secl1520.asm sed1520. asm

sed1520.asm

sed1520. asm

sed1520.asm

sed1520.asm

sed1520. asm

sed1520. asm

sed1520.asm

sed1520.asm

sedl520,asm

sed1520.asm sed1520. asm sed1520. asm

sed1520. asm

sed1520. asm

sed1520.asm

sed1520.asm

sed1520.asm

sed1520. asm

sed1520.asm

sed1520.asm

sed1520.asm

sed1520.asm sed1520. asm

216 ; PAGEO, 8 строк в нижней части индикатора.

217 000000F4 80800000 000000F8 0000

218 OOOOOOFA 00000000 OOOOOOFE 0000

219 00000100 80808000 00000104 0000

220 00000106 00000000 ОООООЮА 8080

221 ОООООЮС 80000000 00000110 0000

222 00000112 00000000 00000116 0000

223 00000118 80808080 0000011С 8080

224 0000011Е 00000000 00000122 0000

225 00000124 00000000 00000128 0000

226 0000012А 00000000 0000012Е 0000

227 00000130 00 228

229 00000131 FFFFOOOO 00000135 0000

230 00000137 00000000 0000013В 0000

231 0000013D FFFFFFOO 00000141 0080

232 00000143 С0Е07038 00000147 FFFF

233 00000149 FFOOOOOO 0000014D 0000

234 0000014F 80E0F038 00000153 1С0С

235 00000155 0CFFFFFF 00000159 FFOC

236 0000015В 0C1C38F0 0000015F Е080

237 00000161 00000000 00000165 0000

238 00000167 00000000 0000016В 0000

239 0000016D 00 240

.DCB ЗОН,ЗОН,ООН,ООН,ООН,ООН

.DCB ООН,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН

.DCB ЗОН,80Н,ЗОН,ООН,ООН,ООН

.DCB ООН, ООН,ООН,ООН,ЗОН,ЗОН

,DCB зон,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН

.DCB ООН,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН

.DCB ЗОН,80Н,зон,зон,зон,зон

.DCB ООН,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН

,DCB ООН,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН

.DCB ООН,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН

.DCB ООН ;PAGE1

.DCB OFFH,OFFH,ООН,ООН,ООН,ООН

.DCB ООН,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН

.DCB OFFH, OFFH,OFFH,ООН,ООН,80Н

. DCB ОСОН,ОЕОН,70Н,038Н,OFFH,OFFH

,DCB OFFH,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН

.DCB 80Н,ОЕОН,OFOH,38Н,1СН,ООН

.DCB ОСИ, OFFH,OFFH,OFFH,OFFH,ООН

.DCB ОСИ, 1СН,38Н, OFOH, ОЕОН, 80H

,DCB ООН,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН

.DCB ООН,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН

.DCB ООН ;PAGE2

sed1520,asm 241 0000016ЕFFFFCOCO

00000172 COFO sed1520.asm 242 00000174 FOOOOOOO

00000178 0000 sed1520.asm 243 0000017A FFFFFFOE

0000017E 0703 sed1520.asm 244 00000180 01000000

00000184 FFFF sed1520.asm 245 00000186 FFOOOOOO

OdOOOlSA 0000 sed1520.asm 246 0000018C 0F3F7FE0

00000190 C080 sed1520.asm 247 00000192 80FFFFFF

00000196 FF80 sed1520.asm 248 00000198 80C0E07F

0000019C 3F0F sed1520. asm 249 0000019E 00000000

000001A2 0000 sed1520.asm 250 000001A4 00000000

000001A8 0000 sed1520.asm 251 000001AA 00 sed1520.asm 252 ;PAGE3,

sed1520.asm 253 000001AB 01010101

OOOOOIAF 0101 sed1520.asm 254 OOOOOIBI 01000000

000001B5 0000 sed1520.asm 255 000001B7 01010100

OOOOOIBB 0000 sed1520.asm 256 000001BD 00000000

OOOOOICI 0101 sed1520.asm 257 000001C3 01000000

000001C7 0000 sed1520.asm 258 000001C9 00000000

000001CD 0101 sed1520.asm 259 OOOOOICF 01070707

000001D3 0701 sed1520.asm 260 000001D5 01010000

000001D9 0000 sed1520.asm 261 000001DB 00000000

OOOOOIDFOOOO sed1520.asm 262 000001E1 00000000

000001E5 0000 sed1520. asm 263 000001E7 00 sed1520.asm 264 sed1520.asm 265

DCB OFFH,OFFH,OCOH,OCOH,OCOH, OFOH .DCB OFOH,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН .DCB OFFH, OFFH, OFFH, 0ЕН,07Н,03Н .DCB . 01H,ООН,ООН,ООН,OFFH,OFFH .DCB OFFH,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН .DCB OFH, 3FH,7FH, ОЕОН, ОСОН, ЗОН

.DCB 80Н,OFFH,OFFH,OFFH, OFFH, 80Н

.DCB ЗОН,OCOH,OEOH,07FH,03FH, OFH .DCB ООН, ООН, ООН, ООН, ООН, ООН .DCB ООН,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН

.DCB ООН

8 строк в верхней части индикатора. .DCB 01H,01H,01H,01H,01H,01H

.DCB 01Н,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН

.DCB 01H,01H,01H,00H,00H,00H

.DCB 00H,00H,00H,00H,01H,01H

.DCB 01H,ООН,ООН,ООН,ООН, ООН

.DCB 00Н,00Н,00Н,00Н,01Н,01Н

.DCB 01Н,07Н,07Н,07Н,07Н,01Н

.DCB 01Н,01Н,ООН,ООН,ООН,ООН

.DCB ООН,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН

.DCB ООН,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН

DCB ООН

sedl520.asm sed1520.asm sed1520.asm sedl520. asm sed 1520. asm

sed1520.asm

sed1520. asm

sed1520,asm sedl520. asm

sed1520.asm

sedl520.asm

sed1520.asm sed1520.asm

sedl520.asm

sed1520.asm

sed1520. asm sedl520.asm

sed1520.asm

sed1520.asm

sedl520. asm sed1520. asm sed1520.asm sed1520. asm sed1520.asm

sed1520,asm

sed1520.asm

sed1520.asm sed1520.asm

sed1520.asm

266 267

268 000001E8

269 ;PAGE0

270 000001E8 00000000 000001 EC 0000

271 000001EE 80808080 000001F2 8080

272 000001F4 00000000 000001F8 0000

273 ; PAGE1

274 000001FA COF03C06 OOOOOlFE C371

275 00000200 198CCCCC 00000204 8C19

276 00000206 3163C60C 0000020A 3CE0

277 ; PAGE2

278 0000020C 030F3C70 00000210 63C6

279 00000212 8C999998 00000216 80C7

280 00000218 60780F03 0000021C 0000

281 ;PAGES:

282 0000021E 00000000 00000222 0000

283 00000224 00010101 00000228 0000

284 0000022A 00000000 0000022E 0000

286 ; Образ спирали повернутой на 180 градусов

287 00000230 R 180:

288 ;PAGEO

.DCB ООН, ООН,ООН,ООН,ООН,ООН

; Образ спирали повернутой на 90 градусов R 90:

.DCB ООН,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН

.ОСВ 80Н,80Н,80Н,80Н,80Н,80Н

.ОСВ ООН,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН

.ОСВ ОСОН, OFOH, ЗСН,06Н,0СЗН,71Н

.ОСВ 19Н,8СН,0ССН,0ССН,8СН,19Н

.DCB 31Н,63Н,ОС6Н,ОСН,ЗСН,0Е0Н

.ОСВ 03H,OFH,3CH,70H,63H,OC6H

.DCB 8CH,99H,99H,98H,8DH,0C7H

.DCB 60H,78H,0FH,03H,00H,00H

.DCB ООН,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН

.ОСВ О0Н,О1Н,01Н,01Н,00Н,00Н

.DCB ООН,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН

289 00000230 00000000 00000234 0000

290 00000236 8080ВООО 0000023А 0000

291 0000023С 00000000 00000240 0000

292 ;PAGE1

293 00000242 Е0380СС7 00000246 Е331

294 00000248 198СС466

.DCB 8ОН,80Н,80Н,ООН,00Н,00Н .DCB ООН,ООН,ООН,ООН,ООН, ООН

. ОСВ ОЕОН, 38Н, ОСН, 0С7Н, ОЕЗН, 31Н; .DCB 19Н,8СН,0С4Н,66Н,26Н,64Н

0000024С 2664 sed1520.asm 295 0000р24Е СС881838

00000252 Е080 sed1520 asm 296 ;PAGE2

sed1520.asm 297 00000254 071C3063

00000258 47CC sedl520.asm 298 0000025A C8999393

0000025E 98CC sed1520.asm 299 00000260 C7637038

00000264 0F03 sed1520.asm 300 ;PAGES

sed1520.asm 301 00000266 00000000

0000026A 0000 sed1520.asm 302 0000026C OOOlOlOl

00000270 OlOO sed1520.asiii 303 00000272 00000000

00000276 0000 sed1520.asm 304

sed1520.asm 305 ;Образ

sed1520.asm 306 00000278 R 270:

sed1520.asm 307 ;PAGEO

sodl520.asm 308 00000278 00000000

0000027C 0000 sed1520.asm 309 0000027E 00008080

00000282 8000 sed1520.asm 310 00000284 00000000

00000288 0000 sed1520.asm 311 ;PAGE1

sed1520.asm 312 0000028A OOOOCOFO

0000028E 1E06 sed1520.asm 313 00000290 E3B11999

00000294 9931 sed1520.asm 314 00000296 63C60E3C

0000029A FOCO sed1520.asm 315 :PAGE2

sedl520.asm 316 0000029C 073C3063

000002AO C68C sed1520.asm 317 000002A2 98313333

000002A6 3198 sed1520.asm 318 000002A8 8EC3603C

000002AC OF03 sed1520.asm 319 ; PAGES

sed1520.asm 320 000002AE 00000000

000002B2 0000 sedl520.asm 321 000002B4 01010101

.OCR 0CCH,88H,18H,38H,0E0H,80H

.DCB 07H,lCH,30i),63H,47H,0CCH

.DCB OC8H,99H,93H,93H.98H,0CCH

.DCB OC7H,63H,70H,38H,OFH,03H

.DCB OOH,OOH,OOH,00H,0OH,O0H

.DCB O0H,O1H,01H,01H,0lH,O0H

.DCB ООН,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН

спирали повернутой на 270 градусов

.DCB ООН,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН

.ОСВ 00Н,ООН,8ОН,80Н,8ОН,О0Н

.DCB ООН,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН

.ОСВ ООН,ООН,ОСОН,OFOH,1ЕН,06Н

.DCB 0ЕЗН,0В1Н,19Н,99Н,99Н,31Н

.ОСВ 63Н,0С6Н,0ЕН,ЗОН,OFOH,ОСОН

.DCB 07Н,ЗСН,30Н,63Н,0С6Н,8СН

.ОСВ 98Н,31Н,ЗЗН,ЗЗН,31Н,98Н

.DCB 8ЕН,0СЗН,60Н,ЗСН,0ЕН,03Н

.ОСВ ООН,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН

.DCB O1H,O1H,OlH,0lH,0lH,OlH

000002В8 0101

sed1520.asm 322 000002BA 00000000 .DCB ООН,ООН,ООН,ООН,ООН,ООН

000002ВЕ 0000 sed1520,asm 323

sed1520, asm 324 ; Образ спирали повернутой на 360 градусов

sed1520.asm 325 000002С0 R 360:

sed1520,asm 326 ;PAGEO

sed1520.asm 327 000002C0 00000000 .DCB ООН, ООН, ООН,ООН,ООН,ООН

000002С4 0000

sed1520.asm 328 000002С6 00808030 .DCB ООН, ЗОН, ЗОН,80Н,ЗОН,ODH

000002СА 8000

sed1520.asm 329 000002СС 00000000 .DCB ООН, ООН, ООН,ООН,ООН,ООН

000002D0 0000 sedl520.asm 330 ; PAGE1

sed1520.asm 331 000002D2 C0F01C0E .DCB ОСОН, OFOH, 1СН, ОЕН, 0С6Н, ОЕЗН

000002D6 С6ЕЗ

sedl520,asm 332 000002D8 3319С9С9 ,DCB ЗЗН,19Н,0С9Н,0С9Н,99Н,13Н

000002DC 9913

sed1520.asm 333 000002DEЗЗЕ2С60С .DCB ЗЗН, 0E2H, 0C6H, ОСИ,ЗЗН,OEOH

000002Е2 ЗЗЕО sed1520.asm 334 ;PAGE2

sed1520.asm 335 000002Е4 01071С18 .DCB 01H, 07H,ICH,18H,11H, ЗЗН

000002E8 1133

sed1520,asm 336 000002EA 26646623 .DCB 26H, 64H,66H,23H,31H,98H

000002EE 3198

sed1520.asm 337 000002FO 8CC7E330 .DCB 8CH,0C7H,0E3H,ЗОН,ICH,07H

000002F4 1C07 sed1520,asm 338 ;PAGES

sedl520.asm 339 000002F6 00000000 .DCB ООН, ООН, ООН,ООН,ООН,ООН

000002FA 0000

sedl520.asm 340 000002FC 00000001 .DCB ООН, ООН,ООН,01Н,01Н, 01Н

00000300 0101

sed1520.asm 341 00000302 00000000 , DCB ООН, ООН, ООН, ООН, ООН, ООН

00000306 0000 sed1520.asm 342

sed1520.asm 343 .END

Module sed1520: 961 byte(s), 537 IIne(s) sed1520.asm 344

sed1520,asm; 541 I ine(s), 0.2 second(s), 0 error(s), 0 warning(s)

Строки листинга с 20 по 25 определяют абсолютный сегмент, в котором запрещаются прерывания, устанавливается значение указателя стека и осуществляется переход на метку START.

Приложение 10

СЕМЕЙСТВО Х51 МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ ФИРМЫ CYGNAL

Каждый из читателей, интересующихся микропроцессорной и микроконтроллерной техникой, наверняка знает, как динамично развивается современная элементная база. Еще совсем недавно наши читатели восхищались новыми микроконтроллерами фирм Atmel и Microchip. И вот на рынке появились новые мощные микроконтроллеры от фирмы Cygnal (http: www.cygnaLcom). Они продолжают развитие ставших de facto промышленным стандартом микроконтроллеров семейства х51. В тоже время, они содержат на кристалле много очень полезных подсистем, которые превращают старый добрый х51 микроконтроллер в мощную высокоинтегрированную микроконтроллерную систему обработки сигналов. Но об этом немного далее.

Прежде всего, следует сказать несколько слов о фирме-производителе. Фирма Cygnal - достаточно молодая, была основана в марте 1999 г. Ее полное название - Cygnal Integrated Products, Inc.

Направлением деятельности фирмы является разработка, производство и распространение однокристальных высокоинтегрирован-ных систем обработки данных, включающих эффективные аналого-цифровые узлы, высокопроизводительное ядро х51 и Flash-память.

Фирма Cygnal организована за счет инвестиций ряда известных компаний: Austin Ventures, Jato Tech, Sanyo Semiconductor, Cirrus Logic.

Фирмой руководят три известных и опытных личности:

Derrell С.Сокег - Президент и Руководитель Исполнительного Офиса компании. До марта 1999 г. он девять лет работал в Benchmarq Microelectronics Inc., а также был Вице-президентом Dallas Semiconductor и Главным Менеджером на Mostek Corporation.

Donald E Alfano - Вице-президент no Маркетингу Продаж. До этого был Директором по Маркетингу на TelCom Semiconductor и Dallas Semiconductor.

Douglas R Holberg - доктор наук, Вице-президент по Инженерии и Руководитель технического руководства. Он является видным специалистом в области создания смешанных аналого-цифровых узлов на CMOS. До начала своей деятельности в фирме Cygnal, он был Директором по Изображениям и Видеопродуктам на Crystal Semiconductor/Cirrus Logic.

Такой опытный и известный состав руководства фирмы позволил за неполные три года существования фирмы разработать и выпустить на рынок четыре новых семейства х51-совместимых микроконтроллеров.

ПЕРВОЕ СЕМЕЙСТВО МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ С8051FOOX - С8051F01X

Первое семейство насчитывает 12 типов микроконтроллеров, отли-чаюгцихся производительностью, объемом встроенной оперативной памяти IRAM, типом корпуса и некоторыми другими параметрами. Все характеристики этого семейства микроконтроллеров приведены в табл. 1.

Рассмотрим основные особенности этого семейства.

Все микроконтроллеры этого семейства имеют развитые узлы аналогового ввода/вывода. На кристалле имеется аналого-цифровой преобразователь ADC с разрядностью 12 или 10 бит, оснащенный программно-управляемыми входным усилителем и аналоговым мультиплексором. Для входного усилителя может быть программно установлен коэффициент усиления, равный 16, 8, 4, 2, 1 или 0,5. Аналоговый мультиплексор на 8 (4) входов может быть настроен, как од-нополярный или с дифференциальным входом. Аналого-цифровой преобразователь не имеет пропущенных кодов и имеет погрешность ± 1 младший разряд. Имеется возможность генерации прерываний при изменении значения аналогового сигнала. Кроме этого, имеется интегрированный датчик температуры, позволяющий измерять температуру кристалла с точностью ±3 °С.

Все микроконтроллеры этого семейства имеют два быстродействующих цифро-аналоговых 12 разрядных преобразователя DAC с выходом по напряжению (время установления 10 мкс).

Имеются также 2(1) аналоговых компаратора с 16-ю значениями программно устанавливаемого гистерезиса. Они могут быть настроены на формирование сигнала сброса или прерывания.

Кроме того, имеется встроенный источник опорного напряже ния на 2,4 В.

/I0dll9080

9ЮЛ908Э

ю см гм

гЮЛ908Э

1.Ш1.908Э

о

О

0ЮЛ908Э

/00Л908Э

900Лд08Э

ю см гм

ю . о

. * . со <d

W

О

S00dllS08O

ZOOd19083

I00dll9080

000Л908Э

Н О

Q. Ш

о

Q < ш о с;

о Е о

о

а

-е

о а

S g о

&

о

2 S О)

о

S S

т

с о

ф

о

т

Все микроконтроллеры работают от источника питания 2,7...3,6 В. Потребляемый ток не превышает 10 мА при частоте 20 МГц (12 мА при частоте 25 МГц). Все микроконтроллеры имеют встроенный монитор контроля питания (супервизор).

Важным преимуществом этого семейства является развитая встроенная система отладки программного обеспечения, так называемая JTAG. Система при наличии фирменного программно-аппаратного обеспечения (стоимостью $99) обеспечивает отладку программ по точкам останова, в пошаговом режиме, в режиме останова по истечении заданного времени. При этом имеется возможность проверки и модификации значений памяти и регистров.

Все микроконтроллеры имеют высокопроизводительное х51-совместимое ядро, 70 % инструкций выполняются за один-два системных такта. Ядро оснащено развитой системой прерываний (до 22 источников).

Характеристики памяти и портов ввода/вывода приведены в табл. 1. Fiash-память всех микроконтроллеров программируется внутрисхемно. Следует подчеркнуть, что все входы/выводы совместимы с внешними пятивольтовыми микросхемами. Набор периферии (таймеры, интерфейсы) также приведен в табл. 1. Примечательно, что в ее состав входит охранный таймер WDT. На кристалле имеется программируемый встроенный генератора 2...16 МГц. Микросхема может программироваться на работу с кварцевым резонатором, времязадающей RC-цепочкой, только конденсатором или внешним генератором, причем переключение между режимами возможно в ходе выполнения программы. Все микросхемы имеют режимы энергосбережения.

ВТОРОЕ СЕМЕЙСТВО МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ С8051F02X

Второе семейство насчитывает всего 4 типа микроконтроллеров, отличающихся от первого наличием второго быстродействующего аналого-цифрового преобразователя, большим объемом встроенной оперативной памяти IRAM и Flash-памяти программ, наличием двух последовательных интерфейсов UART, типом корпуса и некоторыми другими параметрами. Все характеристики этого семейства микроконтроллеров приведены в табл. 2.

Второе семейство микроконтроллеров более мощное, чем первое. Как и в первом семействе, на кристалле имеется аналого-цифровой преобразователь ADC с разрядностью 12 или 10 бит, оснащенный программно-управляемыми входным усилителем и аналоговым мультиплексором. Его параметры и возможности аналогичны первому семейству.

Кроме этого, на кристалле имеется второй высокопроизводительный восьмиразрядный ADC, снабженный программно-управляемыми входным усилителем и аналоговым мультиплексором. Для входного усилителя может быть программно установлен коэффициент усиления, равный 4,2,1 или 0,5. Аналоговый мультиплексор имеет 8 входов.

Как и в первом семействе, все микроконтроллеры имеют 2 быстродействующих 12-разрядных DAC и 2 аналоговых компаратора, имеется встроенный источник опорного напряжения на 2,4 В.

Все микроконтроллеры работают от источника питания 2,7...3,6 В. Потребляемый ток не превышает 10 мА при частоте 25 МГц. Все микроконтроллеры имеют встроенный монитор контроля питания (супервизор).

Важным преимуществом этого семейства является более развитая встроенная система отладки программного обеспечения, так называемая JTAG DEBUG & BOUNDRY SCAN . Система при наличии фирменного программно-аппаратного обеспечения (стоимостью $129) обеспечивает отладку программ по точкам останова, в пошаговом режиме, в режиме останова по истечении заданного времени. При этом имеется возможность проверки и модификации значений памяти и регистров.

Все микроконтроллеры имеют высокопроизводительное х51 -совместимое ядро, 70 % инструкций выполняются за один-два системных такта. Ядро оснащено развитой системой прерываний (до 22 источников).

Характеристики памяти и портов ввода/вывода приведены в табл. 2. Flash-память всех микроконтроллеров программируется внутрисхем-но. Следует подчеркнуть, что все входы/выводы совместимы с внешними пятивольтовыми микросхемами. Кроме того, имеется высокопроизводительный параллельный интерфейс с внешней памятью (до 5 Мбайт/с). Набор периферии (таймеры, интерфейсы) также приведен в табл. 2. В отличие от предыдущего семейства имеется два универсальных последовательных порта UART. В состав входит также охранный таймер WDT. На кристалле имеется программируемый встроенный генератора 2... 16 МЕц. Микросхема может программироваться на работу с кварцевым резонатором, времязадающей RC-це-почкой только конденсатором или внешним генератором, причем переключение между режимами возможно в ходе выполнения программы. Все микросхемы имеют режимы энергосбережения.

ТРЕТЬЕ СЕМЕЙСТВО МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ С8051F02X

Третье семейство насчитывает семь типов микроконтроллеров, основные характеристики которых приведены в табл. 3.

Как видно из табл. 3, это семейство микроконтроллеров менее мощное, чем первое. Только в четырех микросхемах имеется ADC, зато с большим числом входов мультиплексора. Только в одной модели имеется программно-управляемый входной усилитель, и разрядность ADC равна 12 битам. Остальные ADC - восьмиразрядные. Во всех моделях, имеющих аналоговый мультиплексор, переопределение входов можно производить в ходе вьшолнения программы.

Все микроконтроллеры работают от источника питания 2,7...3,6 В. Потребляемый ток не превышает 9 мА при частоте 25 МЕц. Все микроконтроллеры имеют встроенный монитор контроля питания (супервизор).

Микроконтроллеры этого семейства имеют обычный JTAG (как у первого семейства). Система при наличии фирменного программ-

но-аппаратного обеспечения (стоимостью $99) обеспечивает отладку программ по точкам останова, в пошаговом режиме, в режиме останова по истечении заданного времени. При этом имеется возможность проверки и модификации значений памяти и регистров.

Все микроконтроллеры имеют высокопроизводительное х51-совместимое ядро, 70 % инструкций вьшолняются за один-два системных такта. Ядро оснащено развитой системой прерываний (до 21 источников).

Характеристики памяти и портов ввода/вывода приведены в табл. 2. Flash-память всех микроконтроллеров программируется внут-рисхемно. Следует подчеркнуть, что все входы/выводы совместимы с внешними пятивольтовыми микросхемами. Набор периферии (таймеры, интерфейсы) также приведен в табл. 2. В состав входит также охранный таймер WDT. На кристалле имеется программируемый встроенный генератора 2... 16 МГц. Микросхема может программироваться на работу с кварцевым резонатором, времязадающей RC-цепочкой только конденсатором или внешним генератором, причем переключение между режимами возможно в ходе выполнения программы. Все микросхемы имеют режимы энергосбережения.

ЧЕТВЕРТОЕ СЕМЕЙСТВО МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ 28051F3XX

Четвертое семейство насчитывает всего четыре типа микроконтроллеров, зато это, пожалуй, самые маленькие из микроконтроллеров в мире. Они имеют оригинальный корпус размером всего 3x3 мм л с 11-ю выводами (см. рис. 1). Основные характеристики этого семейства приведены в табл. 4.

Таблица 4

Четвертое семейство содержит уникальные малогабаритные микроконтроллеры. Два микроконтроллера имеют восьмиканальные восьмиразрядные ADC.

Все микроконтроллеры работают от источника питания 2,7...3,6 В. Потребляемый ток не превышает 5,8 мА при частоте 25/20 МГц.

Все микроконтроллеры имеют высокопроизводительное х51-совместимое ядро, 70 % инструкций выполняются за один-два системных такта. Ядро оснащено системой прерываний.

Микроконтроллеры этого семейства имеют встроенную систему отладки.

Характеристики памяти и портов ввода/вывода приведены в табл. 4. Flash-память всех микроконтроллеров программируется внутрисхем-

но. Следует подчеркнуть, что -S все входы/выводы совместимы с внешними пятивольтовыми микросхемами. Набор периферии (таймеры, интерфейсы) также приведен в табл. 4. В состав входит также охранный таймер WDT.

На кристалле имеется непрограммируемый встроенный генератора на 25 (300, 301) или 20 (302, 303) МГц. Из-за этого работа UART для моделей 300,301 (25 МГц) допускает ве- Рис. 1. Так выглядит корпус микроконтролле-роятность 2 % ошибки. ра четвертого семейства

Описанные микроконтроллеры фирмы Cygnal являются мощными интегрированными системами сбора и обработки аналоговых сигналов, в которых удачно сочетаются аналого-цифровые и цифро-аналоговые узлы с входными мультиплексорами и программируемыми усилителями и высокопроизводительным и традиционным ядром семейства х51. Микросхемы оснащены достаточно большими объемами Flash-памяти с внутрисхемным программированием, а многие из них-еще и достаточно большим объемом встроенной оперативной памяти. Пониженное напряжение питания обеспечивает малые токи потребления при достаточно высоких тактовых частотах, но это никак не сказывается на стыковке этих микросхем с традиционными пятивольтовыми микросхемами. Иными словами, некоторые представители этих семейств являются практически завершенными микроконтроллерными системами с очень широким спектром применений.

К ВОПРОСУ о ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ ФИРМЫ CYGNAL

Появление микроконтроллеров фирмы Cygnal в очередной раз изменило ситуацию на рьшке МК. Еще пару лет назад изделия семейства х51 были самыми представительными (как с точки зрения количества моделей, так и числа их производителей), самыми пожилыми , пока еще популярными, да одними из самых дешевых (версии Atmel). Но они не могли похвастаться ни рекордной производительностью, ни разнообразием новой периферии, ни наличием встроенных средств для отладки и программирования через RS-232 или JTAG-интерфейсы. Казалось, что х51 изжили себя, и их уход с

рынка - вопрос ближайшего будущего, в связи с чем все, кто работает с ними, должны начать думать о будущем и обратить свой взор на более современные контроллеры.

Однако, когда год назад Analog Devices все-таки довела до коммерческого уровня свои микроконвертеры, ситуация начала меняться. А CygnaloBCKHe контроллеры изменили ее весьма существенным образом. Предложенное фирмой Cygnal ядро МК обладает (по крайней мере по документам) почти что рекордной производительностью среди 8-разрядных МК. Микроконтроллеры снабжены JTAG-интерфейсом, позволяющим осуществлять внутрисистемное программирование кристалла и отлаживать систему без отвлечения на это ее ресурсов. CygnaroBCKHe изделия имеют несколько независимо функционирующих последовательных портов, а также программируемую структуру параллельных портов (любая линия может работать как в режиме с открытым стоком, так и с подтягивающим резистором). Добавлю, что встроенный АЦП может быть программно скоммутирован с любой из линий любого параллельного порта. Можно перечислить и более развитую, чем у прототипа систему прерываний (два десятка векторов), и сторожевой таймер, и встроенный тактовый генератор с возможностью переключения на лету с внутреннего тактового генератора на внешний, и шесть источников сигнала сброса, и возможность записи данных во Flash-память, благодаря чему они сохраняются даже при выключенном питании, и трехвольтовое питание с малым потреблением - не буду перечислять все нововведенные прелести, и без них уже очевидно, что микроконтроллеры от Cygnal стали (по крайней мере на мой взгляд) даже более привлекательными, чем AtmeloBCKHe AVR, не говоря уже об изделиях фирмы Microchip.

Однако наиболее интересный вопрос - какова же реальная производительность новых микроконтроллеров, насколько она превосходит производительность стандартных МК семейства х51? Ответ на этот вопрос можно получить лишь прогнав на том и другом МК один и тот же программный фрагмент и сравнив затем полученные результаты. С этой целью в распоряжение автора настоящих строк фирмой Атос , дистрибьютером CygnaloBCKHx изделий, был предоставлен Development Kit с контроллером C8051F226. Именно он й был использован для проведения этого сравнительного теста.

Однако прежде, чем описать полученные результаты, я хотел бы сказать кое-что об особенностях этих контроллеров, поскольку они только-только появились на рынке и подробно нигде еще толком н| описывались. Приводимые ниже данные относятся к МК C8051F226, но многое из сказанного распространяется и на остальных члено? этого семейства (C8051F206, C8051F220/221, C8051F230/231/236).

Диапазон питающих напряжений новых МК - 2,7...3,6 В, максимальный ток потребления (на частоте 25 МГц с работающим АЦП)- 9 мА. При работе на частоте 2 МГц и выключении АЦП потребление снижается до 1 м А, а в режиме IDLE - и вовсе до 100 мкА.

Микроконтроллеры имеют четыре 8-разрядньгх: параллельньгх порта ввода/вывода. Несмотря на то, что сами МК питаются от 3-вольтового источника, линии портов при этом допускают прямое соединение с 5-вольтовыми входами и выходами других микросхем. Максимально допустимый ток через каждую линию порта, если верить документации, составляет 200 мА (!). Также приведены данные, гласящие, что при 10-миллиамперном вытекающем токе уровень логической 1 на линии порта снижается не более чем на 0,8 В в сравнении с напряжением питания, а при втекающем в линию порта токе, равном 25 мА, уровень логического нуля не превышает 1 В. Из последнего можно сделать вывод, что линии порта вполне в состоянии напрямую управлять светодиодами, по крайней мере до тех пор, пока общая мощность, рассеиваемая кристаллом, не превысит максимально допустимую, равную 1 Вт.

Далее отмечу, что внутренняя структура линий параллельных портов отличается от той, которая была характерна для первых МК семейства х51. Линии всех четырех портов микроконтроллеров фирмы Cygnal одинаковы. Все они путем занесения информации в соответствующие регистры могут быть настроены как на работу в режиме с открытым коллектором, так и в режиме с подтягивающим резистором (роль последнего исполняет полевой транзистор соответствующей проводимости). Далее использование этих линий для вьшолнения закрепленных за ними альтернативных функций также требует разрешения путем записи единичек в соответствующие разряды регистров, отвечающих за выполнение этих функций. И последнее-каждая из линий каждого порта путем записи соответствующей информации в один из регистров, обслуживающих АЦП, может выполнять функции аналогового входа, т. е. возможна оцифровка аналогового сигнала, поданного на любую из 32 линий портов микроконтроллера.

Все вышеперечисленное означает, что в пользовательской программе должен быть предусмотрен фрагмент, который перед началом работы настроит используемые линии портов ввода/вывода на функционирование в нужном режиме. Подобные фрагменты отсутствуют в программах, которые были написаны и оттранслированы для других МК семейства х51, произведенных иными производителями. Следовательно, для микроконтроллеров фирмы Cygnal простой перенос (на уровне оттранслированных кодов) программ, написанных для иных 51-х МК, оказывается невозможным - вы должны взять исходник, внести в него команды, которые осуществят соответствующую на-

стройку используемых линий портов, перетранслировать полученную программу, после чего она может работать на МК фирмы Cygnal.

Еще одна особенность, которую нужно иметь ввиду - сторожевой таймер CygnaloBCKHX контроллеров после сброса оказывается в активном состоянии, и если его не отключить, то по прошествии заданного промежутка времени он осуществит пересброс МК. Если вы не планируете использовать этот таймер, то вам нужно предусмотреть его отключение при инициализации МК. Осуществляется это при помощи последовательно выполняемых контроллером команд:

CLR MOV MOV SETB

WDTCN,#ODEH WDTCN,#OADH ЕА

где WDTCN - регистр сторожевого таймера, размещенный в регистровом пространстве МК по адресу OFFH.

Приведенные выше команды необходимо разместить в начале программы, там же, где будут размещены вышеупомянутые команды настройки линий портов. Таким образом, использование микроконтроллеров фирмы Cygnal требует обязательной перекомпиляции ранее написанньгх программ. Хотя, конечно, особой проблемы в этом нет - исходники у разработчиков всегда под руками.

Кстати, нужно отметить, что поставляемое фирменное ПО работает под Windows (точнее, не работает под DOS - как ни крути, на дворе уже третье тысячелетие). В связи с этим у похожих на меня любителей работать по старинке под DOS, появляются некоторые проблемы, обусловленные необходимостью привыкания к новой среде. К тому же может возникнуть нужда подредактировать исходники, если директивы ассемблера в новой и в старой среде пишутся по-разному.

О каких еще особенностях новых микроконтроллеров хотелось бы сказать? Очень интересно у них сделана система тактирования контроллера. МК могут работать как от встроенного тактового генератора, так и от генератора с внешним частотнозадающим элементом. В качестве последнего может использоваться не только кварцевый или керамический резонатор, но и RC-цепочка и даже отдельная емкость. Естественно, возможна работа и с тактовой последовательностью, формируемой каким-либо внешним в отношении к МК генератором.

При включении микроконтроллер начинает работать с внутренним генератором, функционирующим на частоте 2 МГц. При этом, как будет показано ниже, его быстродействие на операциях, не требуй-ющих работы с внешней памятью и портами ввода/вывода, оказывается выше, чем у стандартного х51, работающего с 12-мегагерцовыМ кварцем. Занесением информации в соответствующий регистр вй

можете увеличить частоту внутреннего генератора до 4, 8 или 16 МГц, а также переключиться на работу от внешнего частотнозадающего элемента. Все переключения возможны на лету , т. к. работа микрокопт-роллера при этом не сбивается. Разработчики МК рекомендуют использовать подобные переключения в устройствах, критичных к энергопотреблению - когда нет необходимости в высоком быстродействии, вы можете переключиться на энергосберегающие внутренние 2 МГц, когда возникнет необходимость в быстром обсчете - переключитесь на работу с внешним 25~мегагерцовым кварцем.

Помимо 8- или 12-разрядного АЦП все перечисленные контроллеры имеют в своем составе по два компаратора. Их выводы, правда, нельзя подключать, как АЦП, к любой линии любого порта, т. к. они привязаны к линиям порта 1 (Р1.0-Р 1.5). Кроме того, еще один внутренний (недоступный пользователю) компаратор отслеживает уровень питающего напряжения, и если последний станет ниже допустимого, то компаратор (при наличии разрешающего сигнала на входе MONEN) осуществит пересброс микроконтроллера.

Еще несколько приятных особенностей имеется у АЦП. Первое - предусилитель с программно устанавливаемым коэффициентом усиления от 0,5 до 16 с шагом 2 (по старту он равен 1). Вторая особенность носит название оконный компаратор . Это аппаратное устройство, которое может отслеживать, находится ли измеренный при помощи АЦП сигнал внутри окна, границы которого заданы содержимым в соответствующих регистрах, и если сигнал выйдет за установленные рамки, установится флаг соответствующего прерывания.

Система прерываний микроконтроллеров содержит 19 векторов, в сравнении со стандартными пятью у первых х51. Это прерывания, обслуживающие все внутренние аппаратные ресурсы новых микроконтроллеров. Отмечу еще, что к двум стандартным добавлено еще 4 дополнительных внешних прерывания.

Рассматриваемые микроконтроллеры (С8051F206, С8051F220/221/226, C8051F230/231/236) имеют 8 кбайт программной Flash-памяти (микроконтроллеры старших семейств имеют на борту 32-64 кбайт). Программирование ее осуществляется через JTAG-интерфейс. Помимо Flash-памяти программ, имеется еще 128 бит Flash-памяти данных. Данные, занесенные в этот сегмент, не теряются при выключении питающего напряжения. Необходимо только учитывать, что хранящиеся во Flash-памяти данные нельзя переписывать также легко, как и данные в обычном ОЗУ. Перед изменением содержимого ячейки Flash-памяти ее нужно стереть. При этом, правда, стирается содержимое всего сегмента (всех 128 ячеек). В связи с этим перед стиранием содержимое этого сегмента нужно перепи-

сать в ОЗУ (например, в старшие 128 байт внутренней оперативной памяти данных), там осупдествить требуемые изменения, стереть содержимое Flash-памяти данных, после чего вернуть во Flash-память данные из внутренней оперативной памяти. Нельзя сказать, что это - самый удобный способ работы с Flash-памятью данных, но в общем, не так уж он и сложен.

Кстати, микроконтроллеры Cygnal имеют возможность программно изменять содержимое Fiash-naMHi и программ (вдумайтесь в сказанное!). Трудно придумать много сл)наев, зачем это может быть нужно, но по крайней мере один такой случай имеется - это возможность использования Flash-памяти программ для хранения более чем 128 байт данных, не стирающихся при отключении питания. В общем, у вас может быть в распоряженшг и 1, и даже 2 кбайта такой Flash-памяти данных, что в некоторых применеьпгях оказывается крайне полезно. Если режим записи во Flash-па.мять активирован, информация в нее заносится командой MOVX, а читается командой MOVC. Кстати, разработчики микроконтроллера также позаботились и о том, чтобы случайный сбой не вызвал изменения содержимого памяти программ - процедура активации разрешения записи информации во Flash-память предусмат-риваег несколько обращений к регистрам, и вероятность подобной последовательности действий при сбое ничтожно мала.

Несколько иначе, чем в стандартных МК, реализована и защита памяти программ от несанкционированного считывания. Занесением соответствующей информации в две старшие ячейки Fiash-памя-ти программ закрывает возможность считывания (порознь или всех вместе) каждого из килобайтных секторов программной памяти. Попытка стереть содержи.мое сектора, в котором расположены эти ячейки, приводит к стиранию всей программной памяти. Далее, часть программной памяти ниже заданного пользователем значения не может быть прочитана при помощи команды MOVC, что также защищает ее от несанкционированного чтения.

Теперь перейдем к обещанным результатам сравнения производительности CygnaFoBCKHX контроллеров и стандартных МК семейства х51. Для начала обратимся к рис. 2, на котором представлена пиковая производительность новых контроллеров в сравнении с аналогичным параметром других популярных МК.

Видно, что пиковая производительность 25-мегагерцового CygnaloBCKoro контроллера составляет 25 MIPS, что ыа самом деле попросту является следствием того, что простые инструкции в нем выполняются за 1 такт, которых в микросекунде при тактовой частоте МК в 25 МГц ровно 25, не больше и не меньше. У ЗЗ-мегагерцового 80С51 оТ Philips этот параметр, как следует из рис. 2, примерно раз в 8 меньше, а у

Cygnai Mrcrochip Philips ADuC812 CIP-51 PiCI7C75x 80C5I 8C51

l25KHzclk) i33MH2ClK) (33MHzclk) (leMHzclk)

Рис. 2

12-мегагерцового, если следовать этим цифрам, пиковая производительность должна быть ниже, чем у ЗЗ-мегагерцового, еще раза в 2,5.. .3.

Однако приведенные параметры только качественно отражают ситуацию, показывая, что CygnaioBCKne контроллеры быстрее стандартных изделий от Phihps или Atmel. Прини.мать же во внимание при расчетах численные значения этих параметров я не реко.мендовал бы. Реальное быстродействие можно оценить лишь при прогоне на МК фрагментов реальных программ, типичных д;гя многих применений. Собственно, именно это и было сделано.

В качестве тестовой программы использовался фрагмент программы реализованного программным образом тг-регулятора. В этом фрагменте вьшолня;шсь агедующие действия; сравнение двух двухбайтовых чисел, нахождение их разности (это разность между заданной величиной и ее измеренным значением), накопление разности в пятибайтовом интеграторе с ограничением накопленного сверху и снизу, многобайтовое умножение и деление накопленной суммы и сложение ее с произведением двухбайтовой константы и разности межд,у заданным и измеренным значениями. Длина программы составляет три с гю-ловиной сотни строк на ассемблере составляет чуть более 500 байт после трансляции. Запущенная на 12-мегагерцовом МК 89С51 от Atmel, она была выполнена за 1,208 мкс. Cygnaloвcкий контроллер, работающий на тактовой частоте 2 МГц, справился с ней за миллисекунду. Другими словами, при в 6 раз более низкой тактовой частоте последний показал производительность, в 1,2 раза более высокую, чем стандартный х51. Следовательно, нареальной смеси команд, характерной для типичных вычислительньпс применений (т. е. без обращений к внешней памяти и портам ввода/вывода), микроконтроллеры от Cygnal работают в 7.. .7,5 раз быстрее, чем стандартные х51 на той же тактовой частоте. С учетом того, что верхняя тактовая частота CygnaloBCKHx контроллеров составляет сегодня 25 МГц, преимущество их на этой частоте над 12-мегагерцовыми стандартными х51 составит гфимерно 15 раз, а ожидаемые 33-мегагерцовые изделия от Cygnal н вовсе в два десятка раз обгонят старые добрые 12-мегагерцовыех51. Однако, подчеркну еще раз, это справедливо лишь для типичных вычислительньгх применений, без