Микроконтроллер

Микроконтроллер, кварц и ОЗУ на печатной плате «Электроники МК-152» первых годов выпуска.

ЭКВМ «Электроника МК-152» и «Электроника МК-161» используют 8-битный микроконтроллер W77LE516P с ядром MCS-51 (ВЕ51), имеющий 64Кб основной флэш-памяти и работающий на частоте 22,1184 МГц. Существуют модификации этого контроллера, работающие на частотах 40-60 МГц и имеющие ППЗУ для встроенной программы размером в 128Кб.

Микросхема W77LE516P ставится на панельку PLCC-44. Позже производитель перешёл на микроконтроллер W77LE516F, припаивая его к плате. Это удешевляет производство, но затрудняет его замену и перепрошивку.

Производитель микроконтроллера — Nuvoton Technology Corporation (Тайвань), ранее Winbond Electronics Corporation (англ.). Относительно совместимые микроконтроллеры семейства 8051 также выпускались в СССР и выпускаются в России, Белоруссии и на Украине.

Ассемблер W77LE516P

Ассемблер W77LE516P совместим с системой команд Intel 8052, имея одну дополнительную инструкцию DEC DPTR (опкод 0a5H). На этом ассемблере написана встроенная программа, позволяющая владельцам ЭКВМ вводить и исполнять программы на входном языке.

Для изучения ассемблера можно пользоваться советскими материалами по КР1816ВЕ51 или даже по её предыдущей, более распространённой версии КМ1816ВЕ48, но лучше подходят материалы фирмы Intel или производителя — у W77LE516P есть свои особенности.

При размещении в памяти двухбайтовых целых чисел W77LE516P использует принцип «старшее по младшему адресу» (сперва идёт старший байт, после него младший). Этот принцип отразился на архитектуре и входном языке ЭКВМ.

Тайминг W77LE516P

Тактовый генератор на основе кварца BQ2 работает на частоте 22,1184 МГц. Один такт W77LE516P составляет 45,2112 нс. Эта частота называется OSC, она подаётся на входы XTAL1 и XTAL2, названные BQ1 и BQ2 в МК-161

Внутри кристалла эта частота делится пополам, чтобы тактировать шесть состояний S1-S6, составляющих один машинный цикл. Эта внутренняя частота называется CLK и равна OSC/2 = 11,0592 МГц

1 машинный цикл = 12 тактам = 542,535 нс

Частота машинных циклов равна 1,8432 МГц. Большинство команд однокристалки выполняется за 1 или 2 цикла. Команды умножения и деления выполняются за 4 машинных цикла.

Кристалл W77LE516P содержит

• память программ «APFLASH»: 64 Кбайт ППЗУ с адресами 0000…ffffH, программируемое изнутри (англ. ISP (In-System Programmable) AP Flash EPROM)
• память программ «LDFLASH»: 4Кб вспомогательное ППЗУ для программы-загрузчика с адресами 0000…0fffH (англ. Auxiliary Flash EPROM for loader program, LD Flash EPROM)
• память данных, 1 Кбайт статического ОЗУ для инструкции MOVX с адресами 0000…03ffH (англ. on-chip MOVX SRAM)
• регистровая память данных Scratchpad: 256 байт ОЗУ с адресами 00…ffH (англ. scratch-pad RAM)
• может адресовать 64 Кбайт внешней памяти программ с помощью инструкции MOVX (адреса 0000…ffffH)
• P0, P1, P2 и P3: четыре восьмибитных порта ввода-вывода (Port 0, Port 1, Port 2 и Port 3) — Port 0 has internal pull-up resisters enabled by software
• P4: один дополнительный 4-битный порт ввода-вывода (Port 4) и Wait State control signal (Port 4.0)
• CT0, CT1 и CT2: три 16-битных таймера/счётчика (Timer 0, Timer 1 и Timer 2)
• Watchdog Timer: программируемый сторожевой таймер
• Serial Port, Serial Port 1: два улучшенных полнодуплексных последовательных порта (англ. enhanced full duplex serial ports)
• 12 источников прерываний с двумя уровнями приоритета: 6 внешних, 3 прерывания от таймеров, 2 от последовательных портов и 1 от сторожевого таймера
• DPTR и DPTR1 (DPL/DPH и DPL1/DPH1): два 16-битных указателя данных для ускорения передачи блоков памяти
• поддержку трёх режимов энергосбережения: Economy, Idle и Power Down

Карта памяти W77LE516P:

Ссылки

• Intel 8051 в Википедии
• Корпус PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) на английской Википедии (англ.)
• Микроконтроллеры 8051 на сайте производителя Nuvoton (англ.)
• MCS-51 Microcontroller Family User's Manual, Intel, 1994 (pdf) (англ.)
• Data Sheet по W77L516A/W77L516A25PL на сайте Nuvoton (pdf) (англ.)
• Data Sheet на W77LE516/W77LE516P-25 (Winbond, pdf) (англ.)
• Single Page MCS-51™ Instruction Set Summary (pdf) (англ.)

Это заготовка статьи. Вы можете помочь проекту, дополнив её.