Контроллер М167-1
Версия 2.0
Руководство пользователя
Принятые сокращения
| АЦП
| -
| Аналогово-Цифровой Преобразователь.
|
| ОЗУ
| -
| Оперативное Запоминающее Устройство.
|
| ПЗУ
| -
| Постоянное Запоминающее Устройство.
|
| CAN
| -
| Controller Area Network (Контроллер CAN сети).
|
| ШИМ
| -
| Широтно Импульсная Модуляция.
|
| PEC
| -
| Peripheral Event Controller (Периферийный контроллер событий).
|
| CPU
| -
| Central Processing Unit (Центральное процессорное устройство).
|
| CS
| -
| Chip Select (выбор микросхемы).
|
| САРСОМ
| -
| Capture/Compare (Блок захвата/сравнения).
|
| GPT
| -
| General Purpose Timer unit (Блок таймеров).
|
| GPR
| -
| General Purpose Register (Регистры общего назначения).
|
| nc
| -
| Свободный контакт.
|
| AGND
| -
| Аналоговая земля.
|
| GND
| -
| Общий провод питания.
|
| VCC
| -
| Напряжение питания +5 вольт.
|
| VPP
| -
| Напряжение программирования +12 вольт.
|
| VAREF
| -
| Опорное напряжение источника +5 В для АЦП процессора.
|
| Res
| -
| Сигнал "Сброс".
|
| Reset
| -
| Сигнал процессора выходной "Сброс".
|
| WRH
| -
| Сигнал "Запись старшего байта".
|
| WRL
| -
| Сигнал "Запись младшего байта".
|
| RD
| -
| Сигнал "Чтение".
|
| SCLK
| -
| Сигнал тактирования.
|
| ALE
| -
| Сигнал разрешения адреса.
|
| NMI
| -
| Немаскируемое прерывание.
|
| READY
| -
| Вход готовности устройства.
|
| Ax
| -
| Бит адреса х, где х = 0-19.
|
| Dy
| -
| Бит данных у, где у = 0-15.
|
| RST
| -
| Restart (сброс канала часового таймера).
|
| I/O
| -
| Данные часового таймера.
|
| лог.1
| -
| Уровень логической единицы.
|
| лог.0
| -
| Уровень логического нуля.
|
| CS2
| -
| Сигнал выбора внешнего прерывания.
|
| CS3
| -
| Сигнал выбора внешнего прерывания.
|
| CS4
| -
| Сигнал выбора внешнего прерывания.
|
Содержание
1. Назначение. 4
2. Технические характеристики. 5
3. Структурная схема контроллера. 6
4. Распределение памяти контроллера. 8
5. Последовательный порт. 10
6. Часовой таймер. 10
7. CAN интерфейс. 13
8. Работа в отладочном режиме. 14
9. Программирование микросхем FLASH памяти. 15
10. Старт контроллера из ПЗУ.. 16
11. Сброс контроллера. 16
12. Питание контроллера. 16
13. Подключение батареи супервизора. 16
14. Внешние разъемы и переключатели. 17
15. Комплект поставки. 22
16. Варианты исполнения контроллера. 22
17. Габаритные и установочные размеры.. 23
18. Приложения. 24
Приложение А: преобразование кода Грея в двоичный весовой. 24
Приложение Б: генерация шума (псевдослучайная последовательность) 24
Приложение В: формирование звука. 24
Приложение Г: инициализация страницы ввода/вывода. 26
Приложение Д: работа с часовым таймером.. 26
Приложение Е: работа с внутренним АЦП микроконтроллера. 28
Приложение Ж: стартовый загрузчик. 29
Приложение З: генерация сигналов PWM... 29
Приложение И: генерация сигналов высокоскоростного PWM... 35
Приложение К: работа с CAN.. 38
Приложение Л: Система команд микроконтроллеров 80С16х. 42
Приложение М: краткое описание команд. 43
Приложение Н: функциональная схема контроллера. 54
1. Назначение
Контроллеры серии ЕМ167-1х, разработанные на базе нового поколения 16-ти разрядных микроконтроллеров серии Siemens SAB 80C167, предназначены для построения цифровых систем реального времени:
- систем управления электродвигателями различных типов,
- систем питания различных типов,
- следящих систем,
- систем управления и синхронизации энергетических объектов,
- систем сбора и обработки информации,
- распределенных систем управления и т.д.
Общий вид контроллера ЕМ 167-1 представлен на рисунке 1.
Рис. 1.
Программное обеспечение, поставляемое в составе с контроллерами, позволяет разрабатывать и отлаживать программы в интерактивном режиме без использования дополнительного отладочного оборудования (внешние программаторы, эмуляторы, и т.д.). Контроллер подключается к PC компьютеру через интерфейс RS232.
Полноэкранный интерактивный отладчик контроллера позволяет использовать различные режимы отладки с полным отображением состояния контроллера на экране PC компьютера.
2. Технические характеристики
- Время выполнения команды - 100 (80) нс (пересылка типа регистр-регистр).
- Максимальное время выполнения команд умножения 16 бит * 16 бит с результатом 32 бита -500 (400) нс.
- Максимальное время выполнения команд деления 32 бита /16 бит с результатом 32 бита -1000 (800)нс.
- Операции умножения и деления прерываемы.
Примечание: Значения указаны для тактовой частоты процессора 20 МГц. Значения в скобках приведены для частоты 25 МГц.
- Объем ПЗУ (FLASH или EPROM) - до 512 Кбайт (устанавливается по заказу).
- Объем ОЗУ - 256 Кбайт.
- 56 векторов прерываний.
- Типовое время реакции на прерывание - 300 нс.
- 2 Кбайта внутренней памяти.
- 8-канальный блок РЕС для пересылок типа память-память, память-порт, память-последовательны порт.
- Асинхронный последовательный канал RS232 со скоростью передачи до 625 Кбит/с.
- CAN интерфейс (спецификация 2.0) со скоростью передачи до 1 Мбит/с.
- Девять 16 разрядных таймеров-счетчиков с предделителями и возможностью каскадирования до 32 или 33 разрядов.
- 28 каналов обработки и формирования цифровых сигналов с разрешением 400 нс, из них 8 каналов могут использоваться в режиме быстрого прерывания - 50 нс.
- 4-х канальный блок формирования ШИМ с разрешением 50 нс.
- 16 каналов 10-разрядного аналого-цифрового преобразователя (АЦП), которые могут использоваться как входы цифрового ввода. Время преобразования для одного канала АЦП-9,75 мкс (при тактовой частоте процессора 20 МГц). Входное напряжение - 0-5 В.
- Сторожевой 16-разрядный таймер (WatchDog).
- Супервизор питания (сохранение параметров в ОЗУ и часовом таймере при выключении питания).
- Часовой таймер (секунды, минуты, часы, дни, месяцы, годы) с разрешением 1 с.
- Стартовый (Bootstrap loader) загрузчик. Позволяет работать с ОЗУ, программировать Flash прямо на контроллере. Для загрузки программы используется канал RS232.
- 16-разрядный шинный интерфейс, позволяющий подключать различные модули.
- Диапазон рабочих температур: от 0°С до +70°С (стандарьный), от -40°С до +85°С (по заказу).
3. Структурная схема контроллера
Структурная схема контроллера приведена на рис. 2.
Рис. 2.
Микроконтроллер SIEMENS SAB 80C167 состоит из следующих устройств:
ЦПУ - 16-разрядный процессор, с шестнадцатью 16-разрядными регистрами общего назначения (GPR).
ОЗУ - оперативное запоминающее устройство в котором располагаются:
- системный стек;
- регистры CPU и внешних устройств;
- область битовых переменных.
