Микропроцессорные системы - Александров Е.К.
ISBN 5-7325-0516-4
Скачать (прямая ссылка):
CPU 805/АН РО
Р2
Р3.7
Р3.6
ALE
PSEN
Адрес^
RD
WR
Dl RG
' С
Внешняя магистраль адреса
Ат-ддТ
А15-А8
Внешняя
магистраль
данных
А ROM
' CS
A RAM
CS
RD/WR
fl
Рис. 4.43. Схема сопряжения МК 8051АН с внешними БИС памяти
357
8-РАЗРЯДНЫЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ
Функциональная схема сопряжения МК 8051АН с внешними БИС ПЗУ программ и
ОЗУ данных приведена на рис. 4.43. Через порт 0 в режиме
мультиплексирования во времени выдается сначала младший байт адреса, а
затем осуществляется передача данных. Сигнал ALE должен быть использован
для записи младшего байта адреса во внешний регистр-защелку. Выходы
регистра-защелки и линии порта Р2 составляют внешнюю 16-разряднуу
магистраль адреса для БИС памяти. В качестве сигнала стробиро-вания
чтения памяти программ используется сигнал PSEN. При обращении к внешней
памяти данных в качестве стробирующих используются сигналы RD и WR.
4.2.9. РАЗВИТИЕ МК С ЯДРОМ MCS-51
Совершенствование МК на основе процессорного ядра MCS-51 происходило в
следующих направлениях:
• увеличение частоты тактирования fXCLK, посредством перехода к другой,
более совершенной технологии изготовления БИС;
• увеличение объема резидентной памяти программ и памяти данных; переход
к FLASH технологии памяти программ;
• совершенствование структуры МК посредством введения в его состав новых
типов периферийных модулей;
• кардинальная переработка архитектуры процессорного ядра с сохранением
системы команд MCS-51; полученные решения полностью совместимы с MCS-51
на уровне исходного текста программ.
Начало столь бурной модернизации положила сама фирма "Intel", выпустив МК
80С52 с увеличенным объемом памяти программ (8 Кбайт), памяти данных (256
байт), третьим таймером на кристалле с функциями захвата/сравнения и
расширенной подсистемой прерываний. Ныне аббревиатура 8052 используется
для обозначения одного из стандартов в рамках архитектуры MCS-51.
Следующим шагом в развитии MCS-51 был предложенный фирмой "Intel" модуль
процессора событий РСА (Program Counter Array), который входил в состав
МК 8xC51FA/ FB/FC/GB. Модуль РСА включает 16-разрядный счетчик временной
базы и пять полностью идентичных каналов захвата/сравнения. Каждый из
каналов может быть настроен на один из четырех режимов:
1) входного захвата по положительному/отрицательному/любому фронту
входного сигнала;
2) выходного сравнения с формированием запроса на прерывание;
3) входного сравнения с формированием как "1" так и "0" на
соответствующем выходе; эта функция в МК фирмы "Intel" получила название
высокоскоростного выхода;
4) широтно-импульсного модулятора с дискретностью 8 разрядов и 4
фиксированными частотами сигнала.
Модуль РСА в настоящее время воспроизводится в МК фирмы "Pfilips",
близкий аналог модуля присутствует в МК семейства С500 фирмы "Infineon".
Новую жизнь в популярные модификации МК с ядром MCS-51 вдохнули фирмы
"Pfilips" и "Atmel", переведя резидентное ПЗУ на FLASH технологию. Более
того, МК от "Atmel" стали программируемыми в системе. Дополнительный порт
SPI в составе МК этой фирмы обеспечил такую возможность.
Фирма "Pfilips", выпуская самый большой ряд МК на основе стандартного
ядра MCS-51, предложила новое семейство 51 ХА с расширенной архитектурой.
Основные отличия нового процессорного ядра:
• 16-разрядное АЛУ на базе регистровой архитектуры;
358
СЕМЕЙСТВО МК MCS-51 ФИРМЫ "INTEL"
• восемь 16-разрядных регистров для выполнения арифметических и
логических операций;
• расширенный набор инструкций;
• аппаратная поддержка мультизадачности.
Новое процессорное ядро не совместимо по кодам инструкций со своим
предшественником. Но каждой инструкции MCS-51 поставлена в соответствие
инструкция нового ядра 51ХА. Специальный транслятор исходного текста
конвертирует программы, написанные на языке Ассемблера MCS-51, в исходный
текст для нового ядра 51ХА. Именно поэтому ядро 51 ХА относят к семейству
MCS-51. По результатам тестов архитектура ХА обеспечивает увеличение
производительности до 100 раз по сравнению с традиционной архитектурой
MCS-51.
Фирма "Infineon" также поддерживает две линии МК, принадлежащих к
семейству MCS-51. Наряду с выпуском полностью идентичных некоторым
моделям стандартов 8051 и 8052 Intel, фирма разработала свое собственное
ядро С500, полностью совместимое с MCS-51 на уровне кодов. И уже на базе
этого ядра создала целый ряд МК со встроенными модулями CAN интерфейсов,
а также специализированные МК для управления силовыми преобразователями
частоты.
Еще одну оригинальную модернизацию ядра MCS-51 предложила фирма "Dallas
Semiconductor". Изменение схемотехники базового ядра было проведено таким
образом, что типовой цикл выборки команд сократился до 4 машинных тактов
против исходных 12 тактов. В результате производительность МК при той же
тактовой частоте возросла от 1,5 до 3 раз в зависимости от типа
алгоритма. Эту новую линию МК назвали High Speed MCS-51 -
высокоскоростные МК семейства 8051.
