Новая х51-совместимая микросистема сбора данных MAX7651 фирмы Maxim

Журнал «Схемотехника» №9 2002 г.

Целью настоящей статьи является ознакомление читателей с новой микроконтроллерной системой сбора данных MAX7651/MAX7652 фирмы Maxim, оснащенной модифицированным ядром, совместимым со стандартным микроконтроллерным ядром микро-контроллера 8051.


Широко известная своими аналоговыми и периферийными микросхемами фирма Maxim в прошлом году выпустила на рынок новый тип продукции — семейство микроконтроллерных систем сбора и обработки данных. Семейство содержит два микроконтроллера — MAX7651 и MAX7652 [1], основные параметры которых приведены в табл. 1.


Таблица 1. Основные параметры семейства MAX7651/2

Параметр
MAX7651
MAX7652

Встроенная Flash-память программ
2×8 К
2×8 К

Встроенная оперативная память данных IRAM, байт
256
256

Встроенный 12-битный аналого-цифровой преобразователь (до 50 ksps)
+
+

Встроенный входной мультиплексор для ADC с числом входов:
однополярных
дифференциальных

8
4

8
4

Широтно-импульсные 8-битные преобразователи
2
2

Источник(и) опорного напряжения, Vref
внешние
внешние

Диапазон входных напряжений
+Vref
+Vref/2

Расширенный контроллер прерываний с числом векторов
10
10

Таймеры общего назначения
3
3

Программный указатель данных DPTR
2
2

Программируемый охранный таймер WDT
+
+

Число однобайтных портов ввода/вывода
4
4

Последовательный интерфейс передачи данных UART (до 375 kb)
2
2

Максимальная тактовая частота, МГц
12
12

Напряжение питания, В
4,5…5,5
2,7…5,5

Рабочий ток потребления, мА
18
10

Потребляемая мощность, мВт
90
30

Диапазон рабочих температур, C
-40…+85
0…+70

Корпус
TQFP64
TQFP64

Микросистемы MAX7651/2 оснащены усовершенствованным микроконтроллерным ядром, которое на уровне команд (кодов) полностью совместимо со стандартным 8052 ядром. Однако внутреннее строение ядра модифицировано, что позволило выполнять многие инструкции (команды) за 4 такта, а не за 12, как у стандартного 8051. Иными словами, если стандартное ядро 8051 при тактовой частоте 12 МГц имеет пиковую (максимально возможную) производительность примерно 1 MIPS, то ядро микроконтроллеров MAX7651/2 будет иметь пиковую производительность примерно 3 MIPS. Для сравнения напомним, что некоторые микроконтроллеры фирмы Atmel [2, 3] имеют пиковую производительность до 10 MIPS, большинство микросистем сбора данных фирмы Cygnal имеют производительность порядка 25 MIPS, а некоторые из них и 100 MIPS!


Микросистемы MAX7651/2 содержат несколько расширенный набор цифровой периферии, в состав которой входят дополнительный второй последовательный порт UART и охранный таймер WDT. Остальная цифровая периферия практически идентична стандартной. Микроконтроллеры имеют два режима энергосбережения.


К особенностям аналоговой части следует отнести то, что входной мультиплексор имеет два режима работы. Первый режим обеспечивает четыре пары полностью дифференциальных входов, а второй — 8 сигнальных входов относительно плавающего общего входа.


Подсистема памяти состоит из двух блоков Flash-памяти программ объемом по 8 К каждый, расположенных по адресам от 0x0000 до 0x1FFF и от 0x2000 до 0x3FBF. Часть Flash-памяти верхнего блока от 0x3FC0 до 0x3FFF зарезервирована и недоступна микроконтроллерному ядру. Адресное пространство от 0х4000 до 0xFFFF доступно через внешний интерфейс для внешней памяти программ, если вход EA/ =0. Если EA/ =1, все внешнее адресное пространство от 0х0000 до 0xFFFF доступно для внешней памяти программ. Программирование Flash-памяти программ осуществляется в параллельном режиме аналогично микроконтроллерам фирмы Atmel.



 

Рис. 1.


Микроконтроллеры выпускаются в корпусе TQFP64. Соответственно, нельзя говорить о совместимости выводов со стандартным 8051 микроконтроллером. В табл. 2 приведена разводка выводов семейства MAX7651/2.


Таблица 2. Назначение выводов микроконтроллеров семейства MAX7651/2

Вывод
Имя
Функция

1
AINO
Аналоговый вход 0. Отрицательный дифференциальный вход относительно AIN1 или положительный дифференциальный вход относительно ACOM

2
AIN1
Аналоговый вход 1. Положительный дифференциальный вход относительно AIN0 или положительный дифференциальный вход относительно ACOM

3
AIN2
Аналоговый вход 2. Отрицательный дифференциальный вход относительно AIN3 или положительный дифференциальный вход относительно ACOM

4
AIN3
Аналоговый вход 3. Положительный дифференциальный вход относительно AIN2 или положительный дифференциальный вход относительно ACOM

5
AIN4
Аналоговый вход 4. Отрицательный дифференциальный вход относительно AIN5 или положительный дифференциальный вход относительно ACOM

6
AIN5
Аналоговый вход 5. Положительный дифференциальный вход относительно AIN4 или положительный дифференциальный вход относительно ACOM

7
AIN6
Аналоговый вход 6. Отрицательный дифференциальный вход относительно AIN7 или положительный дифференциальный вход относительно ACOM

8
AIN7
Аналоговый вход 7. Положительный дифференциальный вход относительно AIN6 или положительный дифференциальный вход относительно ACOM

9
AVDD
Положительное аналоговое напряжение питания для ADC и PWM. Необходимы параллельно соединенные конденсаторы 0,1 мкФ и 10 мкФ к аналоговому общему проводу AGND

10
AGND
Аналоговый общий провод. Необходимо соединение PWMG и AGND

11
REF+
Положительный вход опорного напряжения для ADC и PWM (должно быть между AVDD и AGND). Необходимы параллельно соединенные конденсаторы 0,1 мкФ и 10 мкФ к аналоговому общему проводу AGND

12
REF-
Положительный вход опорного напряжения для ADC и PWM (должно быть между AVOO и AGND). Необходимы параллельно соединенные конденсаторы 0,1 мкФ и 10 мкФ к аналоговому общему проводу

13
PWMV
Положительное аналоговое напряжение 2

14
PWMG
Аналоговый общий провод для PWM. Необходимо соединение PWMG и AGND

15
PWMA
PWM Выход A

16
PWMB
PWM Выход B

17
INTO
Вход внешнего прерывания 0 (активный низкий уровень)

18
INT1
Вход внешнего прерывания 1 (активный низкий уровень)

19
P3.7 / RD
P3.7: Бит 7 порта общего назначения P3
RD: Выход Read. Строб чтения внешних устройств (памяти или периферии) (активный низкий)

20
P3.6 / WR
P3.6: Бит 6 порта общего назначения P3
WR: Выход Write. Строб записи внешних устройств (памяти или периферии) (активный низкий)

21
P3.5 / T1
P3.5: Бит 5 порта общего назначения P3
T1: Внешний вход таймера 1

22
P3.4 / T0
P3.4: Бит 4 порта общего назначения P3
T0: Внешний вход таймера 0

23
P3.3
P3.3: Бит 3 порта общего назначения P3

24
P3.2
P3.2: Бит 2 порта общего назначения P3

25
P3.1 / TxD0
P3.1: Бит 1 порта общего назначения P3
TXDO: Выход передатчика первого последовательного порта UART0

26
P3.0 / RxD0
P3.0: Бит 0 порта общего назначения P3
RXDO: Вход приемника первого последовательного порта UART0

27
DGND
Цифровой общий провод. Соединение DGND и AGND должно быть в источнике питания Соединить с выводами 39 и 61

28
DVDD
Положительное цифровое напряжение питания. Необходимы параллельно соединенные конденсаторы 0,1 мкФ и 10 мкФ к цифровому общему проводу. Соединить с выводами 40 и 62.

29
P2.0 / A8
P2.0: Бит 0 порта общего назначения P2
A8: Бит 8 адреса внутренней Flash-памяти

30
P2.1 / A8
P210: Бит 1 порта общего назначения P2
A9: Бит 9 адреса внутренней Flash-памяти

32
P2.2 / A8
P2.2: Бит 2 порта общего назначения P2
A10: Бит 10 адреса внутренней Flash-памяти

32
P2.3 / A1
1P2.3: Бит 3 порта общего назначения P2
A11: Бит 11 адреса внутренней Flash-памяти

33
P2.4 / A12
P2.4: Бит 4 порта общего назначения P2
A12: Бит 12 адреса внутренней Flash-памяти

34
P2.5
P2.5: Бит 5 порта общего назначения P2 Выбор младшего или старшего блока Flash-памяти

35
P2.6
P2.6: Бит 6 порта общего назначения P2 Выбор режима программирования

36
P2.7
P2.7: Бит 7 порта общего назначения P2 Выбор режима программирования

37
PSEN
Program Store Enable — строб внешней памяти программ (активный низкий)

38
ALE / PROG
ALE: строб защелки мультиплексированного адреса
PROG: Импульс программирования

39
DGND
Цифровой общий провод

40
DVDD
Положительное цифровое напряжение питания

41
P0.0 / AD0
P0.0: Бит 0 порта общего назначения P0
AD0: Бит 0 внутренней или внешней Flash-памяти

42
P0.1 / AD1
P0.1: Бит 0 порта общего назначения P0
AD1: Бит 1 внутренней или внешней Flash-памяти

43
P0.2 / AD2
P0.2: Бит 2 порта общего назначения P0
AD2: Бит 2 внутренней или внешней Flash-памяти

44
P0.3 / AD3
P0.3: Бит 3 порта общего назначения P0
ADS: Бит 3 внутренней или внешней Flash-памяти

45
P0.4 / AD4
P0.4: Бит 4 порта общего назначения P0
AD4: Бит 4 внутренней или внешней Flash-памяти

46
P0.5 / AD5
P0.5: Бит 5 порта общего назначения P0
AD5: Бит 5 внутренней или внешней Flash-памяти

47
P0.6 / AD6
P0.6: Бит 6 порта общего назначения P0
AD6: Бит 6 внутренней или внешней Flash-памяти

48
P0.7 / AD7
P0.7: Бит 7 порта общего назначения P0
AD7: Бит 7 внутренней или внешней Flash-памяти

49
P1.0 / T2 / T20UT / AD0
P1.0: Бит 0 порта общего назначения P1
T2: Внешний вход прерывания 2 T20UT: Выход таймера 2
AD0: Бит 0 адреса внутренней Flash памяти

50
P1.1 / T2EX / AD1
P1.1: Бит 1 порта общего назначения P1
T2EX: Внешний вход триггера захвата таймера 2
AD1: Бит 1 адреса внутренней Flash-памяти

51
P1.2 / RXD1 / AD2
P1.2: Бит 2 порта общего назначения P1
RXD1: Вход приемника второго последовательного порта UART1
AD2: Бит 2 адреса внутренней Flash-памяти

52
P1.3 / TXD1 / ADS
P1.3: Бит 3 порта общего назначения P1
TXD1: Выход передатчика второго последовательного порта UART1
ADS: Бит 3 адреса внутренней Flash-памяти

53
P1.4 / AD4
P1.4: Бит 4 порта общего назначения P1
AD4: Бит 4 адреса внутренней Flash-памяти

54
P1.5 / AD5
P1.5: Бит 5 порта общего назначения P1
AD5: Бит 5 адреса внутренней Flash-памяти

55
P1.6 / AD6
P1.6: Бит 6 порта общего назначения P1
AD6: Бит 6 адреса внутренней Flash-памяти

56
P1.7 / AD7
P1.7: Бит 7 порта общего назначения P1
AD7: Бит 7 адреса внутренней Flash-памяти

57
EA / Vpp
EA: — выбор режима памяти программ. При использовании внешней ROM должен быть соединен с цифровым общим проводом, при использовании внутренней Flash-памяти должен быть соединен с плюсом питания.
Vpp: — напряжение программирования

58
RST
Вход сброса

59
XTAL2
Вывод для подключения кварцевого резонатора (выход)

60
XTAL1
Вывод для подключения кварцевого резонатора (вход)

61
DGND
Цифровой общий провод

62
DVDD
Положительное цифровое напряжение питания

63
TEST
Тестовый вывод, должен быть соединен с DGND

64
ACOM
Общий аналоговый вход мультиплексора

Обмен данными с периферийными устройствами и управление ими осуществляется через SFR регистры, причем формат регистров стандартной периферии соответствует стандартному формату SFR регистров стандартного микроконтроллера 8051. Карта SFR регистров приведена в табл. 3. Дополнительные SFR регистры размещены по свободным адресам и выделены в таблице жирным шрифтом.


Таблица 3. Карта SFR регистров микроконтроллеров семейства MAX7651/2

АДРЕС (HEX)
0/8
1/9
2/A
3/B
4/C
5/D
6/E
7/F

F8
EIP
 
 
 
 
 
PWMC
 

FO
B
 
 
 
 
 
 
 

E8
EIE
 
EEAL
EEAH
EEDAT
EESTCMD
 
 

EO
ACC
 
 
 
 
 
 
 

D8
EICON
 
PWPS
PWDA
PWDB
WDT
 
 

DO
PSW
 
 
 
 
 
 
 

C8
T2CON
 
RCAP2L
RCAP2H
TL2
TH2
 
 

CO
SCON1
SBUF1
ADDATO
ADDAT1
Reserved
ADCON
 
 

B8
IP
 
Reserved
Reserved
 
 
 
 

BO
P3
 
VERSION
Reserved
Reserved
 
 
 

A8
IE
 
 
 
 
 
 
 

AO
P2
 
 
 
 
 
 
 

98
SCONO
SBUFO
 
 
 
 
 
 

90
P1
EXIF
 
 
 
 
 
 

88
TCON
TMOD
TLO
THO
TL1
TH1
CKCON
Reserved

80
PO
SP
DPLO
DPHO
DPL1
DPH1
DPS
PCON

Приведенные в настоящей статье сведения дают лишь общее представление о внутренней структуре, разводке выводов и SFR регистрах новых микросистемах сбора данных MAX7651/2. Более подробные сведения приведены в файле MAX7651-MAX7652.pdf, доступном на сайте [1], а также в руководстве пользователя, имеющемся на вышеуказанном сайте.



Литература:

  • http://www.maxim-ic.com/
  • http://www.atmel.com/
  • О. Николайчук. Новые х51-совместимые микроконтроллеры фирмы Atmel. — Схемотехника, 2002, №6, стр.42-46.
  • http://www.cygnal.com/
  • О. Николайчук. Семейства х51 микроконтроллеров фирмы Cygnal. — Компоненты и технологии, 2002, №1, стр.86-91.

  • Источник: rtcs.ru
    Источник

    Оставить комментарий

    Вы можете использовать следующие теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>