Проектирование микроконтроллера

курсовая работа

1.2 Микроконтроллеры семейства Fujitsu F2MC-16FX

16-разрядные микроконтроллеры семейства F2MC-16LX имеют архитектуру с общей памятью программ и данных, без явных различий между командами и данными. Микроконтроллеры обеспечивают типовую производительность в 16 MIPS (миллионов команд в секунду), используются в разработках домашней и офисной электронной техники, систем безопасности, автомобильной автоматики и др.

Семейство включает около сотни разных типов микроконтроллеров, различающихся максимальной внутренней частотой (8, 16, 20, 24 МГц), типом энергонезависимой памяти ROM (масочные, однократно программируемые и Flash версии), объёмом ROM (от 24 до 384 Кбайт), объёмом оперативной памяти RAM (от 1 до 16 Кбайт). В микроконтроллерах семейства в разных комбинациях размещаются более 15 типов периферийных устройств с разными характеристиками (таймеров, модулей ввода/вывода, аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей, широтно-импульсных модуляторов, контроллеров управления шаговыми двигателями и др.).

Микроконтроллеры семейства F2MC-16LX производятся по современной 0.8 или 0.5 мкм CM OS-технологии. При разработке данного семейства особое внимание было уделено снижению энергопотребления микроконтроллеров.

16-разрядное ядро микроконтроллеров семейства способно обрабатывать данные с форматами бита, байта, слова и, посредством 32-разрядного аккумулятора, - двойного слова. Использование низкочастотных кварцевых резонаторов позволило существенно снизить уровень электромагнитных излучений. Встроенная схема синтезатора частоты обеспечивает умножение частоты внешних тактовых импульсов в 0,5; 1; 2; 3 и 4 раза.

Внутренняя 24-разрядная шина адреса позволяет адресоваться к единому пространству программ и данных с максимальным объемом 16 Мбайт. Память адресуется в линейном режиме (24-разрядным адресом) и в режиме адресации банков. Все 16 Мбайт адресуемого пространства разбиты на 256 банков объемом по 64 Кбайта.

Система команд насчитывает более 300 команд и работает с 1-, 8-, 16 - и 32-разрядными данными. Используются различные режимы адресации: непосредственная, прямая, косвенная регистровая, косвенная по счетчику команд и по аккумулятору. В систему команд входят команды пересылок и переходов, арифметических, логических и сдвиговых операций, операций умножения/деления со знаком и без знака, битовых операций и операций управления, строковых операций.

Процессоры F2MC-16LX способны обрабатывать до 256 аппаратных и программных прерываний с восемью уровнями приоритета.

Rash-память микроконтроллеров программируется стандартными JEDEC совместимыми командами и обрамлена схемами организации интерфейса.

Дополнительное напряжение питания для программирования не требуется. Программирование может выполняться на обычных программаторах или через последовательный порт. Flash-память обеспечивает минимум 10000 циклов стирания/записи. При этом гарантированное время сохранения информации 10 лет.

Все встроенные периферийные модули микроконтроллеров связаны с ядром внутренней системной шиной. В состав периферийных устройств входят 8/16-разрядные программируемые генераторы импульсов (Programmable Pulse Generator, PPG), выполняющие функцию ШИМ-генератора.

Каждый микроконтроллер семейства располагает как минимум одним многофункциональным 16-разрядным таймером I/O, работающим совместно с модулями захвата входа и сравнения выхода и формирующим запрос прерывания по запрограммированному событию.

Ряд микроконтроллеров оснащен двумя 8/16-разрядными реверсивными счетчиками/таймерами, располагающими шестью входами событий и работающими в режиме таймера, реверсивного счетчика и в режиме замера разницы фаз, используемом для измерения угла поворота и числа оборотов ротора электродвигателя, а также для других подобных целей.

Некоторые микроконтроллеры оснащены 16-разрядными таймерами/счетчиками PWC (Pulse Width Counter), позволяющими измерять время между внешними событиями, период и ширину входного импульса, формировать прерывание по фиксированному интервалу.

В каждом микроконтроллере обязательно имеется 8-канальный АЦП последовательного приближения с устанавливаемым пользователем разрешением в 8 или 10 разрядов. Время преобразования при внутренней тактовой частоте 16 МГц составляет от 6,13 до 26,3 мкс.

Три микроконтроллера семейства оснащены 8-разрядными ЦАП с архитектурой R-2R и временем преобразования 12,5 мкс.

К специфической периферии можно отнести четырехканальные контроллеры шаговых двигателей.

Также специфической периферией являются контроллер драйвера жидкокристаллического дисплея (LCD) и генератор акустического сигнала. Контроллер драйвера LCD обеспечивает непосредственное управление жидкокристаллическим дисплеем и располагает 4 выводами общих сигналов и 32 выводами сигналов сегментов.

Во всех микроконтроллерах семейства организованы сторожевой таймер и 18-разрядный таймер временной базы, синхронизируемый тактовой частотой системы и позволяющий на основе заданных интервалов времени формировать запросы прерывания. Практически все микроконтроллеры имеют часы реального времени - или автономные, или аппаратно-организованные совместно с другими таймерами. Часы реального времени отсчитывают секунды, минуты и часы; выполняют корректировку девиации частоты; формируют запрос прерывания в заданный момент времени.

Большое разнообразие типов микроконтроллеров с различным набором периферийных модулей позволяет оптимизировать выбор микроконтроллера под конкретную задачу. [2]

Делись добром ;)