1.3.1. Обзор однокристальных микроконтроллеров(мк)

1.3.1.1. Микроконтроллеры семейства mcs-51

Несмотря на непрерывное развитее и появление все новых и новых 16- и 32-разрядных микроконтроллеров, наибольшая доля мирового микропроцессорного рынка н по сей день остается за 8-разрядными устройствами. Среди всех 8-разрядных микроконтроллеров - семейство MCS-51 является несомненным чемпионом по количеству разновидностей и количеству компаний, выпускающих его модификации. Важную роль в достижении такой высокой популярности семейства 8051 сыграла открытая политика фирмы Intel, родоначальницы архитектуры, направленная на широкое распространение лицензий на ядро 8051 среди большого количества ведущих полупроводниковых компаний мира.

Основными производителями клонов 51-го семейства в миреявляются фирмы Philips,Siemens, Intel, Atmel,Dallas,Temic,Oki, AMD,MHS,GoldStar,Winbond,SiliconSystems и ряд других. В рамках СССР производство микроконтроллера 8051 осуществлялось в Киеве, Воронеже (1S16BE31/51. 1830BE31/51), Минске (1834ВЕ31) и Новосибирске (1850ВЕ31). Но в целом это направление в СССР и затем в СНГ не вышло за рамки базового варианта (8051).

Лидирующие позиции семейства MCS51 на рынкемикроконтроллеров обусловлено целым рядом причин.

• Во-первых, в семействе х51 реализована очень удачная архитектура. Это способствовало тому, что семейство х51-совместимых микроконтроллеров «defacto» стало всемирным промышленным стандартом и широко распространено во всем мире.

• Во-вторых.х51-совместимые микроконтроллеры очень хорошо документированы. Как по аппаратной реализации этого семейства, так и по их применению и программированию опубликовано достаточно много разнообразной научно-технической литературы - книг, статей, рекомендаций по применению.

• В-третьих, за время существования этого семейства для него было разработано очень большое количество качественного и доступного программного обеспечения: компиляторов различных языков программирования: ASM51, C++, PL/M51, Fort51 и т. п., дизассемблеров, программных отладчиков, эмуляторов и т. п. Кроме того, существует большое количество программ и библиотек для различных научно-технических задач.

• В-четвертых, у большинства разработчиков, занимающихся микроконтроллерной техникой, имеется достаточно большой опыт общения с этим семейством микроконтроллеров, изучены многие особенности их поведения, выработаны приемы и способы отладки.

В результате на сегодняшний день существует более 200 модификаций микроконтроллеров семейства 8051, выпускаемых почти 20 компаниями. Эти модификации включают в себя кристаллы с широчайшим спектром периферии: от простых 20-выводных устройств с одним таймером и 1К программной памяти до сложнейших 100-выводных кристаллов с 10-разрядными АЦП, массивами таймеров-счетчиков. аппаратными 16-разрядными умножителями и 64К программной памяти на кристалле. Каждый год появляются все новые варианты представителей этого семейства. Основными направлениями развития являются: увеличение быстродействия (повышение тактовой частоты и переработка архитектуры), снижение напряжения питания и потребления, увеличение объема ОЗУ и Flash-памяти на кристалле с возможностью внутрисхемного программирования, введение в состав периферии микроконтроллера сложных устройств типа системы управленияприводами CAN и USB интерфейсов и т. п.