DALLAS SEMICONDUCTOR의 HIGH-SPEED 마이크로컨트롤러

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DALLAS SEMICONDUCTOR의 HIGH-SPEED 마이크로컨트롤러. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

무료 기술 라이브러리

많은 새로운 51비트 마이크로컨트롤러(MK)가 판매되고 있습니다. 가격 대비 성능 측면에서 매우 매력적입니다. 그러나 개발 비용에는 MK 자체의 가격뿐만 아니라 필수 디버깅 도구 및 소프트웨어 (개발이 처음부터 시작되지 않는 경우) 비용도 포함됩니다. 이것은 xXNUMX 호환 MK에 대한 국내 개발자의 의지를 설명합니다.

Dallas Semiconductor의 "고속" MCU는 MCS51과 완벽하게 호환되는 소프트웨어 및 하드웨어입니다. 그러나 그들의 가능성은 훨씬 더 넓습니다. 그들은 프로그램 메모리 없이 그리고 그것으로 생산됩니다. 후자는 한 번(OTP EPROM) 또는 반복적으로 프로그래밍할 수 있으며, 이 경우 지우기는 자외선 조사(UV EPROM)로 수행됩니다. 재 프로그래밍 가능한 MK는 라디오 아마추어에게 가장 큰 관심사이므로 DS87C520 및 DS87C530 제품군의 두 구성원 만이 기사에서 자세히 고려됩니다.

MK 제품군 "고속"의 주요 기술적 특성은 표에 나와 있습니다. 보시다시피 기능이 다른 다섯 가지 수정 사항으로 구성됩니다. 따라서 DS80C320 및 DS80C323에는 내부 ROM이 없고, DS83C520에는 용량이 16KB인 마스크 ROM이 있고, DS87C520 및 DS87C530에는 UV 조사로 동일한 볼륨의 일회성 프로그래밍 또는 지울 수 있는 ROM이 있습니다. 칩의 외부 RAM은 마지막 세 가지 수정에서만 사용할 수 있으며 클록 캘린더는 DS87C530에서만 사용할 수 있습니다.

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성능

"고속" 마이크로컨트롤러의 성능 향상은 기계 사이클이 12C87에서와 같이 51개의 기계 사이클이 아니라 8개로 구성되어 있기 때문입니다. 따라서 동일한 클록 주파수에서 DS5xC51xx MC는 x33 대표보다 87배 빠르게 가장 간단한 단일 사이클 명령을 실행합니다. 따라서 최대 클록 주파수 520MHz에서 DS87C530 및 DS121C87의 실행 시간은 51ns이며, 이는 100MHz 주파수에서만 2,5C87에 사용할 수 있습니다. 그러나 모든 명령이 그렇게 빨리 실행되는 것은 아닙니다. 평균적으로 프로그램 속도가 약 51배 증가합니다. 이는 MCU의 일부 "고속" 명령이 XNUMXCXNUMX보다 더 많은 주기를 사용하기 때문입니다.

프로그램 및 데이터 메모리

온칩 프로그램 메모리는 MCU의 주소 공간에서 하위 주소를 차지합니다. 무단 액세스에 대한 표준 0단계 보호가 제공됩니다. 외부 프로그램 메모리는 프로그램 카운터가 내부 메모리 주소의 최대값을 초과할 때 액세스됩니다. 이 최대 주소는 ROMSIZE SFR 레지스터에서 1비트를 설정하여 프로그래밍 방식으로 제어할 수 있습니다. 메모리 크기는 2, 4, 8, 16, XNUMX 또는 XNUMXKB로 설정할 수 있습니다. 프로그램 실행 중에 내부 프로그램 메모리에서 작업을 완전히 금지하고 외부 프로그램에서 작업으로 전환할 수도 있습니다.

DS87C520/530 칩에는 256C87와 동일한 방식으로 액세스할 수 있는 표준 52바이트 RAM과 추가 1KB 메모리가 모두 있습니다. 후자는 MOVX 명령을 사용하여 액세스합니다. 이 메모리는 물리적으로 MK 칩에 있음에도 불구하고 외부 메모리로 취급됩니다. 주소 공간에서는 0000에서 03FF까지 위치합니다. 03FF 이상의 주소에서 외부 메모리에 액세스하면 칩 외부 메모리가 있으면 자동으로 선택됩니다. 언급된 51킬로바이트 RAM 어레이에 대한 액세스는 프로그래밍 방식으로 금지될 수 있습니다. 이 경우 외부 데이터 메모리에 대한 액세스는 MCS-XNUMX 마이크로 컨트롤러 제품군에서와 동일한 방식으로 수행됩니다.

MK DS87C520/530을 사용하면 외부 메모리에 대한 액세스 시간을 소프트웨어로 조정할 수 있습니다. MOVX 명령어는 온칩 및 오프칩 모두에서 외부 메모리에 액세스할 때 최소 XNUMX개의 머신 사이클에서 실행됩니다. 그러나 "느린" 외부 RAM 칩으로 작업하려면 사이클 수를 최대 XNUMX개까지 늘릴 수 있습니다. 재설정하면 번호가 XNUMX으로 설정됩니다.

데이터 포인터

DPTR0이라고 하는 표준 DPTR은 82C83과 호환되는 "고속" MCU를 만드는 주소 87H 및 51H에 있습니다. 주소 84H 및 85H에 위치한 두 번째 포인터는 DPTR1이라고 합니다. 특정 DPTR 선택은 주소 86H의 SFR 레지스터에서 제로 비트를 재설정/설정하여 수행됩니다. "from" 및 "to" 주소에 대한 두 개의 포인터를 사용하여 블록 전송을 효율적으로 수행할 수 있습니다.

전력 관리

유휴 및 전원 차단 외에도 전원 관리 모드(PMM)라는 또 다른 저전력 모드가 있습니다. 그 안에서 프로세서는 제한없이 작업을 계속하지만 클록 주파수를 줄이면 소비가 줄어 듭니다. 16배 또는 256배로 줄일 수 있습니다(각각 모드 PMM1 및 PMM2). 표준 "고속"모드에서 11059,2kHz의 클록 주파수에서 MK는 PMM15,5 모드에서 1를 소비합니다-4,8, PMM2-4mA(후자는 유휴 모드에서 87C51/52보다 훨씬 적음) , 그리고 프로세서를 중지하지 않고). 또한 DS87C520/530에서는 2~4MHz의 주파수에서 작동하는 내부 오실레이터를 클록으로 사용하는 것이 허용됩니다. 그러나 표시된 주파수는 불안정하므로 정확한 시간 간격 측정이 필요한 장치에는 이 솔루션을 사용할 수 없습니다.

클록 속도를 낮추면 직렬 링크 속도도 그에 비례하여 변경됩니다. "High Speed" MK에는 이러한 단점을 쉽게 제거할 수 있는 기술 솔루션이 구현되어 있습니다.

ALE 신호가 필요하지 않은 경우 MK의 전자기 방사를 줄이기 위해 MK 생성을 프로그래밍 방식으로 비활성화할 수 있습니다.

직렬 포트 및 타이머

DS87C520 및 DS87C530에는 87C51과 동일한 두 개의 직렬 포트가 있으며 두 번째는 핀 P1.2(RXD1) 및 P1.3(TXD1)과 레지스터 SCON1(C0H) 및 SBUF1(C1H)을 사용합니다. 두 포트는 동시에 작동할 수 있지만 동시에 다른 속도 또는 다른 모드에서 작동합니다. 두 번째 포트는 전송 속도를 설정하기 위해 첫 번째 타이머/카운터만 사용할 수 있습니다.

호환성을 보장하기 위해 해당 MK의 타이머는 클럭 주파수를 12로 나눈 값을 설정 클럭으로 사용하지만 SFR 레지스터 CKCON의 해당 비트를 설정하여 클럭 주파수를 3으로 나눈 값으로 전환할 수도 있습니다.

워치독 타이머는 오버플로우될 때마다 MC를 재설정합니다. 이러한 재설정을 방지하려면 주기적으로 재설정해야 하며 이는 정상적으로 작동하는 시스템에서만 가능합니다. 워치독 타이머는 클럭 주기당 한 번씩 증가합니다. 적절한 비트를 설정하면 재 계산의 네 가지 값을 설정할 수 있으며 그 결과 오버플로 전 사이클 수가 17, 20, 23 또는 26의 512가됩니다. 타이머는 또한 리셋되기 XNUMX 클럭 전에 인터럽트 플래그(소프트웨어에 의해 활성화된 경우)를 설정합니다.

저전압 리셋, 인터럽트 및 실시간 클록

공급 전압을 4,13V 미만의 값으로 낮추면 MK의 해당 내부 장치가 재설정 신호를 생성하고 전압이 지정된 수준으로 돌아올 때까지 유지됩니다. 이것은 추가적인 외부 요소나 프로그램의 변경을 필요로 하지 않습니다. 전압이 4,38V로 떨어지면 인터럽트 신호가 생성될 수 있습니다(활성화된 경우).

MK DS87C520 및 DS87C530에는 87개의 외부 인터럽트가 있습니다. 51C2과 유사한 표준 4개와 추가 인터럽트 3개가 있습니다. 후자는 인터럽트 신호의 에지 또는 하강에서만 작동한다는 점에서 표준 신호와 다릅니다. INT5 및 INT87의 경우 에지가 활성화되고 INT52 및 INTXNUMX의 경우 하강입니다. 타이머 인터럽트는 XNUMXCXNUMX와 유사하게 처리됩니다. 각 타이머에는 자체 활성화 플래그, 벡터 및 우선 순위가 있습니다.

MK DS87C530이 탑재된 실시간 시계(RTC)를 사용하면 현재 시간, 날짜, 요일, 월, 연도를 저장할 수 있습니다. 이를 위해서는 고유진동수가 32,768kHz인 석영 공진기와 리튬 배터리를 MK에 적절히 연결해야 한다. RTC는 프로그래밍된 시간에 도달하면 알람(ALARM)을 생성하는 기능이 있으며 인터럽트 플래그가 활성화된 경우 마이크로 소비 모드에서도 설정됩니다.

저자: A.Gorbachev, 모스크바

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