СОСТАВ СЕМЕЙСТВА
Несмотря на появление 16- и 32-разрядных микроконтроллеров и микропроцессоров, наибольшая доля мирового микропроцессорного рынка остается за 8-разрядными МК. Согласно данным компании Semico Research Corp., в 1996 году общий мировой объем продаж микроконтроллеров всех типов составил 11,4 миллиарда долларов, при этом 5,56 миллиарда долларов (или 48,8%) пришлось на долю 8-разрядных кристаллов, что примерно в 2,5 раза больше объема продаж ближайшего конкурента - 16-разрядных микроконтроллеров (2,1 млрд. долл.). Прогнозы аналитических компаний на период до 2001 года показывают, что лидирующее положение 8-разрядных МК на мировом рынке сохранится.
Среди всех 8-разрядных микроконтроллеров семейство MCS-51 является несомненным чемпионом по количеству компаний, выпускающих его модификации. Важную роль в достижении такой высокой популярности сыграла открытая политика фирмы Intel, родоначальницы этого семейства, направленная на широкое распространение лицензий на ядро MCS-51 среди большого количества ведущих полупроводниковых компаний мира.
В результате на сегодняшний день существует более 200 модификаций микроконтроллеров семейства MCS-51, выпускаемых почти 20-ю компаниями. Эти модификации включают в себя кристаллы с широчайшим набором периферии: от простых 20-выводных МК с одним таймером и резидентной памятью программ (РПП) объемом 1 Кбайт до сложнейших 100-выводных кристаллов с 10-разрядными АЦП, массивами таймеров/счетчиков, аппаратными 16-разрядными умножителями и резидентной памятью программ до 64 Кбайт. Каждый год появляются все новые варианты представителей семейства MCS-51, основными направлениями развития которого являются: увеличение быстродействия (за счет повышения тактовой частоты и (или) переработки архитектуры), снижение напряжения питания и потребления, увеличение объема РПП и резидентной памяти данных (РПД), реализация РПП на основе FLASH технологии с возможностью внутрисхемного программирования, введение в состав периферии микроконтроллера сложных устройств: системы управления приводами, CAN и USB интерфейсов и т.п.
Основными производителями модификаций 51-го семейства в мире являются фирмы Philips, Siemens, Intel, Atmel, Dallas, Temic, Oki, AMD, MHS, Winbond, Silicon Systems и ряд других. В рамках данной главы невозможно рассказать о всех представителях семейства MCS-51 и всех компаниях-производителях микроконтроллеров указанного семейства. Все фирмы, о которых далее пойдет речь, имеют в России своих официальных дистрибьюторов, и, соответственно, микроконтроллеры этих фирм являются реальными кандидатами на применение в российских проектах.
1.1. Микроконтроллеры фирмы Intel
Фирма Intel является родоначальницей архитектуры семейства MCS-51, которое получило свое название от первого представителя этого семейства - микроконтроллера 8051, выпущенного в 1980 году на базе технологии n-МОП. Удачный набор периферийных устройств, возможность гибкого выбора внешней или внутренней программной памяти и приемлемая цена обеспечили этому микроконтроллеру успех на рынке. С точки зрения технологии микроконтроллер 8051 являлся для своего времени очень сложным изделием - в кристалле было использовано 128 тыс. транзисторов, что в 4 раза превышало количество транзисторов в 16-разрядном микропроцессоре 8086. Указанный микроконтроллер остается ядром семейства MCS-51 и по сей день.
Основными элементами базовой архитектуры семейства (архитектуры микроконтроллера 8051) являются:
- 8-разрядное АЛУ;
- 4 банка регистров, по 8 в каждом;
- внутренняя (резидентная) память программ 4 Кбайт, имеющая тип ROM или EPROM (8751);
- внутренняя (резидентная) память данных 128 байт;
- 21 регистр специальных функций;
- булевый процессор;
- два 16-разрядных таймера/счетчика;
- контроллер последовательного порта (UART);
- контроллер обработки прерываний с двумя уровнями приоритетов;
- четыре 8-разрядных порта ввода/вывода, два из которых используются в качестве шины адреса/данных для доступа к внешней памяти программ и данных;
- встроенный тактовый генератор.
Затем был выпущен микроконтроллер 8052, который отличался увеличенным объемом резидентной памяти программ и данных, введенным третьим таймером и соответственно расширенным контроллером прерываний.
Следующим принципиальным шагом в развитии MCS- 51 стал перевод технологии изготовления на КМОП (модификация 8xC51). Это позволило реализовать режимы Idl (холостой ход) и Power Down (пониженное потребление), обеспечивающие резкое снижение энергопотребления кристалла и открывшие дорогу к применению микроконтроллера в энергозависимых приложениях, например, в автономных приборах с батарейным питанием.
И последним важным этапом развития МК 8051 фирмой Intel стал выпуск микроконтроллеров 8xC51FA/FB/FC и 8xC51RA/RB/RC, которые для краткости часто обозначаются как 8xC51Fx и 8xC51Rx. Главной отличительной особенностью этой группы кристаллов является наличие у них специализированного таймера/счетчика (РСА). Кроме того, микроконтроллеры 8xC51Rx дополнительно содержат сторожевой таймер (WDT). Рассмотрим архитектуру и функциональные возможности PCA более подробно.
В состав РСА входят:
- 16-разрядный таймер/счетчик;
- пять 16-разрядных модуля выборки и сравнения, каждый из которых связан со своей линией порта ввода/вывода микроконтроллера.
Таймер/счетчик обслуживает все пять модулей выборки и сравнения, которые могут быть запрограммированы на выполнение одной из следующих функций:
- 16-битовая выборка значения таймера по положительному фронту внешнего сигнала;
- 16-битовая выборка значения таймера по отрицательному фронту внешнего сигнала;
- 16-битовая выборка значения таймера по любому фронту внешнего сигнала;
- 16-битовый программируемый таймер;
- 16-битовое устройство скоростного вывода;
- 8-битовый ШИМ.
Выполнение всех перечисленных функций происходит в РСА на аппаратном уровне и не загружает центральный процессор. Указанное позволяет повысить общую пропускную способность, повысить точность измерений и обработки сигналов и снизить время реакции микроконтроллера на внешние события, что особенно важно для систем реального времени. Реализованный в 8xC51Fx (8xC51Rx) РСА оказался настолько
|
Обозначение |
Макс. частота (МГц) |
РПП ROM/EPROM (байт) |
РПД (байт) |
Таймеры/ счетчики |
|
|
8051AH |
12 |
ROM 4K |
128 |
2 |
|
|
8751BH |
12 |
EPROM 4K |
128 |
2 |
|
|
8052AH |
12 |
ROM 8K |
256 |
3 |
|
|
8752BH |
12 |
EPROM 8K |
256 |
3 |
|
|
8xC51BH |
24 |
4K |
128 |
2 |
|
|
8xC52 |
24 |
8K |
256 |
3 |
|
|
8xC54 |
33 |
16K |
256 |
3 |
|
|
8xC58 |
33 |
32K |
256 |
3 |
|
|
8xC5x-L |
24 |
8…32K |
256 |
3 |
|
|
8xC51FA |
24 |
8K |
256 |
3+PCA |
|
|
8xC51FB |
24 |
16K |
256 |
3+PCA |
|
|
8xC51FC |
24 |
32K |
256 |
3+PCA |
|
|
8xL51Fx |
16 |
8…32K |
256 |
3+PCA |
|
|
8xC51RA |
24 |
8K |
512 |
3+PCA+WDT |
|
|
8xC51RB |
24 |
16K |
512 |
3+PCA+WDT |
|
|
8xC51RC |
24 |
32К |
512 |
3+PCA+WDT |
|
|
8xC251SA |
16 |
8K |
1K |
3+PCA+WDT |
|
|
8xC251SB |
16 |
16K |
1K |
3+PCA+WDT |
|
|
8xC251SP |
16 |
8K |
512 |
3+PCA+WDT |
|
|
8xC251SQ |
16 |
16K |
512 |
3+PCA+WDT |
|
|
TSC8xC251A1 |
16 |
24K |
1K |
2+WDT |
|
|
8xC151SA |
16 |
8K |
256 |
3+PCA+WDT |
|
|
8xC151SB |
16 |
16K |
256 |
3+PCA+WDT |
удачным, что архитектура этих микроконтроллеров стала промышленным стандартом, а сам РСА многократно воспроизводился в различных модификациях МК 8051.
Некоторые характеристики ряда микроконтроллеров MCS-51, выпускаемых фирмой Intel, приведены в табл.1.1.
Изначально наиболее "узкими" местами архитектуры MCS-51 были 8-разрядное АЛУ на базе аккумулятора и относительно медленное выполнение команд (для выполнения самых быстрых команд требуется 12 пе-
Таблица 1.1
|
Линии ввода/вывода |
Послед. каналы |
АЦП, входы x разряды |
Другая периферия, особенности |
U пит. (В) |
|
|
32 |
UART |
- |
- |
4,5…5,5 |
|
|
32 |
UART |
- |
- |
4,5…5,5 |
|
|
32 |
UART |
- |
- |
4,5…5,5 |
|
|
32 |
UART |
- |
- |
4,5…5,5 |
|
|
32 |
UART |
- |
- |
4,0…6,0 |
|
|
32 |
UART |
- |
- |
4,0…6,0 |
|
|
32 |
UART |
- |
- |
4,0…6,0 |
|
|
32 |
UART |
- |
- |
4,0…6,0 |
|
|
32 |
UART |
- |
Низковольтный вариант 8xC52/54/58 |
2,7…3,6 |
|
|
32 |
UART |
- |
- |
4,0…6,0 |
|
|
32 |
UART |
- |
4 уровня IRQ, clock out |
4,0…6,0 |
|
|
32 |
UART |
- |
4 уровня IRQ, clock out |
4,0…6,0 |
|
|
32 |
UART |
- |
Низковольтный вариант 8xC51Fx |
2,7…3,6 |
|
|
32 |
UART |
- |
4 уровня IRQ, clock out |
4,0…6,0 |
|
|
32 |
UART |
- |
4 уровня IRQ, clock out |
4,0…6,0 |
|
|
32 |
UART |
- |
4 уровня IRQ, clock out |
4,0…6,0 |
|
|
32 |
UART |
- |
- |
4,5…5,5 |
|
|
32 |
UART |
- |
- |
4,5…5,5 |
|
|
32 |
UART |
- |
- |
4,5…5,5 |
|
|
32 |
UART |
- |
- |
4,5…5,5 |
|
|
32 |
UART |
4x8 |
- |
4,5…5,5 |
|
|
32 |
UART |
- |
- |
4,5…5,5 |
|
|
32 |
UART |
- |
- |
4,5…5,5 |
Насущным стал вопрос принципиальной модернизации архитектуры MCS-51. Проблема модернизации осложнялась тем, что к началу 90-х годов уже была создана масса наработок в области программного и аппаратного обеспечения семейства MCS-51, в связи с чем одной из основных задач проектирования новой архитектуры была реализация аппаратной и программной совместимости с разработками на базе MCS-51.
Для решения указанной задачи была создана совместная группа из специалистов компаний Intel и Philips, но позднее пути этих двух фирм разошлись. В результате в 1995 году появилось два существенно отличающихся семейства: MCS-251/151 у Intel и MCS-51XA у Philips (см. подраздел 1.2).
Основные характеристики архитектуры MCS-251:
- 24-разрядное линейное адресное пространство, обеспечивающее адресацию до 16 Мбайт памяти;
- регистровая архитектура, допускающая обращение к регистрам как к байтам, словам и двойным словам;
- страничный режим адресации для ускорения выборки команд из внешней программной памяти;
- очередь инструкций;
- расширенный набор команд, включающий 16-битовые арифметические и логические операции;
- расширенное адресное пространство стека (до 64 Кбайт);
- выполнение самой быстрой команды за 2 такта.
Система команд MCS-251 включает два набора инструкций - первый набор является копией системы команд MCS-51, а второй состоит из расширенных инструкций, реализующих преимущества архитектуры MCS-251. Перед использованием микроконтроллера его необходимо сконфигурировать, т.е. с помощью программатора "прожечь" конфигурационные биты, определяющие, какой из наборов инструкций станет активным после включения питания. Если установить первый набор инструкций, то в этом случае МК семейства MCS-251 будет совместим с MCS-51 на уровне двоичного кода. Такой режим называется Binary Mode. Если же изначально установить набор расширенных инструкций (режим Source Mode), то тогда программы, написанные для MCS-51, потребуют перекомпиляции на кросс-средствах для MCS-251. Режим Source Mode позволяет с максимальной эффективностью использовать архитектуру MCS-251 и достигнуть наибольшего быстродействия.
Для пользователей, ориентированных на применение микроконтроллеров MCS-251 в качестве механической замены MCS-51, фирма Intel выпускает микроконтроллеры MCS-151, уже запрограммированные в состояние Binary Mode.
Некоторые характеристики ряда микроконтроллеров MCS-251/151 приведены в табл.1.1.
В настоящее время Intel, устремленная на рынок Pentium-процессоров, сворачивает производство кристаллов MCS-51. В целом для конкретного разработчика это может остаться и незамеченным, если только он не использует микроконтроллеры 8xC51GB и 80C152Jx, которые не имеют своих точных аналогов среди изделий других фирм. Что же касается всех остальных микроконтроллеров семейства MCS-51, то все они многократно растиражированы другими компаниями.
1.2. Микроконтроллеры фирмы Philips
Фирму Philips можно по праву назвать чемпионом по количеству выпускаемых модификаций семейства MCS-51 - их более 100. В состав MCS-51 от Philips входят микроконтроллеры в корпусах от 24 до 80 выводов, работающие при тактовой частоте до 40 МГц и напряжении питания от 1,8 В. Во всех этих микроконтроллерах используется стандартное ядро MCS-51 (архитектура микроконтроллера 8051), дополненное широчайшим набором периферии, среди которой следует отметить:
- 10-разрядные АЦП;
- 8-разрядный ЦАП;
- широтно-импульсные модуляторы;
- массивы программируемых таймеров/счетчиков;
- интерфейсы I2C, CAN;
- интерфейсы с процессорными шинами (Processor Bus Interface);
- специализированную периферию для телевизионной, видео и аудио техники.
Кроме того, фирма Philips выпустила микроконтроллеры MCS-51, обладающие функцией снижения электромагнитных помех (Lower EMI).
Начиная с 1997 года Philips переводит стандартные микроконтроллеры групп 8xC51, 8xC52/54/58 и 8xC51Fx фирмы Intel на новую технологию, названную "New-and-Improved", т.е. "Новая и улучшенная". Отметим новые возможности, которые появились у хорошо известных кристаллов после модернизации:
- максимальная тактовая частота кристаллов увеличена до 33 МГц;
- расширен диапазон напряжения питания от 2,7 до 5,5 В;
- количество аппаратных уровней прерываний увеличено до 4-х;
- во все кристаллы введена функция программируемого clock-out;
- добавлен второй DPTR;
- потребляемая мощность снижена на 50%.
Кроме того, фирма Philips выпустила группу микроконтроллеров названную 8xC51Rx+. По сути это дальнейшее развитие группы 8xC51Rx фирмы Intel, в рамках технологии "New-and-Improved".
|
Обозначение |
Макс. частота (МГц) |
РПП ROM/EPROM (байт) |
РПД (байт) |
Таймеры/ счетчики |
|
|
8xC51 |
33 |
4K |
128 |
2 |
|
|
8xCL51 |
16 |
4K |
128 |
2 |
|
|
8xCL410 |
12 |
4K |
128 |
2 |
|
|
8xC52 |
33 |
8K |
256 |
3 |
|
|
8xC54 |
33 |
16K |
256 |
3 |
|
|
8xC58 |
33 |
32K |
256 |
3 |
|
|
8xC51FA |
33 |
8K |
256 |
3+PCA |
|
|
8xC51FB |
33 |
16K |
256 |
3+PCA |
|
|
8xC51FC |
33 |
32K |
256 |
3+PCA |
|
|
8xC51RA+ |
33 |
8K |
512 |
3+PCA+WDT |
|
|
8xC51RB+ |
33 |
16K |
512 |
3+PCA+WDT |
|
|
8xC51RC+ |
33 |
32K |
512 |
3+PCA+WDT |
|
|
8xC51RD+ |
33 |
64K |
1К |
3+PCA+WDT |
|
|
8xC451 |
16 |
4K |
128 |
2 |
|
|
8xC453 |
16 |
8K |
256 |
2 |
|
|
8xC524 |
20 |
16K |
512 |
3+WDT |
|
|
8xC528 |
20 |
32K |
512 |
3+WDT |
|
|
8xC552 |
30 |
8K |
256 |
3+WDT |
|
|
8xCL580 |
12 |
6K |
256 |
3+WDT |
|
|
8xC654 |
24 |
8K |
256 |
2 |
|
|
8xC748 |
16 |
2K |
64 |
1 |
|
|
8xC749 |
16 |
2K |
64 |
1 |
|
|
8xC750 |
40 |
1K |
64 |
1 |
|
|
8xC754 |
16 |
4K |
256 |
1+PCA |
|
|
8xC592 |
16 |
16K |
512 |
3+WDT |
|
|
8xC598 |
16 |
32K |
512 |
3+WDT |
В 1997 году фирма Philips взяла четкий курс на развитие FLASH технологии в производстве своих МК.
Отчасти это было вызвано высокими технологическими возможностями фирмы, отчасти успехами конкурентов (в первую очередь Atmel).
Наиболее известные модификации микроконтроллеров MCS-51 с FLASH памятью, выпускаемых фирмой Philips, представлены в табл.1.3.
Таблица 1.2
|
Линии Ввода/ вывода |
Последов. каналы |
Периферия, особенности |
U пит. (В) |
|
|
32 |
UART |
2 DPTR, 4 уровня IRQ, clock out |
2,7…5,5 |
|
|
32 |
UART |
10 внешних прерываний |
1,8…6,0 |
|
|
32 |
I2C |
10 внешних прерываний |
1,8…6,0 |
|
|
32 |
UART |
2 DPTR, 4 уровня IRQ, clock out |
2,7…5,5 |
|
|
32 |
UART |
2 DPTR, 4 уровня IRQ, clock out |
2,7…5,5 |
|
|
32 |
UART |
2 DPTR, 4 уровня IRQ, clock out |
2,7…5,5 |
|
|
32 |
UART |
2 DPTR, 4 уровня IRQ, clock out |
2,7…5,5 |
|
|
32 |
UART |
2 DPTR, 4 уровня IRQ, clock out |
2,7…5,5 |
|
|
32 |
UART |
2 DPTR, 4 уровня IRQ, clock out |
2,7…5,5 |
|
|
32 |
UART |
2 DPTR, 4 уровня IRQ, clock out |
2,7…5,5 |
|
|
32 |
UART |
2 DPTR, 4 уровня IRQ, clock out |
2,7…5,5 |
|
|
32 |
UART |
2 DPTR, 4 уровня IRQ, clock out |
2,7…5,5 |
|
|
32 |
UART |
2 DPTR, 4 уровня IRQ, clock out |
2,7...5,5 |
|
|
56 |
UART |
Processor Bus Interface |
4,5…5,5 |
|
|
56 |
UART |
Processor Bus Interface |
4,5…5,5 |
|
|
32 |
UART, I2C |
Lower EMI |
4,5…5,5 |
|
|
32 |
UART, I2C |
Lower EMI |
4,5…5,5 |
|
|
48 |
UART, I2C |
АЦП 8x10, ШИМ 2x8 |
4,5…5,5 |
|
|
40 |
UART, I2C |
АЦП 4x8, ШИМ |
2,5...6,0 |
|
|
32 |
UART, I2C |
Lower EMI |
4,5…5,5 |
|
|
19 |
- |
Нагрузочная способность 10мА |
4,5…5,5 |
|
|
21 |
I2C |
АЦП 5x8, ШИМ 1x8 |
4,5…5,5 |
|
|
19 |
- |
Нагрузочная способность 10мА |
4,5…5,5 |
|
|
11 |
UART |
ЦАП 8 бит |
4,5…5,5 |
|
|
48 |
UART, CAN |
АЦП 8x10, ШИМ 2x8 |
4,5…5,5 |
|
|
48 |
UART, CAN |
АЦП 8x10, ШИМ 2x8 |
4,5…5,5 |
Как уже отмечалось выше фирма Philips предложила свое оригинальное решение по развитию архитектуры семейства MCS-51, выпустив семейство микроконтроллеров с индексом 51ХА, что буквально переводит- ся как "расширенная архитектура 51". Разработчики Philips решили отказаться от достижения совместимости кодов команд нового микроконтроллера с 8051. Такое решение, с одной стороны, сделало невозможным прямую замену микроконтроллера семейства MCS-51 на микроконтроллер семейства 51ХА, но с другой стороны, развязало руки разработчикам для
|
Обозначение |
Макс. частота (МГц) |
РПП (байт) |
РПД (байт) |
Таймеры/ счетчики |
|
|
89C52 |
33 |
FLASH 8K |
256 |
3 |
|
|
89C54 |
33 |
FLASH 16K |
256 |
3 |
|
|
89C51RA+ |
33 |
FLASH 8K |
512 |
3+PCA+WDT |
|
|
89C51RB+ |
33 |
FLASH 16K |
512 |
3+PCA+WDT |
|
|
89C51RC+ |
33 |
FLASH 32K |
512 |
3+PCA+WDT |
|
|
89C51RD+ |
33 |
FLASH 64K |
1K |
3+PCA+WDT |
|
|
89C535 |
33 |
FLASH 8K |
512 |
2 |
|
|
89C536 |
33 |
FLASH 16K |
512 |
2 |
|
|
89C538 |
33 |
FLASH 64K |
512 |
2 |
|
|
89CE558 |
16 |
FLASH 32K |
1K |
3+WDT |
|
|
P51XAG1x |
30 |
ROM/EPROM 8K |
512 |
3+WDT |
|
|
P51XAG2x |
30 |
ROM/EPROM 16K |
512 |
3+WDT |
|
|
P51XAG3x |
30 |
ROM/EPROM 32K |
512 |
3+WDT |
|
|
P51XAC3x |
25 |
ROM/EPROM 32K |
1K |
3+WDT |
Основные характеристики семейства MCS-51ХА (табл.1.3):
- 16-разрядное АЛУ на базе регистровой архитектуры;
- 24-разрядное адресное пространство, обеспечивающее адресацию до 16 Мбайт памяти программ или данных;
- восемь 16-разрядных регистров для выполнения арифметических и логических операций;
- расширенный набор команд;
- аппаратная поддержка мультизадачности;
- выполнение инструкций типа регистр-регистр за 100 нс;
- напряжение питания от 2,7 В.
По расчетам Philips архитектура MCS- 51ХА обеспечивает увеличение быстродействия до 100 раз по сравнению с традиционной архитектурой MCS-51.
Таблица 1.3
|
Линии ввода/вывода |
Послед. каналы |
АЦП, входы x разряды |
Другая периферия, особенности |
U пит. (В) |
|
|
32 |
UART |
- |
2 DPTR, 4 уровня IRQ, clock out |
2,7…5,5 |
|
|
32 |
UART |
- |
2 DPTR, 4 уровня IRQ, clock out |
2,7…5,5 |
|
|
32 |
UART |
- |
2 DPTR, 4 уровня IRQ, clock out |
2,7…5,5 |
|
|
32 |
UART |
- |
2 DPTR, 4 уровня IRQ, clock out |
2,7…5,5 |
|
|
32 |
UART |
- |
2 DPTR, 4 уровня IRQ, clock out |
2,7…5,5 |
|
|
32 |
UART |
- |
2 DPTR, 4 уровня IRQ, clock out |
2,7…5,5 |
|
|
32 |
UART |
- |
- |
4,5…5,5 |
|
|
32 |
UART |
- |
- |
4,5…5,5 |
|
|
32 |
UART |
- |
- |
4,5…5,5 |
|
|
48 |
UART, CAN |
8x10 |
ШИМ 2x8 |
4,5…5,5 |
|
|
32 |
2 UART |
- |
- |
3,0…5,5 |
|
|
32 |
2 UART |
- |
- |
2,7…5,5 |
|
|
32 |
2 UART |
- |
- |
3,0…5,5 |
|
|
32 |
UART, CAN |
- |
- |
2,7…5,5 |
и Dallas Semiconductor
Фирма Siemens внесла несомненное своеобразие в развитие семейства MCS-51, выпустив микроконтроллеры серии C500 (табл.1.4), которые являются по существу самыми сложными МК 51-го семейства в мире. Эти микроконтроллеры построены на основе архитектуры МК 8051, дополненной разнообразной и весьма сложной периферией, среди которой можно отметить:
- 10-разрядные АЦП;
- 6-канальный 10-разрядный ШИМ для управления электродвигателями постоянного тока;
- 29-канальный ШИМ;
- 8 DPTR;
|
Обозначение |
Макс. частота (МГц) |
РПП (байт) |
РПД (байт) |
Таймеры/ счетчики |
|
|
Микроконтроллеры |
|||||
|
C502 |
20 |
ROM/EPROM 16K |
512 |
3+WDT |
|
|
C504G |
40 |
ROM/EPROM 16K |
512 |
4+WDT |
|
|
С505С |
20 |
ROM/EPROM 16K |
512 |
3+WDT |
|
|
C509 |
16 |
- |
3328 |
5+WDT |
|
|
C515A |
24 |
ROM/EPROM 32K |
1280 |
3+WDT |
|
|
C515C |
10 |
ROM/EPROM 64K |
2304 |
3+WDT |
|
|
C517A |
24 |
ROM/EPROM 32K |
2304 |
4+WDT |
|
|
C540 |
12 |
ROM/EPROM 4K |
256 |
2 |
|
|
C541 |
12 |
ROM/EPROM 8K |
256 |
2+WDT |
|
|
Микроконтроллеры |
|||||
|
AT89C1051 |
24 |
FLASH 1K |
64 |
1 |
|
|
AT89C2051 |
24 |
FLASH 2K |
128 |
2 |
|
|
AT89C4051 |
24 |
FLASH 4K |
128 |
2 |
|
|
AT89C51 |
24 |
FLASH 4K |
128 |
2 |
|
|
AT89LV51 |
12 |
FLASH 4K |
128 |
2 |
|
|
AT89C52 |
24 |
FLASH 8K |
256 |
3 |
|
|
AT89LV52 |
12 |
FLASH 8K |
256 |
3 |
|
|
AT89C55 |
33 |
FLASH 20K |
256 |
3 |
|
|
AT89S8252 |
24 |
FLASH 8K |
256, EEPROM 2K |
3+WDT |
|
|
AT89S53 |
24 |
FLASH 12K |
256 |
3+WDT |
|
|
Микроконтроллеры |
|||||
|
DS5000FP |
12 |
NVRAM 32K |
128 |
2+WDT |
|
|
DS5001FP |
12 |
NVRAM 128K |
128 |
2+WDT |
|
|
DS5002FP |
12 |
NVRAM 128K |
128 |
2+WDT |
|
|
DS80C310 |
33 |
- |
256 |
3 |
|
|
DS8xC520 |
33 |
ROM/EPROM 16K |
1280 |
3+WDT |
- аппаратный блок умножения 16х16 и деления 32/16;
- блок загрузчика программной памяти (БЗПП).
Что касается фирмы Atmel, то ее лицом является FLASH технология. Владея ею в совершенстве, Atmel строит свою политику на внедрении FLASH в наиболее известные микросхемы памяти, программируемой логики и микроконтроллеров, использующие технологию EPROM. Тот факт,
Таблица 1.4
|
Линии ввода/ вывода |
Последов. каналы |
Периферия, особенности |
U пит. (В) |
|
|
фирмы Siemens |
||||
|
32 |
UART |
8 DPTR, 4 уровня IRQ |
4,25…5,5 |
|
|
32 |
UART |
АЦП 8x10, 6 ШИМ для двигателя пост. тока |
4,25...5,5 |
|
|
34 |
UART, CAN |
АЦП 8x8, 8 DPTR |
4,25...5,5 |
|
|
80 |
2 UART |
АЦП 15x10, 29 ШИМ, 8 DPTR, умн. 16´16, дел. 32/16, БЗПП |
4,25...5,5 |
|
|
56 |
UART |
АЦП 8x8, 4 ШИМ |
4,25...5,5 |
|
|
57 |
UART, SSC, CAN |
АЦП 8x10, 4 ШИМ, 8 DPTR |
4,25...5,5 |
|
|
68 |
2 UART |
АЦП 12x10, 21 ШИМ, 8 DPTR, умн. 16´16, дел. 32/16 |
4,25...5,5 |
|
|
32 |
USB |
- |
4,25...5,5 |
|
|
32 |
USB, SSC |
- |
4,25...5,5 |
|
|
фирмы Atmel |
||||
|
15 |
- |
Аналоговый компаратор |
2,7...6,0 |
|
|
15 |
UART |
Аналоговый компаратор |
2,7...6,0 |
|
|
15 |
UART |
Аналоговый компаратор |
2,7...6,0 |
|
|
32 |
UART |
- |
4,0...6,0 |
|
|
32 |
UART |
- |
2,7...6,0 |
|
|
32 |
UART |
- |
4,0...6,0 |
|
|
32 |
UART |
- |
2,7...6,0 |
|
|
32 |
UART |
- |
4,0…6,0 |
|
|
32 |
UART, SPI |
2 DPTR |
2,7…6,0 |
|
|
32 |
UART, SPI |
2 DPTR |
4,0…6,0 |
|
|
фирмы Dallas Semiconductor |
||||
|
32 |
UART |
БЗПП, 48-bit encryption key |
4,5…5,5 |
|
|
32 |
UART |
БЗПП |
4,5…5,5 |
|
|
32 |
UART |
БЗПП, 64-bit encryption key |
4,5…5,5 |
|
|
32 |
UART |
2 DPTR |
4,5…5,5 |
|
|
32 |
2 UART |
2 DPTR |
4,5…5,5 |
что в качестве первого кандидата на модернизацию при прорыве на рынок микроконтроллеров, где господствовали такие мощные фирмы как Philips, Siemens, Intel, Motorola, Mitsubishi и др., фирма Atmel избрала микроконтроллер 8051, подтверждает исключительно высокую популярность этого кристалла.
Среди оригинальных разработок Atmel в рамках семейства MCS-51 отметим следующие (см. табл.1.4):
- 20-выводные микроконтроллеры AT89С2051/1051, открывшие дорогу семейству MCS-51 в сферу "1-долларовых" приложений;
- микроконтроллеры с каналом SPI, обеспечивающие возможность внутрисхемного программирования FLASH памяти. Эта функция может быть очень удобна в производстве, когда программирование микросхем осуществляется уже после их монтажа;
- микроконтроллер с резидентной памятью типа EEPROM, обеспечивающей хранение оперативных данных при отключенном питании микросхемы.
Фирма Dallas Semiconductor в первую очередь получила известность среди производителей семейства MCS-51 своей серией DS5000 (табл.1.4). Оригинальность микроконтроллеров этой серии заключается в том, что их резидентная память программ выполнена в виде NVRAM - оперативной памяти, энергонезависимость которой обеспечивается литиевой батарейкой, встроенной непосредственно в корпус микросхемы. Фирма дает 10-летнюю гарантию на сохранность информации в NVRAM. Микроконтроллеры серии DS5000 имеют архитектуру стандартного ядра MCS-51, поэтому их временные характеристики полностью идентичны характеристикам микроконтроллера 8051.
Отметим, что фирма Dallas Semiconductor первой попыталась усовершенствовать архитектуру семейства MCS-51. Как известно, базовая архитектура этого семейства обеспечивает не оптимальную процедуру выборки и выполнения команд. Например, команда MOV A,Rn выбирается и выполняется микроконтроллером 8051 за 6 тактов, а следующие 6 тактов происходит холостая выборка команды по следующему адресу. В результате затрачивается 12 тактов тактового генератора МК. Специалисты Dallas Semiconductor переработав архитектуру МК 8051 создали группу микроконтроллеров DS8xC300/500 (табл.1.4), в которых типовой цикл выборки и выполнения команд сократился до 4-х тактов, а холостые выборки были исключены.Таким образом, команда MOV A,Rn стала выполняться за 4 такта тактового генератора, т.е. в 3 раза быстрее. Команды МК 8051, которые не имели холостых выборок, в DS8xC300/500 "ускорились" в 1,5 раза.
Список литературы
1. Каталог инструментальных средств для микроконтроллеров/ Фитон. М., 1998.
|