Микроконтроллеры семейства MCS-96 являются микропроцессорными устройства-
ми синхронного типа. Выполнение всех действий в микроконтроллере привязано во вре-
мени к тактовым сигналам, вырабатываемым внутренним генератором тактовых импуль-
сов. Частота следования тактовых импульсов стабилизируется с помощью внешнего квар-
цевого резонатора. Высшее значение тактовой частоты (Fmax) у микроконтроллеров раз-
ных типов может иметь значение 10, 12, 16 и 20 МГц.
Основными функциональными частями микроконтроллера являются процессор, па-
мять и периферия (набор периферийных устройств).
В состав процессора входят арифметико-логическое устройство (АЛУ, ALU) и реги-
стровое оперативное запоминающее устройство (РОЗУ, RRAM).
АЛУ В отличие от микроконтроллеров других семейств АЛУ микроконтроллера се-
мейства MCS-96 не имеет регистра-аккумулятора. В качестве регистра-аккумулятора мо-
жет использоваться любой регистр РОЗУ.
На частоте 16 МГц АЛУ выполняет 2 млн. оп/с при выполнении элементарных опе-
раций над знаковыми/беззнаковыми данными длиной 1 или 2 байт. Для этих чисел имеют-
ся также и операции умножения и деления (быстродействие: 580 тыс. умножений/сек, 330
тыс. делений/сек).
РОЗУ у микроконтроллеров разных типов может содержать 232, 360, 488 или 1000
восьмиразрядных регистров. Регистры РОЗУ используются для хранения только данных.
Память представлена постоянным запоминающим устройством (ПЗУ, ROM). У мик-
роконтроллеров некоторых типов в состав памяти входит оперативное запоминающее
устройство (ОЗУ, RAM). Ячейки памяти в ОЗУ и ПЗУ могут использоваться для хранения
данных и команд программы.
ПЗУ у контроллеров разных типов может содержать 8К, 12К, 16К, 24К или 32К
восьмиразрядных ячеек памяти. В ПЗУ имеется область, предназначенная для хранения
специальных данных (векторы прерывания, ключ защиты ПЗУ и другие специальные ко-
ды).
ОЗУ у контроллеров разных типов может иметь 128, 256 или 512 восьмиразрядных
ячеек памяти. При использовании ОЗУ для размещения команд программы открывается
возможность выполнять модификацию команд в процессе выполнения программы.
Процессор обращается к памяти через контроллер памяти (КП, МС). Через контроллер
памяти осуществляется также обращение к внешней памяти, реализованной с помощью
микросхем ОЗУ и ПЗУ. Контроллер памяти позволяет при одном обращении к памяти
считывать или записывать как восьмиразрядные, так и шестнадцатиразрядные коды.
Максимальный суммарный объем внешней и внутренний памяти (без РОЗУ) у микро-
контроллеров большинства типов составляет 64Кх8 бит. У микроконтроллеров подсемей-
ства NT суммарный объем памяти может быть доведен до 1Мх8 бит. Микроконтроллеры,
в обозначении типа которых на втором месте стоит цифра 0 (Х=0), не имеют внутреннего
ПЗУ. Его функции реализуются с помощью микросхем ПЗУ, входящих в состав внешней
памяти.
ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА МИКРОКОНТРОЛЛЕРА семейства MCS-96
по выполняемым функциям могут быть отнесены к одной из шести групп:
1. устройства ввода и вывода данных, представленных многоразрядными двоичными ко-
дами;
2. устройства ввода и вывода отдельных дискретных сигналов (включено-выключено);
3. устройства ввода и вывода аналоговых сигналов;
4. устройства обмена данными с другими микроконтроллерами и центральным процес-
сором системы;
5. устройства приема и обслуживания запросов прерывания;
6. устройства контроля правильности функционирования микроконтроллера.
Работа периферийных устройств рассматривается в разделе 4. Для управления работой
периферийных устройств и определения их состояния используются регистры специаль-
ных функций (Special Function Registers - SFR).
ТАЙМЕРЫ Два 16-разрядных таймера TIMER1 и TIMER2 обеспечивают синхрони-
зацию работы устройства ввода-вывода импульсных сигналов (HSIO, High Speed In/Out
unit) с реальным временем и внешними событиями. TIMER1 синхронизируется изнутри,
тогда как TIMER2 синхронизируется снаружи.
CODE RAM Это дополнительное ОЗУ, в котором можно размещать исполняемый код.
Этот код будет выполняться очень быстро, так как Code RAM имеет 16-разрядный интер-
фейс с нулевым циклом ожидания. Code RAM может принести существенную пользу в
задачах, где требуется максимально быстрое выполнение только небольших фрагментов
кода, позволяя при этом использовать сравнительно медленное и дешевое 8-битное ПЗУ
для хранения остальной части программы. Конечно, эту память можно использовать и для
размещения данных или стека.
ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ Общее потребление - не более 75 мА на частоте 16 МГц.
Имеются режимы с пониженным энергопотреблением: IDLE (30 мА) и POWER DOWN
(0,1 мА).
ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ДИАПАЗОН КОРПУСА Существует четыре разновидности по
температурному диапазону работы: коммерческий (0...+70 градусов), расширенный (-
40...+85), автомобильный (-40...+125) и военный. Кроме того, микроконтроллеры могут
быть подвергнуты динамической электротермотренировке. ИС устанавливаются в корпуса
типов: PLCC-68, QFP-80, керамический LCC-68, и керамический PGA-68.
Регистровое
ОЗУ
232 - 1000
ЦПУ
РАЛУ
Контроллер
ПЗУ
32К
ОЗУ
512 байт
Порт 5
АЦП
байт
Регистры
спец.
назначения
24 байт
Устройство
микропрогр.
управления
прерываний
Сервер
периферийных
транзакций
Контроллер
памяти
Очередь
команд
Сигналы
управления
Порт 3
AD 7:0
Порт 4
AD 15:8
8/10 бит
Сторожевой
таймер
Шина
Адреса/
Данных
MUX Порт 0 Генератор
SIO 0
Таймер 1
Массив
3-х фазный
ШИМ-
8 Порт 0
скорости
приема/
передачи
SIO 1
Таймер 2
процессоров
событий
EPA
генератор
периодич.
сигналов
генератор
PWM0
PWM1
Аналого-цифровой
преобразователь
Порт 1
Порт 2
Порт 6
Последовательный
ввод-вывод
Внешнее
прерывание
Генератор
периодич. сигналов
