Wykład 3 Przegląd mikrokontrolerów 8-bit: - 8051 - STM8
Mikrokontrolery 8051 Rodzina 8051 wzięła się od mikrokontrolera Intel 8051 stworzonego w 1980 roku Mikrokontrolery 8051 były przez długi czas najpopularniejszymi mikrokontrolerami na rynku Jednym ze źródeł sukcesu jest fakt produkcji mikrokontrolerów opartych o rdzeń 8051 przez wielu producentów (np. Siemens, Infineon, Atmel, Philips, Dallas Semiconductors, Analog Devices) Mikrokontrolery oparte o rdzeń 8051 są w dalszym ciągu bardzo popularne ze względów kompatybilności wstecz, a także dlatego, że obecnie dostępne konstrukcje są znacznie bardziej wydajne)
Mikrokontrolery 8051 Główne cechy: Mikrokontroler CISC Zmodyfikowana architektura Harvardzka (rozdzielone magistrale danych i instrukcji z możliwością samomodyfikacji kodu) 8-bit jednostka ALU 4 banki po 8 rejestrów ogólnego przeznaczenia 4kB wewnętrznej pamięci ROM 128B wewnętrznej pamięci RAM cztery porty równoległe P0..P3 blok UART dwa timery system przerwań z układem priorytetów
8051 Schemat blokowy External interrupts Interrupt Control On-chip ROM for program code On-chip RAM Timer/Counter Timer 1 Timer 0 Counter Inputs CPU OSC Bus Control 4 I/O Ports Serial Port P0 P1 P2 P3 TxD RxD Address/Data
8051 rozkład pinów 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST (RXD)P3.0 (TXD)P3.1 (T0)P3.4 (T1)P3.5 XTAL2 XTAL1 GND (INT0)P3.2 (INT1)P3.3 (RD)P3.7 (WR)P3.6 Vcc P0.0(AD0) P0.1(AD1) P0.2(AD2) P0.3(AD3) P0.4(AD4) P0.5(AD5) P0.6(AD6) P0.7(AD7) EA/VPP ALE/PROG PSEN P2.7(A15) P2.6(A14) P2.5(A13) P2.4(A12) P2.3(A11) P2.2(A10) P2.1(A9) P2.0(A8) 8051 (8031)
8051 rozkład pinów Ciekawe piny: RST aktywny wysokim EA External Access pin konfiguracyjny; stan wysoki oznacza korzystanie z programu zapamiętanego w wewnętrznym ROMie PSEN Program Store Enable pin podłączany do pinu OE w pamięci ROM ALE Address Latch Enable pin używany do demultipleksacji adresów i danych na wspólnej magistrali wyjściowej XTAL1, XTAL2 piny do podłączenia oscylatora kwarcowego
8051 rejestry A B R0 R1 DPTR DPH DPL R2 R3 R4 R5 R6 R7 PC PC Some 8051 16-bit Register Some 8-bitt Registers of the 8051
8051 główni producenci ChipCON wersje z blokami komunikacji bezprzewodowej Analog Devices główny nacisk położony na wysokiej klasy przetworniki cyfrowo-analogowe i analogowo-cyfrowe Dallas Semiconductors znacznie poprawiona wydajność (nawet kilkadziesiąt razy), dobre bloki komunikacyjne (CAN, Ethernet) NXP dużo klasycznych modeli, redukcja prądu zasilania, poprawiona wydajność
8051 by ChipCON rodzina układów
8051 by ChipCON typy sieci
8051 by ChipCON zasięg vs prędkość
8051 by ChipCON tablica wyboru 1/2
8051 by ChipCON tablica wyboru 2/2
CC2430 Główne cechy Układ SoC (Silicon on Chip) zintegrowany procesor i układy radiowe Rdzeń 8051, 32MHz, single-cycle 8kB SRAM Wsparcie cyfrowe dla RSSI/LQI (monitorowanie jakości połączenia) Do 128kB programowalnej w systemie pamięci Flash Transceiver RF 2.4GHz zgodny z 802.15.4 Ultra niskie napięcie zasilania Bardzo mała ilość wymaganych komponentów zewnętrznych
CC2430
ADuC 845
ADuC 845 Główne cechy rdzeń 8052 (do 20 MIPS 8052 to nieco rozszerzony 8051) pamięć programu typu Flash do 62kB pamięć danych typu Flash do 4kB SRAM do 2kB bloki SPI, I 2 C oraz UART wielokrotne wyjścia PWM układ programowalny w systemie 24-bit ADC z programowalnym wzmocnieniem toru 12-bit rail-to-rail DAC wbudowane źródło referencyjne napięciowe i prądowe wbudowany czujnik temperatury
8051 by Dallas Semiconductors Procesory z naciskiem położonym na zwiększenie wydajności oraz maksymalnej funkcjonalności Dostępne wersje przeznaczone specjalnie do zastosowań sieciowych z wydajnymi interfejsami CAN oraz Ethernet Dostępne również wersje bezpieczne ze sprzętowym wspomaganiem szyfrowania danych Wydajność procesora do 33MIPS (oryginał tylko 1MIPS!!!)
DS80C410 Główne cechy znacząco zmodyfikowany rdzeń 8032, zegar do 75MHz, do 19 MIPS płaska przestrzeń adresowa o długości 16MB cztery wskaźniki danych (w oryginale 1) 16/32-bit układ wspomagania obliczeń arytmetycznych 10/100 Mb/s kontroler Ethernet kontroler CAN 2.0B 3 porty UART port OneWire ( w końcu Dallas ) do 8 portów równoległych 8-bitowych
DS80C410 Ethernet 1/2 BCU Buffer Control Unit CSR Command/Status Register
DS80C410 Ethernet 2/2
DS80C410 Akcelerator matematyczny
Mikrokontrolery STM8S
Mikrokontrolery STM8S Główne cechy Nowa rodzina procesorów 8-bitowych o architekturze Harvardzkiej Instrukcje wykonywane w jednym cyklu zegara za wyjątkiem skoków średnio 1.6 cyklu zegara na instrukcję Przyzwoita wydajność zegary do 24MHz (20 MIPS), trzystopniowa kolejka instrukcji (pipeline) Duża odporność na impulsy i przepięcia Pamięć programu do 128 kb Pamięć SRAM do 6 kb Pamięć EEPROM do 2 kb Szybkie i dokładne przetworniki ADC
STM8S207S6
STM8S207S6 Główne cechy Wystarczająca ilość wszelkiego rodzaju pamięci Max. częstotliwość zegara 24MHz Zasilanie 2.95-5.5 V 8 kanałów wyjściowych liczników przy 4 fizycznych Timerach 3 komplementarne pary wyjść PWM 2 x On-chip oscillator (128kHz oraz 16MHz) 32 bitowa magistrala programu większość instrukcji pobierana w jednym cyklu 9 kanałów przetwornika 10-bit ADC 15 pinów wysoko-prądowych (20mA) generacja sygnałów dla Beepera
STM8 zaawansowany licznik TIM1
STM8 zaawansowany licznik TIM1 Główne cechy 16-bitowy licznik góra/dół z autoprzeładowaniem 16-bitowy programowalny prescaler rekonfigurowalny w locie Możliwość synchronizacji z innymi licznikami 4 niezależne kanały wyjściowe konfigurowalne jako: Input capture Output compare PWM One pulse output Trzy wyjścia komplementarne z regulowanym czasem dead band 6 stopniowy PWM (do sterowania silników)
STM8 one pulse output Ciekawy tryb będący formą uniwibratora proces generacji impulsu przez procesor jest inicjowany zewnętrznym impulsem
HC08 Q
HC08 Q Rodzina procesorów 8-bitowych CISC odziedziczona po Motoroli Wersja Q jest wersją low-end dostępną w bardzo małych obudowach Rodzina nie wyróżnia się niczym specjalnym
HCS08 L Usprawniona rodzina HC08 Dużo dodatkowych peryferiów Większa wydajność (do 20 MIPS) Zintegrowany sterownik LCD Zintegrowany kontroler klawiatury KBI Zintegrowany zegar RTC Sporo interfejsów MTIM programowalny zegar typu budzik
Dziękuję za uwagę