ADuC to nazwa rodziny 8- bitowych mikrokontrolerów amerykańskiej firmy Analog Devices . Ma wielu członków, różniących się wielkością pamięci, a także liczbą i typem wbudowanych urządzeń peryferyjnych. Wszyscy członkowie są oparte na architekturze opracowanej przez firmę Intel ze słynnym mikrokontrolerem 8051 .
Ponieważ AD (Analog Devices) specjalizuje się w układach analogowych, nie jest zaskakujące, że oferowane przez nią mikrokontrolery są idealne do przetwarzania sygnałów analogowych dzięki wbudowanym przetwornikom analogowo-cyfrowym . Wyjścia są cyfrowe i / lub analogowe. Dzięki temu pojedynczy komponent doskonale nadaje się do wykonywania takich funkcji, jak gromadzenie danych, regulacja itp.
Jako przykład rozważmy jednego z pierwszych członków rodziny, ADuC812. Ten jest prezentowany w pakiecie Quad Flatpack z 52 pinami.
ADuC812 to w pełni zintegrowany system akwizycji danych analogowych. Jest zbudowany wokół serca 8051 ; jest to szczegółowo opisane w przywoływanym artykule. Dlatego zadowolimy się omówieniem dodatków do podstawowej architektury. Pamiętaj, że 8051 został bardzo sprytnie zaprojektowany, aby umożliwić przedłużanie. Tak więc w 8051 nie przypisano dużej liczby SFR (rejestrów funkcji specjalnych, przeznaczonych do sterowania urządzeniami peryferyjnymi).
Cechy ADuC812:
812 składa się z kolejnych przybliżeń przetwornik A / C o rozdzielczości 12 bitów, poprzedzony przez 8 kanału multipleksera analogowego i toru i utrzymywania obwód przeznaczony do utrzymywania stałego poziomu w l. Wejściowe mogą podczas konwersji.
812 ma dwa 8-bitowe konwertery D / A, po których następuje stopień bufora, który można wyłączyć.
812 ma odniesienie napięcia typu „ pasmo wzbronione ”, zapewniające bardzo stabilne napięcie 2,5 V ; może to służyć jako odniesienie dla ADC, DAC, a także dla obwodu zewnętrznego.
812 może być sterowany zegarem zewnętrznym (400 kHz do 16 MHz ) lub wewnętrznym zegarem ; aby określić częstotliwość tego zjawiska, wystarczy dodać między pinami Xtal1 i Xtal2 kwarc cięty w celu uzyskania żądanej częstotliwości rezonansowej oraz kondensator (wartość zalecana przez producenta kwarcu, zwykle kilkadziesiąt pF) pomiędzy każdym pinem a masą.
Podobnie jak 8051, 812 ma cztery porty I / O, każdy port ma określoną strukturę; są dwukierunkowe, z wyjątkiem portu 1, który może być używany tylko jako port wejściowy. Port 3 może absorbować prądy do 8 mA, aby móc sterować diodami LED lub transoptorami bez zewnętrznego stopnia buforowego.
812 może być zasilane z 2,7 do 5,5 V . Szczególną ostrożność należy zachować przy odłączaniu styków zasilacza, aby uniknąć zakłóceń między obwodami cyfrowymi i analogowymi.
Model 812, podobnie jak 8051, ma interfejs szeregowy RS-232. Wymaga to zewnętrznego obwodu dostosowującego poziomy wejściowe i wyjściowe 812 do poziomów zapewnianych przez standard RS-232.
Wejście szeregowe może służyć do pobierania danych z terminala do programu Flash Flash lub Data Flash. Ta funkcja umożliwia również tworzenie programu („ debugowanie ”).
812 zawiera również niezbędne obwody do realizacji popularnego interfejsu szeregowego typu SPI ( Serial Peripheral Interface ). Wymaga to trzech linii: MISO ( Master In, Slave Out ), MOSI ( Master Out, Slave In ) i SCLOCK ( Serial Clock ).
Dostępny jest również interfejs szeregowy I2C z dwoma liniami SDATA ( dane szeregowe ) i SCLOCK ( zegar szeregowy ). Ponieważ linie są współdzielone z interfejsem SPI, tylko jeden z dwóch interfejsów może być aktywny.
812 jest monitorowany przez watchdog ( watchdog ), który służy do generowania polecenia resetowania z systemu, gdy ten ostatni, w wyniku błędu programowania lub nieprzewidzianego zdarzenia, wejdzie w pętlę bez niewłaściwego końca (program się zawiesza, na obrazku język!). Czas trwania timera używanego przez watchdoga jest regulowany i można go również dezaktywować (co jest często przydatne podczas fazy debugowania programu).
Obwód ten stale monitoruje napięcia zasilania obwodów analogowych i cyfrowych. Oznacza to, gdy jeden z nich lub obydwu, spada poniżej progu, który jest regulowany pomiędzy 2,63 i 4,63 V. . W przypadku zbyt niskiego napięcia praca serca jest blokowana, aby nie wykonać niewłaściwego programu, ale rejestry robocze można zapisać.
812 ma 3 16-bitowe liczniki, podobne do liczników w Intel MC 8052 .
812 ma nie mniej niż dziewięć źródeł przerwań, z dwoma poziomami priorytetów.
Rodzina ADuC liczy znacznie więcej członków, a lista ta rośnie z biegiem miesięcy. Jako przykład podajmy kilka cech ADuC 814 i ADuC 831.
Jest to 8-bitowy procesor zbudowany wokół rdzenia 8052 i wyposażony w sześcio-wejściowy przetwornik A / D o rozdzielczości 12 bitów, zdolny do konwersji 247 k próbek / s. Zadowolony jest kryształem przy 32 kHz , który dzięki pętli fazowej (PLL, Phase-Locked Loop ) stabilizuje częstotliwość lokalnego zegara na 16,8 MHz . Zastosowanie kwarcu o niskiej częstotliwości umożliwia zmniejszenie pobieranej mocy.
Wyposażony jest w wewnętrzne programowalne źródło napięcia odniesienia (poprzez przetwornik C / A) oraz dwa przetworniki DAC o rozdzielczości 12 bitów każdy z buforem wyjściowym.
Strona pamięci: 8 KB pamięci flash / EE na program, 640 bajtów flash / EE na dane i 256 bajtów RAM.
Posiada trzy liczniki / timery, jedenaście linii I / O i jedenaście źródeł przerwań z dwoma poziomami priorytetów.
Może być zasilany napięciem 3 lub 5 V , pobiera tylko 3 mA przy 3 V (przy częstotliwości taktowania 2,1 MHz ), a pobór mocy spada do 15 μA w trybie „ Power Down ” (przy włączonym zegarze 32 kHz ).
Jest dostarczany w 28-stykowym opakowaniu i zawiera następujące urządzenia peryferyjne na płycie: obwód resetowania po włączeniu zasilania , monitor temperatury, zegar budzenia w regularnych odstępach czasu („ budzik / zegar RTC ”), interfejs szeregowy UART, połączone Interfejsy szeregowe SPI / I2C, nadzór zasilania, watchdog.
Program i dane można oczywiście pobrać przez interfejs szeregowy; pozwala to również na emulację 1-pinową („ emulacja jednopinowa ”), przydatną w fazie debugowania programu.
Jest to 8-bitowy procesor zbudowany wokół rdzenia 8052 i wyposażony w 8-wejściowy przetwornik A / D o 12-bitowej rozdzielczości, zdolny do konwersji 247 k próbek / s; z wbudowanym urządzeniem do kalibracji. Częstotliwość kwarcu musi wynosić od 1 do 16 MHz dla 831; ADuC 832 jest specjalną wersją 831 zaprojektowaną do pracy z kryształem 32 kHz .
Jest wyposażony:
Strona pamięci: 62 kB pamięci flash / EE na program, 4 kB flash / EE na dane i 2304 bajty (sic!) RAM; w rzeczywistości jest to tradycyjne 256 bajtów z rodziny plus 2 KB rozszerzonej pamięci RAM.
Posiada trzy liczniki / timery, 32 linie I / O (niektóre mają podwójną funkcję i mogą nie być dostępne w niektórych aplikacjach) i dwanaście źródeł przerwań z dwoma poziomami priorytetów.
Może on być zasilany przez 3 lub 5 V . Dostępne są trzy tryby pracy: „normalny”, „ bezczynny ” i „ wyłączony ”; Zgodnie z drugim sposobem, zużycie spada do 20 uA poniżej 3 V .
Jest dostarczany w pakiecie 56-pinowym i zawiera następujące urządzenia peryferyjne na płycie: monitor temperatury, interfejs szeregowy UART, połączone interfejsy szeregowe SPI / I2C, nadzór zasilania, watchdog.
Program i dane można oczywiście pobrać przez interfejs szeregowy; pozwala to również na emulację 1-pinową („ emulacja jednopinowa ”), przydatną w fazie debugowania programu.