров выпускается в трех модификациях, которые отличаются реализацией ПЗУ.
Эти модификации различаются по значению цифры Х, входящей в идентификатор данной модели: Х - О, 3 или 7. Первая модификация (Х - О) не содержит на кристалле ПЗУ. Вторая модификация (Х = 3) содержит внутреннее ПЗУ объемом от 4 до 32 Кбайт, которое программируется в процессе изготовления микроконтроллера с помощшо специального фотошаблона (масочно-программируемое ПЗУ). Третья модификация (Х 7) содержит внутреннюю однократно программируемую пользователем память (ОТРКОМ).
Программирование осуществляется с помощью специального устройства — программатора. Основные параметры современных моделей микроконтроллеров семейства МСЯ-96 приведены в табл. 1.1. Микроконтроллеры имеют внутреннее ПЗУ объемом до 56 Кбайт, внутреннее регистровое ОЗУ данных объемом до 1,5 Кбайт, некоторые модели имеют дополнительно внутреннее ОЗУ команд объемом до 512 байт. Общий объем адресуемой памяти составляет 64 Кбайт или 1 Мбайт. Большинство моделей содержат внутренний 8- или 10-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с числом аналоговых входов от 4 до 14.
Все микроконтроллеры содержат два 16-разрядных счетчика-таймера, которые обеспечивают в реальном масштабе времени обработку поступающих входных сигналов и формирование требуемых выходных сигналов с помощью специализированных блоков НЯ10 или процессоров событий ЕРА, имеющих от 8 до 20 контролируемых входов-выходов. В состав микроконтроллеров входят 3-4 порта для параллельного ввода-вывода данных и 1-2 дуплексных канала для последовательного обмена. Микроконтроллеры изготавливаются с помощью высококачественной кМОП технологии, которая обеспечивает нх функционирование с максимальной тактовой частотой от 16 до 50 МГц при потребляемой мощности не более 500 мВт на максимальной частоте и менее 50 мкВт в режиме покоя.
мнкяскснтяоллв ы сеякйствя мсв.ве Табл. 1.1. Микроконтроллеры семейства 88Се-96 Макс, тактовая частота Тип ПРС ° «) Чиало послед. портов Чиало аналог. вкодов Число входов / выходов Адресуеиая память Объем ПЗУ «) Тип микро- контроллера 10 12,16 Мгц НЯО 48 гзг байт ВОС! 96КВ ВЗС)96КВ 87С196КВ ВК (МП) ВК ЭП Н510 !6 МГц 48 488 байт ВОС196КС ВЗС196КС 87С196КС 16К (МП) 16К ЭП Н5!О 20 МГц 16 МГц 48 32К (МП) 32К ЭП 1000 байт 64 К ВЗС $96КД 87С196К 8/16 ЕРА 56/4! 256 байт 64К 488 байт $6К(МП) $6К (ЭП) 8/16 ЕРА 16 МГц 360 байт $28 байт 56/41 $2К (МП) $2К (ЭП) ЕРА 20 МГц 1000 байт 32К (ЭП) 512 байт 64 К 56 87С)96КТ 25/50 МГц ЕРА 1000 байт 32 1М 4К (МП) 20 МГц 20 МГц ЕРА 1000 байт 512 байт 1М 56 32К ЭП 32К ЭП ЕРА 1000 байт 256 йт 1М 56 20 МГц ЕРА ВОС196СВ 87С196СВ 1500 байт 56 5! 2 байт !М 56К ЭП ЕРА 16 МГц 1ЗЛ4 488 байт 56/64 64 К 16 МГц ЕРА ВЗС196МН 87С)96МН 50 744 байт «) МП вЂ” масочно-программируемая ПЗУ, ЭП вЂ” злекгрическн программируемое ПЗУ (одноразовое) '«) ПРС вЂ” процессор событий (блок обработки сигналов в реальном масштабе времени) ВОС!96 Кй/$ й ВЗС $96 Кййй 87 С! 96 Кй/Рй ВОС196 КО/!О ВЗС! 96 КО/!О 87С196 К ! ВОС $96 МР/М($ ВЗС196 МР/М ВОС)96МТ 87С! 96МТ ВОС196СА 87С! 96СА ВЗ С!96 МС/МО 87С(96 МС/МО 16К (МП) 16К (ЭП) 16К (МП) 16К ЭП Обьем ОЗУ дан- ных Обьем ОЗУ ко манд МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ: АРКИТЕКТУРА ПРОГРАММИРОЕАНИ ИНТЕРФЕЙС Все микроконтроллеры семейства МСЯ-96 имеют общую архитектуру, которая отличается только объемом и типом используемой памяти и реализацией отдельных периферийных устройств.
Различные модели микроконтроллеров используют одно и то же процессорное ядро, то есть имеют одинаковые наборы команд и способы адресации. Поэтому для достаточно глубокого знакомства с этим семейством можно детально рассмотреть работу одной из типовых моделей, а для остальных моделей ограничиться анализом характерных отличий. В данной главе подробно описывается архитектура, структура и функционирование основных блоков микроконтроллеров 8ХС1961НР / ХБ, которые в настоящее время представляются наиболее перспективными для широкой номенклатуры цифровых устройств различного назначения.
Микроконтроллеры 8ХС1961ч'Р предоставляют пользователю процессорное ядро, значительный объем адресуемой памяти (1 Мбайт), ограниченный объем внутреннего П ЗУ (до 4 Кбайт) и набор наиболее часто используемых периферийных устройств: таймеры, процессор событий, ШИМ, универсальный последовательный порт. Эти модели находят весьма широкое применение благодаря низкой стоимости (около 10$ для больших партий) и достаточно широкому набору выполняемых функций, которые пользователи дополняют в соответствии со своими потребностями путем подключения внешних устройств. Модель 8ХС196)т)Б, имея такие же функциональные возможности, как и 8ХС1961НР, обладает вдвое более высоким быстродействим — максимальным для семейства МСБ-96.
В последних разделах главы подробно рассмотрены особенности структуры и функционирования других популярных моделей данного семейства: 8ХС1961т)Т / КС / КР. Модель 8ХС196)НТ обладает наиболее полным набором выполняемых функций, однако ее цена в полтора-два раза выше, чем цена 8ХС196)т1Р Микроконтроллеры 8ХС196КС / КП по стоимости и функциональным возможностям занимают промежуточное положение между 8ХС196п)Р и 8ХС196ХТ, однако имеют меньший объем адресуемой памяти (64 Кбайт).
Рассмотренные модели микроконтроллеров предоставляют пользователям широкие возможности выбора для реализации самых разнообразных проектов. Хотя в главе не описан ряд моделей семейства (8ХС196КК / КТ / СА / МС / М1) и др.), однако они базируются на том же процессорном ядре, содержат различные модификации таких же периферийных устройств, как и рассмотренные модели. Поэтому содержание данной главы позволит читателю достаточно полно ознакомится с архитектурой и функциональными возможностями всего семейства микроконтроллеров МСБ-96. МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ СЕМЕЙСТВА МСВ-ВЕ 17 1.1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
