ADuC ist der Name einer Familie von 8- Bit- Mikrocontrollern der amerikanischen Firma Analog Devices . Es hat viele Mitglieder, die sich in der Speichergröße sowie in der Anzahl und Art der integrierten Peripheriegeräte unterscheiden. Alle Mitglieder basieren auf der von Intel entwickelten Architektur mit dem berühmten 8051- Mikrocontroller .
Da AD (Analog Devices) auf analoge Schaltungen spezialisiert ist, ist es nicht verwunderlich, dass die angebotenen Mikrocontroller dank integrierter Analog-Digital-Wandler ideal für die Verarbeitung analoger Signale sind . Die Ausgänge sind digital und / oder analog. Eine einzelne Komponente ist daher perfekt in der Lage, Funktionen wie Datenerfassung, Regulierung usw. auszuführen.
Betrachten Sie als Beispiel eines der ersten Familienmitglieder, den ADuC812. Dieser ist im Quad Flatpack-Paket mit 52 Pins erhältlich.
Der ADuC812 ist ein vollständig integriertes analoges Datenerfassungssystem. Es ist um ein 8051- Herz gebaut ; Dies wird im Artikel, auf den verwiesen wird, ausführlich beschrieben. Wir werden uns daher damit begnügen, die Ergänzungen der Basisarchitektur zu diskutieren. Denken Sie daran, dass der 8051 sehr geschickt entwickelt wurde, um Erweiterungen zu ermöglichen. Daher wurde im 8051 eine große Anzahl von SFRs (Sonderfunktionsregister zur Steuerung von Peripheriegeräten) nicht zugewiesen.
Der ADuC812 bietet:
Der 812 verfügt über einen sukzessiven Approximations-A / D-Wandler mit einer Auflösung von 12 Bit, dem ein 8-Kanal-Analogmultiplexer und eine Track & Hold- Schaltung vorausgehen, die während der Wandlung einen konstanten Pegel am l. CAN-Eingang aufrechterhalten soll.
Der 812 verfügt über zwei 8-Bit-D / A-Wandler, gefolgt von einer Pufferstufe, die deaktiviert werden kann.
Der 812 verfügt über eine Spannungsreferenz vom Typ " Bandlücke ", die eine sehr stabile Spannung von 2,5 V liefert . Dies kann als Referenz für den ADC, die DACs und auch für eine externe Schaltung verwendet werden.
Der 812 kann durch einen externen Takt (400 kHz bis 16 MHz ) oder durch seinen internen Takt gesteuert werden ; Um die Frequenz zu spezifizieren, genügt es, zwischen den Stiften Xtal1 und Xtal2 einen geschnittenen Quarz hinzuzufügen, um die gewünschte Resonanzfrequenz zu erhalten, und einen Kondensator (vom Quarzhersteller empfohlener Wert, im Allgemeinen einige zehn pF) zwischen jedem Stift und Masse.
Wie der 8051 verfügt der 812 über vier E / A-Ports, wobei jeder Port eine bestimmte Struktur aufweist. Sie sind bidirektional, mit Ausnahme von Port 1, der nur als Eingabeport verwendet werden kann. Port 3 dient zur Absorption von Strömen von bis zu 8 mA, um LEDs oder Optokoppler ohne externe Pufferstufe ansteuern zu können.
Der 812 kann mit 2,7 bis 5,5 V betrieben werden . Bei der Entkopplung der Stromversorgungsstifte ist besondere Vorsicht geboten, um Interferenzen zwischen digitalen und analogen Schaltkreisen zu vermeiden.
Der 812 verfügt wie der 8051 über eine serielle RS-232-Schnittstelle. Dies erfordert eine externe Schaltung, um die Eingangs- und Ausgangspegel des 812 an die vom RS-232-Standard bereitgestellten Pegel anzupassen.
Über den seriellen Eingang können Daten von einem Terminal in Program Flash oder Data Flash heruntergeladen werden. Diese Funktion ermöglicht auch die Entwicklung des Programms (" Debug ").
Der 812 enthält auch die erforderliche Schaltung, um die beliebte serielle Schnittstelle SPI ( Serial Peripheral Interface ) zu realisieren. Dies erfordert drei Zeilen: MISO ( Master In, Slave Out ), MOSI ( Master Out, Slave In ) und SCLOCK ( Serial Clock ).
Eine serielle I2C-Schnittstelle mit zwei SDATA- ( Serial Data ) und SCLOCK- ( Serial Clock ) Leitungen wird ebenfalls bereitgestellt . Da die Leitungen mit der SPI-Schnittstelle gemeinsam genutzt werden, kann nur eine der beiden Schnittstellen aktiv sein.
Der 812 wird von einem Watchdog ( Watchdog ) überwacht , der zum Generieren eines Rücksetzbefehls vom System dient, wenn dieser aufgrund eines Programmierfehlers oder eines unvorhergesehenen Ereignisses in eine Schleife ohne falsches Ende eintritt (das Programm stürzt im Bild ab) Sprache!). Die Dauer des vom Watchdog verwendeten Timers ist einstellbar und kann auch deaktiviert werden (was häufig während der Programm-Debugging-Phase nützlich ist).
Diese Schaltung überwacht kontinuierlich die Versorgungsspannungen der analogen und digitalen Schaltungen. Es zeigt an, wann einer von ihnen oder beide einen Schwellenwert unterschreiten, der zwischen 2,63 und 4,63 V einstellbar ist . Im Falle einer Unterspannung wird der Betrieb des Herzens blockiert, um kein falsches Programm auszuführen, aber die Arbeitsregister können gespeichert werden.
Der 812 verfügt über 3 16-Bit-Zähler, ähnlich den Zählern des Intel MC 8052 .
Der 812 verfügt über nicht weniger als neun Interruptquellen mit zwei Prioritätsstufen.
Die ADuC-Familie hat viel mehr Mitglieder und die Liste wächst im Laufe der Monate. Als Beispiel geben wir einige Eigenschaften von ADuC 814 und ADuC 831 an.
Es handelt sich um einen 8-Bit-Prozessor, der um einen 8052-Kern herum aufgebaut ist und mit einem A / D-Wandler mit sechs Eingängen und einer Auflösung von 12 Bit ausgestattet ist, der 247 k Samples / s konvertieren kann. Es ist zufrieden mit einem Kristall bei 32 kHz , der dank eines Phasenregelkreises (PLL, Phasenregelkreis ) die Frequenz des lokalen Takts bei 16,8 MHz stabilisiert . Die Verwendung eines Niederfrequenzquarzes ermöglicht es, den Stromverbrauch zu reduzieren.
Es ist mit einer internen programmierbaren Referenzspannungsquelle (über einen D / A-Wandler) und zwei DACs mit einer Auflösung von jeweils 12 Bit mit Ausgangspuffer ausgestattet.
Speicherseite: 8 KB Flash / EE-Speicher für das Programm, 640 Byte Flash / EE für Daten und 256 Byte RAM.
Es verfügt über drei Zähler / Timer, elf E / A-Leitungen und elf Interruptquellen mit zwei Prioritätsstufen.
Es kann mit 3 oder 5 V versorgt werden , verbraucht nur 3 mA bei 3 V (mit einer Taktfrequenz von 2,1 MHz ) und die verbrauchte Leistung sinkt im " Power Down " -Modus (Takt von 32 kHz ein) auf 15 μA .
Es wird in einem 28-poligen Gehäuse geliefert und enthält die folgenden integrierten Peripheriegeräte: Einschalt-Reset-Schaltung , Temperaturüberwachung, Timer zum regelmäßigen Aufwachen (" Wake-up / RTC-Timer "), serielle UART-Schnittstelle, kombiniert Serielle SPI / I2C-Schnittstellen, Netzteilüberwachung, Watchdog.
Programm und Daten können natürlich über die serielle Schnittstelle heruntergeladen werden; Dies ermöglicht auch eine 1-Pin-Emulation (" Single-Pin-Emulation "), die in der Programm-Debugging-Phase nützlich ist.
Es handelt sich um einen 8-Bit-Prozessor, der um einen 8052-Kern herum aufgebaut ist und mit einem A / D-Wandler mit 8 Eingängen und einer Auflösung von 12 Bit ausgestattet ist, der 247 k Samples / s konvertieren kann. mit eingebautem Kalibriergerät. Die Quarzfrequenz muss für den 831 zwischen 1 und 16 MHz liegen ; Der ADuC 832 ist eine spezielle Version des 831, die für die Arbeit mit einem 32- kHz- Kristall ausgelegt ist .
Er ist ausgerüstet:
Speicherseite: 62 KB Flash / EE-Speicher für das Programm, 4 KB Flash / EE für Daten und 2.304 Byte (sic!) RAM; Es ist in der Tat die klassischen 256 Bytes der Familie plus 2 KB erweiterter RAM.
Es verfügt über drei Zähler / Timer, 32 E / A-Leitungen (einige haben Doppelfunktion und sind in einigen Anwendungen möglicherweise nicht verfügbar) und zwölf Interruptquellen mit zwei Prioritätsstufen.
Es kann mit 3 oder 5 V betrieben werden . Es stehen drei Betriebsarten zur Verfügung: "normal", " Leerlauf " und " Ausschalten "; im letzteren Modus sinkt der Verbrauch unter 3 V auf 20 uA .
Es wird in einem 56-poligen Gehäuse geliefert und verfügt über die folgenden integrierten Peripheriegeräte: Temperaturüberwachung, serielle UART-Schnittstelle, kombinierte serielle SPI / I2C-Schnittstellen, Power Supervisor, Watchdog.
Programm und Daten können natürlich über die serielle Schnittstelle heruntergeladen werden; Dies ermöglicht auch eine 1-Pin-Emulation (" Single-Pin-Emulation "), die in der Programm-Debugging-Phase nützlich ist.