Microcontrolere

MICROCONTROLERE

1.1.1 Caracteristici principale

Microcontrolerul (MCU) MC68HC811E2, realizat în tehnologie de înalta densitate CMOS (HCMOS), contine în aceeasi structura periferice de mare complexitate. Datorita faptului ca are în componenta numai circuite statice poate functiona cu frecvente de ceas de la zero pâna la valoarea maxima, la acest tip pentru magistrala interna fiind de 2MHz.

Referitor la schema bloc din figura 1, care reda principalele blocuri functionale, se adauga si urmatoarele caracteristici oferite:

- sistem timer pe 16 biti cu patru prescalere programabile;

- putere mica pentru alimentare pentru regimurile STOP si WAIT;

- interfata periferica seriala (SPI);

- interfata seriala de comunicare evoluata (SCI);

- circuit acumulator de impuls organizat pe 8 biti;

- instructiuni de test al nivel de bit si de ramificare a programului;

- circuit de întreruperi în timp real;

- memorie EEPROM de 2Ko;

- memorie RAM statica de 256 octeti;

- convertor analog-digital cu 8 canale.

Figura 1. Schema bloc a microcontrolerului tip MC68HC811E2

1.1.2 Moduri de operare

MCU foloseste doi pini dedicati (MODA si MODB) pentru a selecta unul dintre cele doua moduri de baza sau unul din doua moduri speciale de operare. Modurile de baza de operare sunt single-chip si expandat-multiplexat; modurile speciale de operare sunt bootstrap si test special. Paragrafele urmatoare descriu aceste moduri.

a) Modul single-chip (MODUL 0)

În acest mod MCU functioneaza ca un microcontroler auto continut si nu are adrese externe si magistrala de date. Acest mod asigura utilizarea maxima a pinilor pentru functiile on-chip peripheral (periferice pe chip), si toate adresele si activitatea de date se desfasoara în interiorul MCU.

b) Modul expandat (MODUL 1)

În acest mod MCU poate adresa peste 64 kocteti din spatiul de adrese. Bitii adreselor de ordin superior sunt extrasi pe pinii portului B, si bitii adreselor de ordin inferior si ai magistralei de date sunt multiplexate pe pinii portului C. Pinul AS asigura folosirea iesirii de control în procesul de demultiplexare a adreselor de ordin inferior pe portul C. Pinul este folosit pentru a controla directia transportului de date pe bus-ul (magistrala) portului C.

c) Modul bootstrap

În acest mod, toti vectorii sunt cititi din cele 192 locatii dispuse într-o zona a memoriei EEPROM unde sunt înregistrate subrutine care realizeaza functii de testare si diagnosticare completa a modulelor precum si subrutine folosite la programarea MCU cu programe utilizate în aplicatii concrete de lucru. Tot aici sunt înregistrate si subrutinele de initializare si configurare a programului de control a interfetei de comunicare seriala (SCI) stabilind rata de transfer si formatul cuvântului (numarul de biti de date, paritatea, numarul de biti de stop etc). În modul bootstrap un bit special poate fi setat pentru auto-test. Acest mod poate fi schimbat cu alte moduri de lucru folosind programul de control.

d) Modul test

Acest mod de lucru este, în primul rând, folosit pentru verificarea microprocesorului dupa fabricare (la producator); totusi, ulterior el poate fi utilizat pentru etalonare ori pentru memorarea unor constante în EEPROM. În acest scop, un bit special a fost configurat pentru a permite accesul la un numar de biti ai test-controlului. Si acest mod poate fi schimbat cu alte moduri sub programul de control.

1.1.3 Descrierea semnalelor MCU

a) VDD si VSS

Acestia sunt pinii prin care microcontrolerul se alimenteaza cu energie electrica conectând VSS la borna minus si VDD la borna plus (+5 volti, ±0,5V) a sursei de alimentare.

b) Semnalul pe acest pin este bidirectional, activ în starea jos. Folosit drept intrare, pe acest pin se aplica semnalul de initializare a MCU când acesta porneste si o stare în care, ca iesire, trecuta în timp cu drena în gol indica faptul ca o defectiune interna a fost detectata fie în ceasul monitor, fie în circuitul propriu-zis de operare (circuitul COP).

c) XTAL, EXTAL

Acesti pini asigura interconectarea fie cu rezonatorul mecanic (cuart) al oscilatorului de ceas fie cu un generator extern compatibil CMOS pentru controlul circuitului generator al ceasului intern. În general frecventa oscilatorului trebuie sa fie de câteva ori mai mare decât frecventa de functionare a circuitelor interne. În fig. 2-4 sunt redate posibilitatile de realizare a circuitelor oscilatorului.