Микропроцессорные системы - Александров Е.К.
ISBN 5-7325-0516-4
Скачать (прямая ссылка):
управления режимами его работы объединены в один из модулей генератора
синхронизации.
Относительно новыми для 8-разрядных МК являются две последние группы
модулей. Модули контроля за напряжением питания и ходом выполнения
программы осуществляют диагностику некоторых подсистем МК и позволяют
восстановить работоспособность устройства на основе МК при нарушениях
программного характера, сбоях в системе синхронизации, снижении
напряжения питания.
Модули внутрисхемной отладки и программирования являются аппаратной
основой режимов отладки и программирования в системе, которые позволяют
отлаживать прикладную программу и заносить коды программы в
энергонезависимую память МК прямо на плате конечного изделия, без
использования дополнительных аппаратных средств отладки и
программирования.
4.1.2. ПОПУЛЯРНЫЕ СЕМЕЙСТВА 8-РАЗРЯДНЫХ МК
Число различных модификаций 8-разрядных МК, представленных на мировом
рынке, столь велико, что лишь одно их перечисление может занять несколько
десятков страниц. Поэтому кратко охарактеризуем лишь те семейства МК,
которые получили широкое распространение в России на протяжении последних
десяти лет.
В первую очередь следует остановиться на МК с ядром MCS-51. Начало
мощному клану с ядром MCS-51 положила фирма "Intel", выпустив в 1980 г.
МК 8051 АН. Его аналог получил в России распространение под именем
1816ВЕ51. Для своего времени МК 8051 АН был очень сложным изделием - на
кристалле размещалось 128 тыс. транзисторов. Этот микроконтроллер
содержал процессорное ядро MCS-51, резидентные ПЗУ объемом 4 Кбайта, ОЗУ
в 128 байт, 4 порта ввода/вывода, 2 таймера и асинхронный порт.
Быстродействие центрального процессора MCS-51 в МК 8051АН по нынешним
меркам было невелико. Частота внутренней шины составляла 1 МГц. Однако
само ядро MCS-51 оказалось настолько удачным, что на два десятилетия
стало стандартом "де-факто" в области 8-разрядных МК.
286
СТРУКТУРА СОВРЕМЕННЫХ 8-РАЗРЯДНЫХ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ
Фирма "Intel" непрерывно совершенствовала МК с архитектурой MCS-51:
• частота внутренней шины в последних моделях возросла до 3 МГц;
• появились модели с объемом памяти программ 8, 16 и 32 Кбайта;
. в составе МК появились новые периферийные модули (АЦП, программируемый
счетный массив, сторожевой таймер).
Одновременно ряд других фирм разработали МК, программно совместимые с
MCS-51, обладающие современными типами памяти программ и данных (Flash и
EEPROM), имеющие расширенный набор периферийных модулей, работающие в
расширенном диапазоне напряжения питания. Фирма "Intel" постепенно
свернула производство 8-раз-рядных МК. В результате основными
производителями в мире 51-го семейства оказались фирмы "Philips",
"Infineon", "Atmel", "Dallas Semiconductor", "Temic". В 1999 г. фирма
"Analog Devices" представила совершенно новый МК Adu812 на основе 51-го
ядра. Отличия в технических характеристиках встроенных модулей ЦАП и АЦП
этого изделия столь велики, что семейство Adu8xx было названо семейством
интеллектуальных преобразователей или микроконверторами.
Одновременно с первым МК семейства MCS-51 появился первый МК популярного
до настоящего времени семейства НС05 фирмы "Motorola". В рамках этого
семейства фирма "Motorola" провозгласила и успешно реализует стратегию
"заказных" МК. Многие модели этого семейства своим рождением обязаны
крупным потребителям, которые заказывали конфигурацию МК под конкретную
продукцию. Сейчас семейство НС05 насчитывает около 180 различных МК,
начиная с простейшего 68HC05KJ1 в корпусе DIP16 и заканчивая 128-выводным
бескорпусным 68HC05L10 со встроенным контроллером управления 960
сегментами ЖКИ. На протяжении всего своего еще не оконченного периода
жизни семейство НС05 является сильным и успешным оппонентом семейству
MCS-51. Выполненное на основе принстонской архитектуры в противовес MCS-
51 с гарвардской архитектурой, это семейство демонстрирует, во-первых,
многообразие возможных технических решений даже для очень несложных задач
управления, во-вторых, успех стратегии полного удовлетворения технических
требований пользователя без избыточности в архитектуре и
производительности. Долгое пребывание семейства НС05 на столь динамичном
рынке МК определяется отнюдь не сверхбыстродействием (частота внутренней
шины для большинства моделей равна 2 МГц) или уникальным набором команд.
Причина успеха кроется в очень точной ориентации на различные сектора
рынка массового потребления. Широчайшее разнообразие периферийных модулей
при неизменном, очень простом ядре НС05 позволяет разработчику для каждой
задачи найти МК практически без избыточных ресурсов архитектуры, что
обусловливает низкую стоимость изделия.
В дополнение к дешевым "заказным" МК семейства НС05 фирма "Motorola" еще
в 1980-х гг. предложила семейство универсальных и более производительных
МК семейства НС11. Это семейство насчитывает около 40 моделей.
Процессорное ядро семейства НС11 отличается от НС05 возможностью
выполнения операций над 16-разрядными операндами, наличием дополнительных
