| PIC18F44K20-IP - ein wichtiges aktuelles Derivat zum 8051 |
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Letztmalig dran rumgefummelt: 07.06.21 12:01:58 |
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Das Ding war eine Sensation - und das Echo ist bis
heute nicht verhallt. Register sowie Befehlssatz sind als Lizenz an viele
Unternehmen vergeben worden und dadurch ist die Software faktisch ein
Quasistandard und seit 40 Jahren lediglich in der Performance angepasst
worden. MCS-51 ist die Bezeichnung einer 1980 von Intel vorgestellten Familie von 8-Bit-Mikrocontrollern. Die MCS-51-Familie trat die Nachfolge der MCS-48-Familie an. Zu Beginn hatte sie nur drei Mitglieder mit den Bezeichnungen 8051, 8031 und 8751. Beim 8031 befindet sich das ROM in einem externen Baustein, wohingegen es sich beim 8051 und 8751 im Baustein selbst befindet – entweder in einem maskenprogrammierten ROM (8051) oder in einem EPROM (8751). Im Jahr 1983 wurden die Varianten 8052, 8032 und 8752 mit jeweils doppeltem ROM wie RAM und einem zusätzlichen Timer vorgestellt. Die Familie wurde zunächst in NMOS-Technologie, nach einigen Jahren dann auch in der heute üblichen CMOS-Technologie hergestellt. Intel hat den MCS-51-CPU-Kern an viele Halbleiterhersteller lizenziert und damit die Basis für einen herstellerübergreifenden Industriestandard geschaffen. Seit langem werden MCS-51-kompatible Mikrocontroller nicht nur von Intel, sondern auch von Analog Devices, Atmel, Infineon, Maxim/Dallas, Oki, NXP Semiconductors (Philips), Silicon Laboratories, Texas Instruments u. v. a. hergestellt. Von Intel wurde der SDK-51 als Entwicklungssystem angeboten. |
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1. Blockschaltbild und technische Daten |
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... und das sind die Äquivalente zur Basis:
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| Blockschaltbild und technische Daten |
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Das ist das Original - es gab zwischenzeitlich einige Eigenentwicklungen u. a. von HYUNDAI, welche über viele Jahre bereits als CMOS-Versionen verfügbar waren und eingesetzt wurden. Der Z84C15XX??? ist da ein anderes Kaliber - nicht nur Peripherie-Elemente - da ist ein ganzer Controller drin, einschließlich einer Z80-CPU! | ||||||
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| 2.Besonderheiten zum PIC18F20K20-System |
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Da der Einchiprechner im Gegensatz zu den freien Peripheriebausteinen intern fest verdrahtet ist, müssen einige Besonderheiten, welche normalerweise Hardware sind, auf die Softwareseite geschoben werden. Beispielsweise müssen die Interrupt-Prioritäten festgelegt werden und frei eingestellt werden können. |
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PIC18F44K20-IP PIC 18F2XK20/4XK20 28/40/44-Pin Flash-Mikrocontroller mit XLP-Technologie Hochleistungs-RISC-CPU • C-Compiler Optimierte Architektur: - Optionaler erweiterter Befehlssatz zur Optimierung von reentrantem Code • Bis zu 1024 Bytes Daten-EEPROM • Lineare Programmspeicheradressierung von bis zu 64 KByte • Bis zu 3936 Bytes lineare Datenspeicheradressierung • Bis zu 16 MIPS-Betrieb • 16-Bit breite Anweisungen, 8-Bit breiter Datenpfad • Prioritätsstufen für Unterbrechungen • 31-stufiger, über Software zugänglicher Hardware-Stack • 8 x 8 Einzelzyklus-Hardware-Multiplikator Spezielle Mikrocontroller-Merkmale • Betriebsspannungsbereich: 1,8V bis 3,6V • Selbstprogrammierbar unter Software-Steuerung • Programmierbares 16-stufiges Hoch-/Niederspannungs-Detektionsmodul (HLVD): - Unterbrechung bei Erkennung von Hoch-/Niederspannung • Programmierbarer Brown-out Reset (BOR): - Mit Software-Aktivierungsoption • Erweiterter Watchdog-Timer (WDT): - Programmierbare Periode von 4 ms bis 131 s • Serielle 3V-In-Circuit-Einfachversorgung Programming™ (ICSP™) über zwei Pins • In-Circuit-Debug (ICD) über zwei Pins Flexibler Oszillatoraufbau • Interner Oszillatorblock mit 16 MHz Präzision: - Werkskalibriert auf ± 1%. - Über Software wählbarer Frequenzbereich von 31 kHz bis 16 MHz - 64 MHz Leistung durch PLL verfügbar, keine externen Komponenten erforderlich • Vier Quarzmodi bis zu 64 MHz • Zwei externe Taktmodi bis zu 64 MHz • 4X-Phasenregelschleife (PLL) • Sekundärer Oszillator mit Timer1 bei 32 kHz • Ausfallsicherer Uhrenmonitor: - Ermöglicht eine sichere Abschaltung, wenn die periphere Uhr stehen bleibt - Start des Zwei-Geschwindigkeits-Oszillators Extremes Low-Power-Management mit XLP • Schlaf-Modus: < 100 nA bei 1,8V • Watchdog-Zeitgeber: < 800 nA @ 1,8V • Zeitgeber1 Oszillator: < 800 nA bei 32 kHz und 1,8 V Analoge Merkmale • Analog-Digital-Wandler (ADC)-Modul: - 10-Bit-Auflösung, 13 externe Kanäle - Fähigkeit zur automatischen Erfassung - Konvertierung während des Schlafs möglich - 1,2V-Festspannungs-Referenzkanal (FVR) - Unabhängiges Eingangsmultiplexen • Analog-Komparator-Modul: - Zwei Rail-to-Rail-Analogkomparatoren - Unabhängiges Eingangsmultiplexen • Modul Spannungsreferenz (CVREF) - Programmierbar (% VDD), 16 Schritte - Zwei 16-Level-Spannungsbereiche mit VREF-Pins Höhepunkte der Peripherie • Bis zu 35 E/A-Pins plus 1 Nur-Eingangs-Pin: - Hochstromsenke/Quelle 25 mA/25 mA - Drei programmierbare externe Interrupts - Vier programmierbare Interrupt-on-Change - Acht programmierbare schwache Pull-ups - Programmierbare Anstiegsgeschwindigkeit • Modul Erfassen/Vergleichen/PWM (CCP) • Erweitertes CCP (ECCP)-Modul: - Ein, zwei oder vier PWM-Ausgänge - Wählbare Polarität - Programmierbare Totzeit - Automatische Abschaltung und automatischer Neustart • Master-Modul für synchrone serielle Schnittstelle (MSSP) - 3-Draht-SPI (unterstützt alle vier Modi) - I2C™ Master- und Slave-Betriebsarten mit Adressmaske • Erweitertes Universal-Synchron-Asynchron-Empfänger-Transmitter-Modul (EUSART): - Unterstützt RS-485, RS-232 und LIN - RS-232-Betrieb mit internem Oszillator - Automatisches Aufwachen in der Pause - Auto-Baud-Erkennung |
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CS0 sowie CS1-Signal |
| 3. Controller-Programmierung |
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Da der Einchiprechner im Gegensatz zu den freien Peripheriebausteinen intern fest verdrahtet ist, müssen einige Besonderheiten, welche normalerweise Hardware sind, auf die Softwareseite geschoben werden. Beispielsweise müssen die Interrupt-Prioritäten festgelegt werden und frei eingestellt werden können. |
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Registersatz |
| 4. Anwendung bis heute |
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Erläuterung: Befehlsliste |
| 5. Schaltpläne und Startprogramme |
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| 6. Verwandte Themen |
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Hier trifft sich einiges an Basiswissen der Informatik. Nichts geht ohne Hardware-Kenntnisse (wenigstens in problemorientierten sowie projektbezogenen Ansätzen). Auch Kenntnisse der Programmierung der Peripherie-Bausteine sind Voraussetzung dafür, dass man dieses kleine System überhaupt nutzen kann. | ||||||||||
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© Samuel-von-Pufendorf-Gymnasium Flöha | © Frank Rost am 7. Juni 2021 um 18.35 Uhr |
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... dieser Text wurde nach den Regeln irgendeiner Rechtschreibreform verfasst - ich hab' irgendwann einmal beschlossen, an diesem Zirkus nicht mehr teilzunehmen ;-) „Dieses Land braucht eine Steuerreform, dieses Land braucht eine Rentenreform - wir schreiben Schiffahrt mit drei „f“!“ Diddi Hallervorden, dt. Komiker und Kabarettist |
Friedrichs
16 4-Bit RAM