5 <d

го

ш

RS -232c

16-разрядный ОМК

транзисторные ключи

(IGBT)

напряжение питания

Подобные электро-механические устройства часто называют интеллектуальными электро-механическими устройствами, а 16-разрядный ОМК используемый в этих устройствах часто называют типа "motor controls".

В нашей стране наиболее широко распространены следующие типы 16-разрядных ОМК:

-семейство C16xx (Siemens, Infinion), например, SAB80C161-C167;

-семейство MCS-96, 196, 296 (Intel);

-семейство HC12, HC16 (motorola);

Замечание: в данном курсе подробно будем рассматривать наиболее типичного представителя 16-разрядного ОМК SAB80C167.

6.2. Основные технические характеристики ОМК SAB80C167

Процессорный модуль -16-разрядный, обеспечивающий быстродействие 10 MIPS при тактовой частоте 20МГц.

Имеется встроенный сопроцессор операций умножения и деления, а также битовый процессор для ускорения операций с битами.

Время выполнения операций умножения и деления составляет 0,51 мкс.

1) 16-разрядный модуль реализован на основе RISC-архитектуры с сокращенным набором команд.

2)Объем адресуемой памяти 16М (реализована 24-разрядная шина адреса).

Память построена по фон-неймановской архитектуре, т.е. в едином адресном размещается как данные, так и программы (не существует раздельной ПП и ПД).

Имеется встроенное ОЗУ -2К и встроенное ПЗУ -32К (типа PROM)

3) Реализован плавающий регистровый банк (регистровый файл). Регистровый банк содержит 16 двухбайтных регистров R0...R15. Регистровый банк может размещаться в любом месте внутреннего ОЗУ. Его местоположение задается программно.

Т.о. в ОЗУ может быть реализовано 64 независимых не пересекающих регистровых банка.

4)Система команд содержит более 300 базовых команд. Все команды контроллера либо двух, либо четырех - байтные. Большинство команд выполняются за 2 МЦ. Исключение составляют лишь команды переходов умножения и деления. Система команд нацелено на реализацию высокоэффективных вычислительных алгоритмов и имеет несколько модификаций команд умножения и деления.

5)Реализовано программно - настраиваемая внешняя системная магистраль. Программно можно задавать различные режимы работы ША и

ШД:

-ШД может быть 8- или 16-разрядной;

-ША/ШД может быть совмещенная (мультиплексированная), либо раздельные шины ША и ШД.

Замечание: В системе, реализованной на ОМК С167 может одновременно присутствовать несколько системных магистралей, причем к каждой из магистрали может быть подключены свои устройства.

Имеется встроенный селектор адреса для пяти внешних устройств, генерирующий сигналы выбора CS0,...,CS4. (при этом используется программно - задаваемая полная 24-разрядная дешифрация адреса)

В контроллере для обращения к внутренней ОЗУ и некоторым встроенным устройствам используется режим Х - шины.

Земачание: Режим Х - шины позволяет внешним устройствам, подключенным а ОМК обращаться через системную магистраль к внутренним элементам (ОЗУ, CAN, .) так, как будто эти элементы находятся вне контроллера и подключены к внешней системной магистрали.

6)Реализован встроенный 8-канальный контроллер событий (PEC -Periferial Events Controller).

Контролер событий предназначен для ускоренной обработки прерываний, вызванных обменом данными между внешними устройствами и памятью.

При обработке этих прерываний п/п обработки не вызывается, а весь обмен данными обеспечивается аппаратно контроллером событий за время равное 1 МЦ.

7)Система прерываний контроллера позволяет обслуживать 57 внешних и внутренних источников, причем каждому из них может быть присвоен 1 из 16 уровней приоритета.

8)Реализовано пять 16-разрядных встроенных таймеров счетчика, которые организованы в двух модулях таймера:

-модуль GPT1 (T2, T3, T4) -GPT2 (T5, T6)

Каждый из модулей представляет собой многофункциональный таймерный блок, таймеры которые могут работать как совместно, так и раздельно. Таймерные модули обеспечивают:

-подсчет времени;

-подсчет импульсов;

-определение длительности импульсов;

-осуществление, как деления, так и умножение частоты и др.

9)Реализованы два 16-разрядных модуля "захват - сравнение"

(CAPCOM1 и CAPCOM2)

Данные модули предназначены для высокоточной фиксации или генерации сигнала во времени. Модуль CAPCOM1 работает совместно с

двумя таймерами (Т0 и Т1), а CAPCOM2 - Т7 и Т8.

10)Реализован встроенный модуль ШИМ (PWM).

Данный модуль предназначен для управления мощными устройствами (двигателя) с использованием внешних транзисторных ключевых схем (не ниже пяти транзисторов, как правило, IGBT -транзисторы)

Например, возможна реализация 3-х фазного управления асинхронным двигателем с различной частотой.

Модуль ШИМ имеет 4 канала для одновременного управления четырьмя транзисторными ключами на основе широтной модуляции. Максимальная частота изменения ШИМ 74 КГц.

11)Реализован встроенный модуль АЦП (10-разрядный) с 16-канальным аналоговым коммутатором и встроенной схемой выборки -хранения. Время преобразования АЦП порядка ~9мкс.

12)Реализованы два встроенных последовательных интерфейса: -синхро - асинхронный, типа RS232 (ASC0) (подобный ОМК ВЕ51).

Максимальная скорость передачи данных 625 Кбод.

-высокоскоростной синхронный последовательный интерфейс (SSC)-подобный интерфейсу SPI и обеспечивающий передачу данных со скоростью 5 Мбод. Данный интерфейс обеспечивает передачу потрем линиям:

-SCLK;

-MTSR;

-MRST и может использоваться как дополнительная последовательная системная магистраль для подключения ОЗУ, ПЗУ, АЦП.

13)Реализован встроенный контроллер промышленной CAN -сети, обеспечивающий одновременное сопряжение в единую сеть до 100 различных ОМК. Скорость передачи порядка 1Мбод. Все протоколы CAN -сети, а также алгоритм обмена реализуется контроллером на аппаратном уровне.