Соколов Ю.П. Микроконтроллеры семейства MCS-51 (2002) (1095895), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Для стирания ПЗУ EPROM вкорпусе микросхемы существует прозрачное окно. При отсутствии окнавыполняется лишь однократное программирование (OTPROM) [1,2].Микроконтроллеры подсемейств 51 и 52 изготавливаются по высококачественной n-МОП (HMOS) технологии, а остальных подсемейств– по комплементарной КМОП (CHMOS) технологии.В странах СНГ выпускаются аналоги микроконтроллеров подсемейств 51 и 51С, выполненные по n-МОП технологии [2]:КР1816ВЕ31 (8031АН), КР1816ВЕ51 (8051АН);по n-МОП технологии с УФ стиранием – КМ1816ВЕ751 (8751Н);по комплементарной КМОП технологии:КР1830ВЕ31 (80С31ВН), КР1830ВЕ51 (80С51ВН).В скобках указаны аналоги фирмы Intel. Основные электрическиехарактеристики этих подсемейств приведены в приложении 1.В таблице 2 приведен перечень всех периферийных устройств,используемых в микроконтроллерах семейства MCS-51. В таблице 3показан состав периферийных устройств у микроконтроллеров различ-6Таблица 1ПодсемействоМКROM lessТип МКEPROMOTPROM518031AH*8051AH*8751H*8051AHP 8751BHC5180C31BH* 80C51BH* 87C51*80C51BHP528032AH8052AH8752BHC5280C3280C5287C5280C5487C5480C5887C58L5280L5287L5280L5487L5480L5887L58CRX80C51RA 83C51RA 87C51RA83C51RB 87C51RB83C51RC 87C51RCCFX80C51FA 83C51FA 87C51RA83C51FB 87C51RB83C51FC 87C51RCLFX80L51FA83L51FA87L51RA83L51FB87L51RB83L51FC 87L51RCGB80C51GB 83C51GB 87C51GB15280C152JA 83C152JA80C152JB80C152JC 83C152JC* - аналог выпускается в СНГ** - только для 83С152JXmaskROMОбъем памятиROM, RAM,Кбайт байт41284128412841288256825616256322568256162563225685121651232512825616256322568256162563225682568**2568**256256ных подсемейств и типов, указаны число однотипных периферийныхустройств и число режимов у многорежимных устройств.
Таймеры/счетчики T/C0, T/C1 и система прерываний IC имеются у микроконтроллеров всех подсемейств и они в таблице 3 не представлены.Параллельный порт (P) предназначен для приема и выдачи байта данных в параллельном коде. Микроконтроллеры разных подсемейств и типов имеют от 4 до 7 восьмиразрядных портов (P0, P1,…).Некоторые порты или их отдельные разряды выполняют альтернативные функции (AF) – осуществляют прием запросов прерываний и других сигналов извне и выдают специальные сигналы управления из микроконтроллера. В графе AF табл.3 указано суммарное число разрядовпараллельных портов, выполняющих альтернативные функции.7Таблица 21.
Устройства приема и выдачи данных1.1. Параллельный порт. Port (P0, P1,…)1.2. Последовательный порт. Serial Port (SP)1.3. Усовершенствованный последовательный порт. Enhanced Serial Port (ESP)1.4. Последовательный порт расширения. Serial Expansion Port (SEP)1.5. Общий последовательный канал. Global Serial Channel (GSC)1.6. Блок прямого доступа к памяти. Direct Memory Accessing Unit (DMA)2. Устройства приема и выдачи событий2.1.
Таймер/счетчик. Timer/Counter (T/C0, T/C1)2.2. Усовершенствованный таймер/счетчик (T/C2)2.3. Программируемая счетная матрица. Programmable Counter Array (PCA)3. Устройства ввода аналоговых сигналов3.1. Аналого-цифровой преобразователь. Analog-to Digital Converter (ADC)4. Устройства контроля4.1. Сторожевой таймер. Watchdog Timer (WDT)4.2. Детектор падения частоты.
Oscillator Fall Detect (OFD)5. Контроллер прерываний. Interrupt Controller (IC)Последовательный порт (SP) используется для приема и выдачи данных в последовательном коде.Усовершенствованный последовательный порт (ESP), кромефункций последовательного порта SP, позволяет выполнить автоматическое опознание адреса при работе в простейшей локальной сети иосуществить автоматический контроль формата принимаемого кадра.Последовательный порт расширения (SEP) имеет аппаратныесредства поддержки протокола I2C для работы в локальной сети. Онимеется только у микроконтроллеров подсемейства GB.51, C514 24 +524 26 +C52, L524 26CRx4 26CFx*, LFx4 328xC51FA, x=0;34 32GB6 45152**5 24 +80C152JB,JD7 40 +* - кроме 80C51FA, 83C51FA** - кроме 80C152JB++++++++++++++++OFDWDTADCPCAT/C2DMAGSCSEPESPSPAFПОДСЕМЕЙСТВОPТаблица 3+1128++8Общий последовательный канал (GSC) предназначен для обмена данными при работе контроллера в локальной сети.
Канал можнозапрограммировать для работы с различными протоколами обмена.GSC имеется только у микроконтроллеров подсемейства 152.Блок прямого доступа к памяти (DMA) служит для управленияобменом данными между IRAM и ERAM, а также между IRAM или ERAMи буферной памятью передатчика или приемника последовательныхпортов SP или GSC без участия процессора.
На пересылку одного байта в режиме DMA между IRAM и ERAM затрачивается два машинныхцикла, а на обмен с буферной памятью - один машинный цикл.Таймеры/счетчики T/C0 и T/C1 имеются у микроконтроллероввсех подсемейств и служат для счета времени (таймер) или счетавнешних событий (счетчик). При работе последовательного порта (SP,ESP) таймер/счетчик T/C1 используется в качестве генератора синхросигнала, частота которого определяет скорость обмена данными.Усовершенствованный таймер/счетчик T/C2, кроме функцийобычного таймера/счетчика (T/C0 или T/C1), может выполнять ряд дополнительных функций: запоминание текущего состояния; авто перезагрузку с изменением направления счета; генерацию второго синхросигнала для последовательного порта SP или ESP, позволяющую вестиприем и передачу данных с разной скоростью; формирование внешнегосигнала программируемой частоты.Программируемая счетная матрица (PCA) состоит из16-разрядного таймера/счетчика, состояние которого передается в пять16-разрядных модулей фиксации - сравнения, управляемых внешнимисобытиями.
Появление события на входе любого модуля может фиксировать состояние счетчика, сравнивать его состояние с заданным, осуществлять быстрый вывод кода состояния таймера/счетчика, формировать сигнал с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Модуль можетвыполнять функции сторожевого таймера.Сторожевой таймер (WDT) служит для предотвращения зависания микроконтроллера при зацикливании программы и представляетсобой 14-разрядный счетчик машинных циклов процессора. При его переполнении микроконтроллер сбрасывается в исходное состояние.Программа должна периодически сбрасывать сторожевой таймер в нулевое состояние, не допуская его переполнения.
При сбое в работемикроконтроллера очередной сброс таймера не выполняется, происходит сброс микроконтроллера, и программа начинает выполняться с нулевого адреса.Детектор падения частоты (OFD) предназначен для сброса микроконтроллера и удержания его в этом состоянии при снижении тактовой частоты ниже допустимого значения.Система прерываний (IC) в базовой конфигурации включает 5источников прерываний – два внешних и три внутренних. Прерываниеот каждого источника может иметь высокий или низкий приоритет и может быть маскировано.
Число источников запросов прерываний опре-9деляется подсемейством. Подсемейство GB, например, имеет 15 источников прерываний, из которых 8 внешних.Аналого-цифровой преобразователь (ADC) имеется только вподсемействе GB. Встроенный 8-разрядный АЦП обслуживает с помощью мультиплексора 8 аналоговых каналов. Результат преобразованияаналогового сигнала каждого канала фиксируется в отдельном регистре. Время преобразования для одного канала составляет около 26 мкспри тактовой частоте микроконтроллера 12 МГц.2.
Структура базового микроконтроллера семейства MCS-51ALERSTP0ADXTAL2XTAL1Базовая конфигурация микроконтроллера представлена на рис. 2.Она содержит общие для всего семейства MCS-51 периферийные устройства. В состав микроконтроллера входят: 8-разрядный центральныйпроцессор ЦП; два 16-разрядных таймера/счетчика; система двухуровневого прерывания; последовательный порт ввода/вывода; четыре8-разрядных параллельных порта, у которых каждую из 32 линий можнонастроить на ввод или вывод, а 24 линии могут выполнять альтернативные функции.
Внутренние ПЗУ программ IROM и ОЗУ данных IRAMимеют минимальный объем 4 Кбайта и 128 байт соответственно. Базовая конфигурация содержит встроенные средства расширения своихресурсов, позволяющие реализовать вне кристалла память программEROM и память данных ERAM до 64 Кбайт каждая. Все расположенныена кристалле устройства подключены к внутренней мультиплексированной шине данных ШД. В любой момент к шине может быть подключен только один источник данных.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
