Главная страница
Навигация по странице:

  • Микроконтроллеры фирмы PHILIPS.

  • Микроконтроллеры фирмы Atmel.

  • Таблица 7.4. AVR-микроконтроллеры фирмы ATMEL

  • AT90S 1200 2313 4414 8515

  • Микроконтроллеры фирмы Microchip.

  • Принципы использования микропроцессорной техники. Принципы использования микропроцессоров. Принципы использования микропроцессоров в информационноизмерительных системах


    Скачать 141.5 Kb.
    НазваниеПринципы использования микропроцессоров в информационноизмерительных системах
    АнкорПринципы использования микропроцессорной техники
    Дата20.10.2019
    Размер141.5 Kb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаПринципы использования микропроцессоров .doc
    ТипДокументы
    #90963
    страница4 из 4

    Подборка по базе: тема 22 Анализ фонда оплаты труда и пути повышения эффективност, 22 Анализ фонда оплаты труда и пути повышения эффективности его, Основные принципы противодействия коррупции.rtf, Понятия и принципы синергетики при формировании представления об, Основные принципы химиотерапии.docx, морально-этические принципы.docx, Брандмауэр. Назначение, специфика настройки, принцип использова, Экстремизм – как угроза национальной безопасности ЛНР. Основные , Острые аллергические реакции у детей и подростков. Принципы оказ, Специфика и принципы средневековой философии.doc
    1   2   3   4

    Таблица 7.3.

    Микроконтроллеры семейства MCS-251

    Обозна­чение

    Макс. частота
    МГц

    ROM/
    EPROM,
    байт

    RAM,
    байт

    Таймеры/
    счетчики

    Линии ввода/ вывода

    Послед каналы

    АЦП, входы/
    разр.

    8xC251SA

    16

    8K

    1K

    3+PCA+ WDT

    32

    UART

    -

    8xC251SB

    16

    16K

    1K

    3+PCA+ WDT

    32

    UART

    -

    8xC251SP

    16

    8K

    512

    3+PCA+ WDT

    32

    UART

    -

    8xC251SQ

    16

    16K

    512

    3+PCA+ WDT

    32

    UART

    -

    TSC8xC251G1

    16

    16K

    1K

    3+ WDT

    32

    UART, I2C, SPI

    -

    TSC8xC251A1

    16

    24K

    1K

    2+ WDT

    32

    UART

    4x8 bit

    8Xc151SA

    16

    8K

    256

    3+PCA+ WDT

    32

    UART

    -

    8xC151SB

    16

    16K

    256

    3+PCA+ WDT

    32

    UART

    -

    Для пользователей, ориентированных на применение микроконтроллеров MCS-251 в качестве механической замены MCS-51 фирма Intel выпускает микроконтроллеры MCS-251 с уже запрограм­мированными битами конфигурации в состоянии Binary Mode. Такие микроконтроллеры получили индекс MCS-151.

    В настоящее время Intel, устремленная на рынок Pentium-процес­соров, сворачивает производство кристаллов MCS-51.

    Микроконтроллеры фирмы PHILIPS.Фирму Philips назвать чемпионом по количеству выпускаемых ею модификаций семейства 8051 - их более 100. В состав семейства 8051 от Philips входят микроко­нтрол­леры в корпусах от 24 до 80 выводов, тактовыми частотами до 40МГц и напряжением питания от 1,8 В. Во всех микроконтроллерах Philips используется стандартное ядро MCS-51, поэтому все временные и функциональные характеристики полностью соответствуют характе­ристикам микроконтроллеров фирмы Intel. Фирма Philips значительные усилия направила на интегрирование широкого спектра периферийных устройств на базе ядра 8051.

    Основные элементы периферии Philips:

    • АЦП с точностью преобразования 10 разрядов;

    • широтно-импульсные модуляторы;

    • массивы программируемых счетчиков-таймеров;

    • интерфейсы I2C, CAN;

    • интерфейсы с процессорными шинами;

    • EEPROM и FLASH на кристалле;

    • специализированная периферия для телевизионной, видео и аудио техники.

    Новыми возможностями кристаллов фирмы являются:

    • 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;

    • UART заменен на улучшенный;

    • добавлена функция снижения электромагнитных помех;

    • добавлен второй DPTR;

    • потребление энергии для питания микроконтроллера снижено на 50%. В сочетании с 3-х вольтовым питанием это может дать экономию до 75% по сравнению с предыдущими образцами;

    • снижена цена на 30%.

    Фактически такие новые возможности дают второе рождение старым кристаллам. Проблема для разработчика, однако, состоит в том, что маркировка микроконтроллеров после модернизации не изменилась, из-за чего возможна путаница между старыми и новыми модификациями. Кроме того фирма Philips выпустила группу микроконтроллеров, названную RX+. По сути это дальнейшее развитие группы FX, в которой расширен объем внутреннего ОЗУ (512 байт, 1Кбайт) и программной памяти (до 64К). Группа RX+ обладает также всеми возможностями, предоставляемыми технологией

    В 1997 годы фирма Philips взяла курс на развитие FLASH технологии в производстве микроконтроллеров. Отчасти это вызвано высокими технологическими возможностями Philips, отчасти успехами конкурентов, в первую очередь Atmel. Несмотря на то, что FLASH память дороже в производстве, чем EPROM, в конечном итоге для фирмы дешевле будет поддерживать единый технологический процесс.

    Микроконтроллеры фирмы Atmel. Основанная в 1984 году, фирма Atmel Corp., США – прогрессивная компания, выпускающая сложные изделия современной микроэлектроники; один из признанных мировых лидеров в производстве широкого спектра устройств энергонезависимой памяти высокого быстродействия и минимального удельного энергопотребления, микроконтроллеров общего назначения и микросхем программируемой логики от простейших устройств PAL и GAL до микросхем СБИС CPLD и FPGA. Практически все базовые кристаллы промышленного стандарта MCS51 фирмы Intel успешно заменены прямыми аналогами семейства AT89 фирмы Atmel. Эти скоростные, полностью статические 8-разрядные КМОП микрокон­троллеры с многократно модифицируемой Flash-памятью программ, низким энергопотреблением и широким диапазоном допустимых напряжений питания, аппаратно и программно совместимы с соответствующими микроконтроллерами Intel и пользуются популяр­ностью у разработчиков и производителей электронной аппаратуры.

    Однако заслугой фирмы является создание нового семейства высокопроизводительных 8-разрядных RISC (Reduced Instruction Set Computers) микроконтроллеров общего назначения, объединенных общей маркой AVR.

    Замысел создания AVR родился в исследовательском центре Atmel в Норвегии. Группа разработчиков (инициалы некоторых из них сформировали марку "AVR": Alf Bogen/Vergard Wollan/Risc architecture) предложила ряд идей, которые легли в основу концепции AVR-микроконтроллеров:

    1. Использовать новейшую, наиболее скоростную и экономичную КМОП технологию фирмы Atmel в сочетании с RISC архитектурой для разработки и производства быстрых 8-разрядных микроконтроллеров, сравнимых с 16-разрядными микропроцессорами и микроконтроллерами по производительности и превосходящих микросхемы стандартной КМОП логики по скорости. Ожидаемая производительность - до 20 MIPS на частоте 20 МГц, что всего на 30% меньше, чем у Intel KU80386EXTC-25 при операциях типа "регистр-регистр". Время выполнения короткой команды на такой частоте составляет 50 нс;

    2. Разрабатывать архитектуру и систему команд AVR в теснейшем согласии с принципами языка Си так, чтобы аппаратная часть нового микроконтроллера и его система команд были неотъемлемыми частями одного целого и использовались с максимальным к.п.д. В 1990-е годы языки программирования высокого уровня стали стандартным инструментом при создании программного обеспечения для встраиваемых микроконтроллеров. Существенно сокращается время разработки проектов и, соответственно, снижается их стоимость, а также облегчается создание универсальных средств поддержки разработок. Система команд AVR разрабатывалась при непосредственном участии экспертов по языку Си и учитывает все основные особенности стандарта ANSI C.

    3. Функционально расширить микроконтроллер возможностью программирования в системе (ISP) путем объединения Flash-технологии фирмы Atmel со стандартным скоростным последовательным интерфейсом (SPI). Это позволяет многократно модифицировать программу не только с помощью обычного программатора, но и непосредственно в системе, в конечном устройстве пользователя. При этом не требуется вводить никаких дополнительных аппаратных узлов и вспомогательных источников питания.

    Результатом явилось появление нового, очень дешевого, скоростного, легкого в освоении и использовании семейства AT90S 8-разрядных микроконтроллеров марки AVR. Они представляют собой мощный инструмент, базу для создания современных высокопроизво­дительных и экономичных контроллеров многоцелевого назначения. Так, например, AVR используются в изделиях класса Smart Card для персональных компьютеров, в спутниковых навигационных системах для определения местоположения автомобилей на трассе, в миниатюрных автомобильных пультах дистанционного управления, в сетевых картах и на материнских платах компьютеров, в сотовых телефонах нового поколения и т. д. В табл.7.4. представлены сущест­вующие кристаллы AVR микроконтроллеров.

    Все AVR имеют Flash-память программ ROM объемом 1K ... 8К, которая может быть загружена как с помощью обычного программатора, так и посредством SPI интерфейса, и внутреннюю оперативную память SRAM (кроме AT90S1200) объемом 128 ... 512 байт. Число циклов перезаписи ROM - не менее 1000. Два программируемых бита секрет­ности позволяют защитить память программ от несанкционированного считывания. Все AVR имеют также блок энергонезависимой электри­чески стираемой памяти данных EEPROM объемом 64 ... 512 байт. Этот тип памяти, доступный программе микроконтроллера непосредственно в ходе ее выполнения, удобен для хранения промежуточных данных, констант, таблиц перекодировок, калибровочных коэффициентов и т. п. EEPROM может быть загружена извне как через SPI интерфейс, так и с помощью обычного программатора.

    Таблица 7.4.

    AVR-микроконтроллеры фирмы ATMEL

    AT90S

    1200

    2313

    4414

    8515

    2323

    4433

    Диапазон напр. пит., В

    2,7 - 6,0

    Тактовая частота, МГц *)

    0 - 16

    0 - 20

    0 - 16

    0 - 20

    Кол. линий ввода/вывода

    15

    32

    5

    18

    Количество инструкций

    89

    120

    Объем Flash ROM, байт

    1K

    2K

    4K

    8K

    2K

    4K

    Объем EEPROM, байт

    64

    128

    256

    512

    128

    256

    Объем внутр. SRAM, байт

    -

    128

    256

    512

    128

    128

    Объем внешн. SRAM, байт

    -

    -

    64K

    64K

    -

    -

    Объем регистрового файла, байт

    32

    Кол. таймеров/счетчиков

    1

    2

    2

    2

    1

    2

    ШИМ: каналов/разрядн.

    -

    1/8-10

    2/8-10

    2/8-10

    -

    2/8-10

    Количество модулей захвата/сравнения

    -

    1

    2

    2

    -

    2

    Аналоговый компаратор

    +

    +

    +

    +

    -

    +

    SPI (загрузка ROM и EEPROM)

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    SPI интерфейс (Master/Slave port)

    -

    -

    +

    +

    -

    +

    Сторожевой таймер

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    Асинхронный последовательный порт

    -

    +

    +

    +

    -

    +

    Аналого - цифровой преобразователь

    -

    -

    -

    -

    -

    +

    Количество битов защиты

    2

    Число режимов энергосбережения

    2

    Число источников преры­вания: внутр./внешн.

    2/1

    8/2

    10/2

    10/2

    2/1

    11/2

    Микроконтроллеры фирмы Microchip. Наиболее «узкими» местами архитектуры MCS-51 являются медленное АЛУ на базе аккумулятора и долгое время выполнения инструкций (12 машинных тактов). Кроме этого стандартный 51 микроконтроллер позволял себе даже такую роскошь как холостые командные циклы. Были изобретены различные способы повышения производительности но за ускорение приходилось платить повышенными энергопотреблением и стоимостью, что совершенно лишало семейство MCS-51 всех преимуществ в низко стоимостных и критичных к потреблению применениях.

    Еще в 1975 году фирма GI разработала периферийный контроллер (Peripheral Interface Controller или PIC), предназначенный для поддержки ввода-вывода 16-разрядного процессора. В нем не требовалась сложная обработка, поэтому набор его команд был сильно ограничен, но почти все команды выполнялись в нем за один машинный цикл. Этот контроллер с RISC архитектурой и стал прообразом современной архитектуры микроконтроллеров PIC выпускаемых с конца 80-х годов дочерней GI компанией Arizona Microchip Technology Ltd.,.

    Первые промышленные микроконтроллеры семейства PIC16C5X , были до простыми, но быстрыми. Основной представитель семейства PIC16C54A-20 выпускался в 18-выводном корпусе, имел память программ объемом 512 байт и память данных 25 байт, всего 33 команды со временем исполнения инструкции 200 нс. и одноуровневым конвейером команд (тактовая частота 20 Мгц), причем потреблял он при этом всего 10 ма. На частоте 1 Мгц напряжение питание можно понизить до 2 В с током потребления ниже 1 ма. Вкупе с низкой стоимостью ,в среднем, меньше 1 $ в США , все эти качества сделали PIC16C54A и его вариации весьма популярными. В итоге новое семейство PIC контроллеров несколько потеснило со своих позиций микроконтроллеры MC68C05 компании MOTOROLA и ряда других производителей обосновавшихся в нише низко стоимостных применений.

    Результатом дальнейших усилий в области миниатюризации и удешевления стало появление таких необычных контроллеров как 12С508 и 12С509 имевших всего по 512 байт и 1 Кбайт памяти программ соответственно и всего по восемь выводов, шесть из которых являются портами ввода-вывода. Не так давно был анонсирован очередной такой “малыш”, но уже со встроенным АЦП .

    В настоящее время MICROCHIP выпускает три основных серии PIC контроллеров:

    • PIC16C5X - базовое семейство с 12-разрядными командами.

    • PIC16C6X/7X/8X –расширенное семейство средней производи­тельности с 14-разрядными командами.

    • PIC17CXX – высокопроизводительные микроконтроллеры с 16-разрядными командами.

    Большинство PIC контроллеров сделано по OTP технологии (однократно программируемые микросхемы) – тяжелое наследие 80-х годов. Для целей отладки предлагается использование микросхем с ультрафиолетовым стиранием и довольно высокой стоимостью. Все PIC контроллеры оборудованы внутренними схемами сброса по питанию и сторожевыми таймерами, многие модели имеют возможность внутрисхемного программирования .

    Все последовательно произведенные серии PIC контроллеров являются логическими продолжениями единого базового ядра и, как заявляют представители компании MICROCHIP, перекрывают весь диапазон применений 8-разрядных микроконтроллеров. Делая упор на низкую стоимость своих изделий, MICROCHIP пришлось отказаться от универсальных микроконтроллеров с разнообразной и развитой периферии (одно из исключений PIC14000 , правда он является полу заказной микросхемой) и распределить периферийные устройства по всем выпускаемым семействам. Иными словами если разработчику в контроллере требуются компараторы, то как раз для этого выпускается серия PIC16CX , если необходимо АЦП, используется серия PIC16C7X и так далее. Но то, что является благом для инженера в Америке, оборачивается проблемой для российского разработчика. К сожалению, наши поставщики микросхем не в состоянии держать на складе всю номенклатуру PIC контроллеров ( это более двухсот наименований) и ограничиваются самыми распространенными изделиями.



    1   2   3   4


    написать администратору сайта