1.2. Производители микроконтроллеров семейства MCS51
Существенным фактором н выборе вычислительного ядра были и остаются цена, доступность и время поставки.
Фирма Intel являемся законодателем и основоположником архитектуры семейства MCS51. Фирма выпускает более 50 различных вариантов микроконтроллеров. Из них 11 в виде специализированных устройств. Предлагается изготовление кристаллов на заказ. В настоящий момент она сворачивает выпуск изделии семейства MCS51 и предлагает использовать процессоры нового семейства с улучшенными скоростными характеристиками и чертами 16-разрядных процессоров
Фирма Dallas Semiconductor выпускает микроконтроллеры с улучшенной архитектурой. Можно выделить два основных направления. Bo-первых, изменены принципы размещения программ внутри кристалла и создан контроллер, способный и самостоятельно модифицировать часть своих программ. Во-вторых, фирма утроила быстродействие за счет изменения временных характеристик с одновременным введением средств сбережения энергии. Приборы этой фирмы предназначены для применения в скоростных, переносных, экономичных и труднодоступных для обслуживания устройствах.
Фирма Siemens Components Inc выпускает удобные для использования в бытовой, в том числе и видео технике, микроконтроллеры. Микросхемы содержат разнообразные встроенные устройства (АЦП, массивы счетчиков, дополнительный блок умножения и деления, расширение портов ввода-вывода).
Фирма Philips Semiconductors разрабатывает микроконтроллеры семейства 8051 на базе американской компании Signetics. Процессоры этой фирмы ориентированы на работу в бытовой или автомобильной технике. Благодаря аппаратной реализации шин I2С и CAN, легко могут быть использованы в инструментальных комплексах. Микросхемы содержат разнообразные встроенные устройства (АЦП, массивы счетчиков, расширение портов ввода-вывода), Имеются варианты с пониженным питающим напряжением и в компактных корпусах.
Фирма OKI Semiconductor выпускает полностью статические микросхемы по технологии CMOS, являющиеся функциональными аналогам микросхем фирмы Intel с дополнительными возможностями. Имеют улучшенные характеристики по цепям питания. Впервые применила корпус PIGGYBACK, в котором внутренняя шина вынесена наружу в виде разъема для установки ПЗУ
Фирма Matra MHS выпускает статические микросхемы, являющиеся аналогами стандартных моделей семейства MCS51 с улучшенными выходными цепями портов ввода-вывода.
Фирма Advanced Micro Devices (AMD) выпускает микросхемы по технологиям CMOS и NMOS, являющиеся функциональными аналогами микросхем фирмы Intel с дополнительными возможностями.
Фирма Fujitsu. Фирма выпускает функциональные аналоги микросхем 80С31, 8051 87С51 фирмы Intel по технологии NMOS.
Объединение Atmel выпускает стандартные микроконтроллеры с ПЗУ по технологии Flash и объемом до 20 Кбайт в обычных и уменьшенных корпусах. В последнее время фирма начала выпуск принципиально новых МК, основанных на RISC архитектуре.
Таким образом, на рынке МК семейства MCS51 можно выделить 3 направления: "традиционное" - но с улучшенными характеристиками памяти и внешних устройств, "быстродействующее" - обеспечивающее увеличение скорости выполнения операций, и "специальное" - с коренным изменением процесса обработки информации. Первое направление поддерживается МК фирм Atmel, Philips и другими. Второе - МК фирмы Dallas Semiconductor, а третье - новыми МК фирм Atmel и Dallas Semiconductor. Рассмотрим более подробно некоторые семейства МК этих трех направлений.
1.3. 8-разрядные КМОП FLASH микроконтроллеры семейства АТ89. 1.3.1. Отличительные особенности
• 8-разрядное ЦПУ, оптимизированное для функций управления
• расширенные возможности побитовой обработки
• встроенная flash память программ
• встроенное ОЗУ данных
• пвунаправленные индивидуально адресуемые линии ввода/вывода
• встроенные 16-разрядные таймеры/счетчики событий
• полный дуплексный UART
• несколько источников прерываний с несколькими уровнями приоритета
• встроенный тактовый генератор
• встроенное ЭСППЗУ (серия AT89S)
• интерфейс последовательной шины SPI (серия AT89S)
• сторожевой таймер (серия AT89S)
• пассивный (idle) и стоповый (power doun) режимы
• возможность расширения внешнего ОЗУ и ПЗУ до 64 Кбайт
• режим внутрисхемной эмуляции (ONCE™ - on circuit emulation)
КМОП микроконтроллеры семейства АТ89 оснащены Flash программируемым и стираемым ПЗУ, совместимы по системе команд и по выводам со стандартными приборами семейства MCS-51™ Микроконтроллеры содержат Flash ПЗУ емкостью от 1 Кбайта до 8 Кбайт, ОЗУ,емкостью от 64 байтов до 256 байт, большое количество программируемых линий ввода/вывода, 16-разрядные таймеры/счетчики событий, полнодуплексный последовательный порт (UART), набор векторных прерываний с несколькими уровнями приоритета, встроенные генератор и схему формирования тактовой последовательности. Программирование микроконтроллеров семейства АТ89 возможно, в зависимости от типа, внутрисистемно, с использованием при программировании напряжения питания системы, и с использованием программаторов. Содержимое Flash памяти программ может быть защищено от несанкционированной записи/считывания. У ряда микроконтроллеров имеется возможность очистки Fiash памяти за одну операцию, возможность считывания встроенного кода идентификации.
В активном режиме микроконтроллеры на частоте 12 МГц потребляют порядка 25 мА и в пассивном режиме, при котором остановлено ЦПУ, но система прерываний, ОЗУ, таймеры/счетчики событий и последовательный порт остаются активными, потребление снижается до 15% от потребления в активном режиме. В стоповом режиме потребление не превышает 100 мкА. Микроконтроллеры семейства АТ89 ориентированы на использование в качестве встроенных управляющих контроллеров в промышленном (-40 °С...+85°С) и коммерческом (0°C...70°C) диапазонах температур. Имеются исполнения микроконтроллеров АТ89С51 и АТ89С52, соответствующие требованиям, предъявляемым к приборам используемым в автомобильном (-40°С ...125°С), Military и Military-883C (-55 °C...+125°C) диапазонах температур.
Таблица 1.5
Основные характеристики микроконтроллеров семейства АТ89
Наименование прибора
|
Совместимость
|
Напряж.
VCC, В
|
Объем
ПЗУ ЭСППЗУ, байт
|
Объем
ОЗУ, байт
|
Группы по тактовой частоте, МГц
|
Потребление макс. в активн. (пасс.) режиме, f=12 МГц, VCC=6B, мА
|
АТ89С1051
|
80С31
|
2,7...6
|
1 К
|
64
|
12,24
|
15(5)
|
АТ89С2051
|
80С31
|
2.7...6
|
2 К
|
128
|
12,24
|
15 (5)
|
АТ89С51
|
80С31
|
5±20% (5±10%)
|
4К
|
128
|
12,16, 20/24
|
20(5)
|
AT89LV51
|
80С31
|
2,7...6
|
4К
|
128
|
12
|
20(5)
|
АТ89С52
|
80С32
|
5±20% (5±10%)
|
8К
|
256
|
12,16, 20,24
|
25 16/51
|
AT89LV52
|
80С32
|
2,7...6
|
8К
|
256
|
12
|
25 (6,5}
|
AT89S8252
|
80С32
|
2,7±10%
|
8 К
|
256
|
12(2,7 В),
24(5 В)
|
|
|
