3 Обоснование выбора микроконтроллера кр1816ве51
Создание конкурентоспособных технических изделий в настоящее время немыслимо без применения встроенных управляющих процессоров, придающих изделиям «интеллектуальные» свойства. В качестве таких процессоров применяют однокристальные микро-ЭВМ (ОМЭВМ) или микроконтроллеры (МК). Их используют для построения устройств безопасности, дистанционного управления объектами, электронных игр, домашней автоматики, в приборах автомобильной электроники, периферийном оборудовании персональных ЭВМ, в автоматическом промышленном оборудовании, медицинских приборах и т. п. В ряде случаев к микроконтроллерам предъявляются серьезные требования в части производительности, ограничения потребляемой мощности, низкого электромагнитного излучения и т. д.
В настоящее время среди всех 8-разрядных микроконтроллеров - семейство MCS-51 является несомненным чемпионом по количеству разновидностей и количеству компаний, выпускающих его модификации. Оно получило свое название от первого представителя этого семейства - микроконтроллера 8051, выпущенного в 1980 году на базе технологии HMOS. 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. Российским аналогом семейства MCS-51 является серия 1816.
Микроконтроллеры серии 1816 являются 8-разрядными микроконтроллерами.
Структуры микроконтроллеров серии 1816 и их системы команд таковы, что в случае необходимости функционально-логические возможности контроллеров могут быть расширены. С использованием внешних дополнительных БИС постоянной и оперативной памяти адресное пространство МК может быть значительно расширено, а путем подключения различных интерфейсных БИС число линий связи МК с объектом управления может быть увеличено практически без ограничений.
Микроконтроллеры серии 1816 требуют одного источника электропитания напряжением +5 В±10%, рассеивают мощность около 1,5 Вт и работают в диапазоне температур от 0 до 70 оС. По входам и выходам МК серии 1816 электрически совместимы с интегральными схемами ТТЛ.
Однокристальные МК серии 1816 обладают значительными функционально-логическими возможностями и представляют собой эффективное средство компьютеризации (автоматизации на основе применения средств и методов обработки данных и цифрового управления) разнообразных объектов и процессов.
Семейство МК серии 1816 имеет в своем составе различные модификации, отличающиеся друг от друга признаками, которые перечислены в таблице 2.
Таблица 2 - Семейство МК серии 1816
|
Тип МК |
Емкость резидентной памяти программ, Кбайт |
Емкость резидентной памяти данных, байт |
Частота синхронизации, МГц |
|
К1816ВЕ48 |
СППЗУ 1 |
64 |
6 |
|
К1816ВЕ49 |
ПЗУ 2 |
128 |
11 |
|
К1816ВЕ35 |
|
64 |
11/6 |
|
К1816ВЕ51 |
СППЗУ 4 |
128 |
12 |
|
К1816ВЕЗ1 |
|
128 |
12 |
В результате анализа МК серии 1816 для устройства – системы универсального контроллера – выбран за основу микроконтроллер КР1816ВЕ51, так как он обладает отличными техническими характеристиками, простым набором команд, широкими математическими возможностями и низкой стоимостью по сравнению с аналогами.
Однокристальный 8-разрядный микроконтроллер КР1816ВЕ51, называемый для краткости МК 1816, представляет собой БИС, имеющую в своем составе все атрибуты небольшой микро-ЭВМ: арифметическо-логическое устройство, устройство управления, постоянное ЗУ программ, ОЗУ данных и интерфейсные схемы. Этот прибор часто называют микроконтроллером (МК), так как незначительный объем памяти программ и данных, простой набор команд и ограниченные возможности ввода — вывода информации определяют основную форму его использования — в качестве специализированного вычислителя, включаемого в контур управления объектом или процессом. Организация, система команд и средства ввода-вывода информации МК 1816 лучше всего приспособлены для решения задач управления и регулирования в сравнительно несложных объектах, приборах и технологических процессах.
Микроконтроллер 1816 требует одного источника питания напряжением 5В±10 %. Рассеиваемая мощность 1,5 Вт. Диапазон рабочих температур от 0 до +70 °С.