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.
версия для печати
|