5.2. Однокристальная микроЭвм к1816ве51/52

Однокристальные микро-ЭВМ К1816ВЕ51/52 (зарубежный аналог ­­– i8051, i8052) представляют как бы второе поколение микро-ЭВМ серии К1816 со значительно большими вычислительными мощностями. 16-разрядный программный счетчик и 16-разрядные регистры косвенного адреса позволяют управлять внешней памятью программ и данных по 64К байт. Значительно расширены возможности системы команд, увеличена номенклатура встроенных ВУ.

МикроЭВМ ..ВЕ52 отличается от ..ВЕ51 большей внутренней памятью данных (256 байт вместо 128) и наличием третьего встроенного таймера. Все остальные ресурсы кристаллов идентичны. Ниже будем рассматривать микроЭВМ К1816ВЕ52.

МикроЭвм (микроконтроллер) семейства ..Ве51(8051) имеют следующие аппаратные особенности:

• внутреннее ОЗУ объемом 128 байт;

• четыре двунаправленных побитно настраиваемых восьмиразрядных порта ввода-вывода;

• два 16-разрядных таймера-счетчика;

• встроенный тактовый генератор;

• адресация 64 КБайт памяти программ и 64 Кбайт памяти данных;

• две линии запросов на прерывание от внешних устройств;

• интерфейс для последовательного обмена информацией с другими микроконтроллерами или персональными компьютерами.

Микроконтроллер 8751 снабжен УФ ПЗУ объемом 4 Кбайт.

Микроконтроллер 8051 выполнен на основе высокоуровневой n-МОП технологии. Через четыре программируемых параллельных порта ввода/вывода и один последовательный порт микроконтроллер взаимодействует с внешними устройствами. Основу структурной схемы образует внутренняя двунаправленная 8-битная шина, которая связывает между собой основные узлы и устройства микроконтроллера: резидентную память программ (RPM), резидентную память данных (RDM), арифметико-логическое устройство (ALU), блок регистров специальных функций, устройство управления (CU) и порты ввода/вывода (P0-P3).

5.2.1. Семейство однокристальных микроЭвм mcs-51

История этого семейства началась с базового микроконтроллера i8051 и за последние 15 лет семейство пополнялось не только изделиями INTEL, но и микроконтроллерами других фирм. Однако почти все модели строго соблюдали архитектурные особенности, предложенные фирмой INTEL.

Но, наряду с существенными преимуществами микроконтроллеры INTEL обладают и недостатками, например: невозможностью построения операционных систем внутри кристалла или сложностью межпроцессорного обмена. Кроме того, часто хотелось бы иметь более высокую производительность при том же потреблении энергии или, наоборот, уменьшить потребление энергии не снижая производительности процессора. Поэтому многие производители семейства MCS51 вносят различные изменения в архитектуру, позволяющие оптимизировать отдельные характеристики микроконтроллера.

Фирма siemens components inc. выпускает микроконтроллеры, ориентированные на использование в бытовой технике, в том числе видеотехнике. Микросхемы содержат разнообразные встроенные устройства (АЦП, массивы счетчиков, дополнительные блоки умножения и деления, расширение портов ввода/вывода).

Фирма philips semiconductors выпускает микроконтроллеры, ориентированные на применение в бытовой или автомобильной технике. Благодаря аппаратной реализации шин I²C 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 производит полностью статические микросхемы по технологии CMOS, являющиеся функциональным аналогом микросхем фирмы INTEL с дополнительными возможностями. Имеют улучшенные характеристики по цепям питания. Применен корпус, в котором внутренняя шина вынесена наружу в виде разъема для установки ПЗУ.

Фирма matra mhs производит статические микросхемы, представляющие собой аналоги стандартных моделей семейства MCS51 с улучшенными выходными цепями портов ввода/вывода.

Фирма advanced micro devices (AMD) выпускает по технологиям CMOS и NMOS функциональные аналоги микросхем фирмы INTEL с дополнительными возможностями.

Фирма fujitsu выпускает функциональные аналоги микросхем i8031, i8051 и i8751 по технологии NMOS.

Объединение atmel производит стандартные микроконтроллеры с ПЗУ по технологии Flash объемом 4 Кбайт в обычных и уменьшенных корпусах.

В рамках бывшего СССР производство микроконтроллера 8051 осуществлялось в Киеве, Воронеже (1816ВЕ31/51, 1830ВЕ31/51), Минске (1834ВЕ31) и Новосибирске (1850ВЕ31).

Микроконтроллеры данного семейства выпускаются в PLCC, DIP и QFP корпусах и могут работать в следующих температурных диапазонах:

• коммерческий (0°C — +70°C);

• расширенный (-40°C — +85°С):

• для военного использования (-55°C — +125°С).

Примерами микроконтроллеров семейства MCS-51 с расширенными возможностями могут служить 8XC51FA, 8XC51GB, 80С152.