Объявление

Свернуть
Пока нет объявлений.

Микроконтроллеры фирмы Intel с портом USB

Свернуть
X
Свернуть

  • Микроконтроллеры фирмы Intel с портом USB

    Универсальная последовательная шина (Universal Serial Bus, USB) предназначена для подключения к персональному компьютеру различных внешних устройств. Для управления внешними устройствами и подключения их к шине используются микроконтроллеры с портом USB, входящие в состав внешних устройств.
    Современный персональный компьютер (ПК) имеет один или два порта USB, при этом к нему могут быть подключены до 127 внешних устройств (ВУ), каждое из которых может иметь до 16-ти адресуемых точек ввода-вывода. Увеличение числа подключаемых ВУ выполняется за счет разветвления шины. Разветвляющее устройство (hub, концентратор) может быть конструктивно объединено с контроллером внешнего устройства. Такое объединенное устройство содержит один входной порт для подключения к ПК и несколько выходных портов, к которым подключаются другие внешние устройства или концентраторы.
    Шина, соединяющая порты USB, содержит четыре провода, два из которых (Dр и Dm) используются для передачи данных, а два других (+5 В и GND) могут быть использованы для подачи в ВУ напряжения питания. Подключение к шине внешних устройств может производиться в процессе работы системы без выключения напряжения питания.
    Обмен данными между ПК и ВУ выполняется всегда по инициативе ПК. Передача ведется в полудуплексном режиме со скоростью 12 Мбит/с (полная скорость) или 1,5 Мбит/с (низкая скорость), при этом к шине могут быть одновременно подключены устройства, работающие с полной и с низкой скоростью.
    Один акт обмена данными между ПК и ВУ (транзакция) содержит пересылки трех пакетов - пакета-маркера из ПК в ВУ, пакета данных из источника в приемник и пакета подтверждения из приемника в источник. Пакет-маркер (32 бита) определяет направление и тип пересылки. Он содержит адресное поле (11 бит), в котором 7 бит определяют номер внешнего устройства и 4 бита - номер точки ввода-вывода в данном устройстве. Пакет данных может содержать до 1023 байтов данных.
    Фирма Intel выпускает микроконтроллеры с портом USB, входящие в состав двух семейств - 930 и 931. Микроконтроллеры семейства 930 выполнены на базе микроконтроллера семейства MCS-251, а микроконтроллеры семейства 931 - на базе микроконтроллера семейства MCS-51. В оба семейства входят микроконтроллеры, выполняющие только функции контроллера ВУ и микроконтроллеры, выполняющие кроме того функции концентратора с разветвлением шины на 4 направления. Входящие в оба семейства микроконтроллеры различаются емкостью внутреннего постоянного запоминающего устройства (IROM), предназначенного для хранения команд программы и констант.
    В табл. 1 приведены обозначения типа микроконтроллеров, указана емкость IROM и отмечено наличие или отсутствие концентратора.
    Таблица 1.

    Семейство Тип МК IROM Концентратор
    930 80930AD --- нет
    83930AD 8Кх8 нет
    83930AE 16Кх8 нет
    80930HD --- есть
    83930HD 8Кх8 есть
    83930HE 16Кх8 есть
    931 80931AA --- нет
    83931AA 8Кх8 нет
    80931HA --- есть
    83931HA 8Kx8 есть
    Микроконтроллеры всех типов обоих семейств выпускаются в корпусе PLCC68.
    Микроконтроллеры с концентратором работают только при полной скорости обмена.
    Микроконтроллер типа 8X931YA (X=0,3; Y=A,H) по своим характеристикам наиболее близок к микроконтроллеру типа 8XC32/8XC52 фирмы Intel. Он имеет систему команд MCS-51, содержащую 111 команд. В состав микроконтроллера входит внутреннее оперативное запоминающее устройство для хранения данных (IRAM) емкостью 256 х 8 бит. Первые 32 ячейки IRAM могут использоваться как регистры общего назначения, которые объединены в 4 регистровых банка. К микроконтроллеру могут подключаться внешнее постоянное запоминающее устройство для хранения команд программы и констант (EROM) и внешнее оперативное запоминающее устройство для хранения данных (ERAM) емкостью до 64K х 8 бит каждое.
    В группу периферийных устройств входят 4 восьмиразрядных параллельных порта ввода-вывода (P0, P1, P2, P3), усовершенствованный последовательный порт (ESP), три таймера-счетчика (Т/С0, Т/С1, Т/С2) и входной порт USB. Микроконтроллер имеет 4 выхода для непосредственного подключения светодиодов. Микроконтроллер типа 8Х931НА, кроме того, содержит блок концентратора и 4 выходных порта USB.
    Входной порт USB имеет 3 адресуемых точки ввода-вывода, с каждой из которых связана пара стеков типа FIFO. Один стек в паре используется при вводе байтов, другой - при выводе. Стеки в двух парах имеют емкость 8 х 8 бит, а в третьей паре - 16 х 8 бит. Одна точка ввода-вывода (Э0) используется для ввода управляющей информации и вывода информации о состоянии внешнего устройства, а две другие точки - для ввода-вывода данных. В блоке концентратора имеется дополнительная пара стеков типа FIFO емкостью 8 х 8 бит.
    Микроконтроллеры типа 83931YA могут использоваться в качестве контроллера клавиатуры, имеющего 20 выходов и 8 входов для сигналов сканирования клавиатуры. Выходами являются выводы портов Р1, Р2 и четыре вывода порта Р3, а входами - выводы порта Р0.
    Микроконтроллеры семейства 931 могут работать с кварцевым резонатором с частотой 12 МГц или 6 МГц (только при низкой скорости передачи), при этом тактовая частота работы микроконтроллера может быть установлена равной 6 МГц или 3 МГц.
    Ток потребления зависит от тактовой частоты. В рабочем режиме он имеет величину 70 мА и 50 мА соответственно. Микроконтроллер может быть переведен в режим холостого хода с током потребления 40 мА и 30 мА соответственно и в режим пониженного энергопотребления с током потребления 150 мкА.
    Микроконтроллер типа 8Х930YZ (X=0,3; Y=A,H; Z=D,E) по своим характеристикам наиболее близок к микроконтроллеру типа 8ХC251SA/SB фирмы Intel. Он имеет систему команд MCS-251, содержащую все 111 команд системы команд MCS-51 и 157 новых команд. По новым командам могут выполняться арифметические, логические и пересылочные операции с данными, имеющими формат 8 бит, 16 бит и 32 бита, при этом в качестве источников операндов и приемников результатов используются регистры, пары регистров и четверки регистров. Предусмотрен режим работы, в котором программы, содержащие только команды системы MCS-51, могут выполняться без внесения каких-либо изменений.
    В состав микроконтроллера входит регистровое запоминающее устройство (RRAM), содержащее 54 восьмиразрядных регистра общего назначения. В него входят 32 регистра, образующих 4 регистровых банка. Для обращения к регистрам в RRAM и к некоторым другим регистрам (А, В, DP, SP) используются адреса, образующие в совокупности регистровый файл объемом 40 адресов для восьмиразрядных регистров.
    Микроконтроллер имеет внутреннее оперативное запоминающее устройство для хранения данных (IRAM), емкостью 1K х 8 бит. Регистры, образующие регистровые банки, в состав IRAM не входят. К микроконтроллеру могут подключаться внешние запоминающие устройства общей емкостью до (4 х 64K- 1056) х 8 бит.
    В группу периферийных устройств входят четыре параллельных восьмиразрядных порта ввода- вывода (Р0, Р1, Р2, Р3), усовершенствованный последовательный порт (ESP), три таймера-счетчика (Т/С0, Т/С1, Т/С2), программируемый счетный блок (РСА), сторожевой таймер (WDT) и входной порт USB. Микроконтроллер типа 8Х930HZ, кроме того, имеет блок концентратора и 4 выходных порта USB.
    Программируемый счетный блок содержит счетчик и пять счетных модулей, каждый из которых может работать в режиме захвата, программного таймера, быстрого ввода и широтно-импульсного модулятора, а один из модулей, кроме того, - в режиме программного сторожевого таймера.
    Порт USB имеет четыре адресуемых точки ввода-вывода, с каждой из которых связана пара стеков типа FIFO. Стеки в трех парах имеют емкость 16 х 8 бит, а в одной паре стеки могут иметь емкость до 1K х 8 бит. Выпускается модификация микроконтроллера с шестью адресуемыми точками ввода-вывода и стеками емкостью 16 х 8 в двух парах, 32 х 8 в трех парах и 256 х 8 в одной паре.
    В микроконтроллерах семейства 930 (MCS-251) обращение к IROM выполняется за 2 такта, при этом одновременно считываются 2 байта и формируется очередь байтов кодов команд. Обращение к внешней памяти для чтения байта кода команды выполняется за 4 такта ( в нестраничном режиме) или за 2 такта (в страничном режиме).
    При работе в нестраничном режиме внешний регистр адреса подключен к выводам порта Р0 и используется для хранения младшего байта кода адреса. В страничном режиме внешний регистр подключен к выводам порта Р2 и используется для хранения старшего байта кода адреса. При этом в случае, когда в очередном адресе команды изменяется только младший байт, отпадает необходимость в выводе старшего байта. Обращение к внешней памяти для чтения или записи байта данных в обоих режимах выполняется за 6 тактов.
    В микроконтроллере имеется возможность вводить в цикл обращения к внешней памяти дополнительные такты для согласования скорости работы микроконтроллера и микросхем памяти. Число дополнительных тактов (тактов ожидания) может быть задано программно или определяться значением специального сигнала, подаваемого на один из выводов микроконтроллера.
    Микроконтроллеры семейства 930 работают при подключении кварцевого резонатора с частотой 12 МГц или 6 МГц (только на низкой скорости передачи), при этом тактовая частота работы микроконтроллера может быть установлена равной 3 МГц, 6 МГц или 12 МГц (при полной скорости передачи). Значения тока потребления в рабочем режиме (Iраб ) и в режиме холостого хода (Iхол) при разных значениях тактовой частоты (Fclk) и скорости передачи (BR) приведены в табл.2.
    Таблица 2.

    Fclk (МГц) Iраб/Iхол (мА)
    BR=12 Мбит/с BR=1,5 Мбит/с
    3 60/40 45/30
    6 --- 75/55
    12 150/100 ---
    В режиме пониженного энергопотребления микроконтроллер потребляет ток величиной 50 или 175 мкА в зависимости от состояния порта USB.
    Литература.
    1. 8Х931AA/8X931HA Universal Serial Bus Peripheral Controller. Advanced Information Datasheet. Intel.1998.
    2. 8X930AX Universal Serial Bus Microcontroller. Advanced Information. Intel.1997.
    3. М.Гук. Аппаратные средства IBM PC. Питер. 1998.

      Возможность размещать комментарии к сообщениям отключена.

    Метки статей

    Свернуть

    Меток пока нет.

    Новые статьи

    Свернуть

    • «NO EXCUSES» — специальная программа компании MOTOROLA
      admin
      Дмитрий Панфилов
      «NO EXCUSES» — специальная программа компании MOTOROLA

      Ни для кого не секрет, что микропроцессоры и микроконтроллеры находят самое широкое применение в различных областях науки и техники. Сегодня трудно указать область электроники, где не использовались бы микроконтроллеры. Количество простейших применений, требующих интеллектуального управления процессом, возрастает лавинообразно. Реализация гибких алгоритмов управления на базе микроконтроллеров дает широкому кругу разработчиков уникальный инструмент для создания «интеллектуальных» систем управления. Умение разумно его применять во многом определяет успех оборудования в конкурентной борьбе на рынке.

      MOTOROLA штурмует трехмиллиардный рубеж

      Статистика гласит, что наибольшую долю рынка встраиваемых систем управления занимают восьмиразрядные микроконтроллеры. Здесь показателен...
      10.02.2017, 14:56
    • Частотомер на PIC16F873 с двух строчным ЖКИ способный измерять частоты
      admin
      alt="" />Частотомер на PIC16F873 с двух строчным ЖКИ способный измерять частоты от 10Гц до 45МГц. Чувствительность по входу около 50мВ, входное сопротивление 250 Ком, входная ёмкость 15пФ. Питание девятивольтная батарея 6F22.В память можно вносить значения, которые будут, прибавлены к входной частоте или вычтены из неё.

      При входной частоте меньше 655.35 КГц вес младшего разряда 10Гц, при входной частоте меньше 6.5535 МГц вес младшего разряда 100Гц, при входной частоте больше 6.5535 МГц вес младшего разряда 1 КГц. Переключение диапазона измерения происходит автоматически.
      Схема прибора изображена на рис.1.Входной сигнал проходит через цепь J3, R8, R9, C7, C6...
      10.02.2017, 14:56
    • Управление нагрузкой 220В переменного напряжения с использованием симисторов
      admin
      Для плавного управления нагрузкой, например, лампой освещения, можно использовать симистор. Открывается симистор током при подачи на управляющий электрод импульса. Закрывается, когда ток, проходящий через него, становится равным нулю, когда переменное напряжение меняет знак.
      ...
      10.02.2017, 14:56
    • Управление модулем Ke-USB24A из Excel
      admin
      Всю прелесть программирования USB модуля Ke-USB24A можно оценить когда встает вопрос о необходимости написания программы на каком-либо не очень широко распространенном языке или для какой-либо среды, которая, казалось бы не предусматривает возможность работы с USB устройствами. Как тут быть? - разбираться с подключением библиотек, вызовами системных функци и т.д.? Все это зачастую бывает сложно. Модуль Ke-USB24A совсем другое дело!...
      10.02.2017, 14:55
    • Управление матрицей 8х8 - легко!
      admin
      Матрица управляется так же как и 7-сегментные индикаторы - динамически. Мега16 портом А управляет одной координатой (выбирает сторку для вывода инфы), порт С - выводит ту самую информацию. Информация берётся из массива.
      />

      />
      Что бы пользоваться редактором, нужно переменную STROKA из примера переименовать в rows_arr.
      Вложения: matrica8x8.fcf_avr (56 Кб) Любители ПИКов, вам не составит труда пореколбасить этот пример под ПИКи. Пришлось себя з...
      10.02.2017, 14:55
    • То, что улучшает нашу жизнь (микросхемы для домашних и игровых устройств)
      admin
      Журнал «Компоненты и технологии» №8 2001 г.
      Ракович Н. Н.

      "В человеке все должно быть прекрасно… и у него в доме тоже"
      (Почти по А. П. Чехову)
      В последнее время при чтении профессиональных электронных журналов и статей, посвященных использованию электронных компонентов, у меня возникло и окрепло унылое ощущение, что вся гигантская индустрия полупроводников существует лишь для создания компьютеров, интеллектуального промышленного оборудования и прочих столь же серьёзных изделий. Полное осознание этой тенденции произошло после знакомства с продукцией фирмы Holtek. Приятно удивило большое количество микросхем, которые не только улучшают быт или делают жизнь более безопасной, но и не дадут соскучиться при избытке свободного времени.
      Итак, что же предлагает Holtek для разработчиков бытовой электроники?
      Отдельной линейкой представлены микросхемы для цифровых медицинских термометров. Однокристальные КМОП ИС НТ7500, НТ7501, НТ7510 позволяют измерять температуру в диапазоне от +32°С до +42°С с точностью ±0,1°С. В приборах предусмотрена звуковая сигнализация окончания измерения, а автоматическое отключение питания и вывод информации на ЖКИ-дисплей в сочетании с 1,5 В батарейкой делают его очень экономичным. Модели НТ7500 и НТ7501 практически одинаковы, различаясь лишь тем, что в НТ7500 предусмотрены две шкалы (Цельсия и Фаренгейта), а в НТ7501 реализована только шкала Цельсия и функция самотестирования при включении. ИС НТ7510 идентична НТ7500, но при подключении к ней синтезатора речи НТ84018-0D можно создать "говорящий" термометр.
      Термометр фиксирует нездоровье. А причиной его могут стать самые разные проблемы, в том числе и расшалившиеся нервы. Помогая сохранить здоровье, Holtek предлагает семейство кодеров и декодеров, основное назначение которых - системы сигнализации и охраны: защита от взлома, противопожарная сигнализация, управление гаражными воротами, автомобильные охранные системы, системы безопасности, радиотелефоны и другие системы дистанционного управления.
      Рассмотрим кодеры и декодеры серий 212, 312, 318.
      Кодеры серии 212 (НТ12А/НТ12Е) - КМОП БИС для систем дистанционного управления. Они шифруют информацию, содержащую N адресных бит и 12-N бит данных. Каждый вход адреса/данных может быть установлен в одно из двух логических состояний (отсюда название серии). Зашифрованные адреса/данные передаются, начиная со старшего бита, через радиоканал или ИК-канал. Для увеличения функциональной гибкости предусмотрено управление передачей по сигналу ТЕ (НТ12Е) или по сигналам D8-D11. В НТ12Е дополнительно предусмотрен выход 38 кГц для ИК-систем.
      Декодеры серии 212 (НТ12D/НТ12F) - пара к кодерам этой же серии. Они принимают последовательные адреса и данные от кодера по радио- или по ИК-каналу. После троекратной проверки входных данных при отсутствии ошибок эти данные декодируются и поступают на выход. Декодеры серии 212 могут обрабатывать информацию, аналогичную для кодеров (N адресных бит и 12-N бит данных). НТ12D обеспечивает обработку 8 адресных бит и 4 бит данных, а НТ12F используется для декодирования 12-разрядной адресной информации.
      В кодерах серий 312 и 318 каждый вход адреса/данных может быть запрограммирован на три состояния, при...
      10.02.2017, 14:55
    Обработка...
    X