Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2003 №4

Популярные 8-разрядные микроконтроллеры фирмы HOLTEK

Ермаков Юрий


Фирма HOLTEK ради удешевления конечного продукта взяла за правило выпускать микросхемы не только в традиционных корпусах, но и в бескорпусном варианте. Уже давно перестали быть экзотикой бескорпусные микроконтроллеры, смонтированные прямо на печатной плате (технология chip-on-glass) или на шлейфе ЖКИ. При этом сам индикатор становится интеллектуальным, а схема упрощается и удешевляется одновременно. Монтаж бескорпусного контроллера на шлейф или плату клавиатуры также позволяет удешевить этот узел, заставив его выдавать готовые коды клавиш, осуществлять буферирование клавиатуры. В этой статье мы познакомимся с представителями двух семейств микроконтроллеров HOLTEK-НТ48 и НТ49.

Потребность в дешевых микроконтроллерах на нашем рынке будет существовать всегда. Область применения таких микроконтроллеров — от приборостроения и систем управления технологическими процессами до автоматов освещения, стиральных машин, игрушек, пылесосов и другой бытовой техники. Иначе говоря, они применяются везде, где необходимо снабдить привычные вещи новыми, полезными и неожиданными функциями, разместив при этом схему управления на площади 5-рублевой монеты.

Семейство НТ48 — это 8-разрядные микроконтроллеры с числом выводов от 24 до 64. Микросхемы предназначены для управления процессами в бытовой технике, игрушках. Говоря об их применении, можно провести параллель с контроллерами типа 8051.

Семейство НТ49 — это 8-бразрядные микроконтроллеры с числом выводов от 48 до 100. У этих микросхем порты приспособлены для управления ЖКИ разных типов.

Наиболее популярными на сегодняшний день оказались микроконтроллеры HT48R50A-1/HT48C50-1 и HT49R50A-1/HT49C50-1/HT49C50L, поэтому мы приведем краткое их описание.

HT48R50A-1/HT48C50-1 — 8-разрядные RISC-контроллеры (рис.1), имеющие 35 двунаправленных линий ввода-вывода, однократно программируемую или масочную память программ — 4 К 15; память данных — 160 8; два таймера: 16-разрядный и 8-разрядный. В контроллерах предусмотрено два внутренних и одно внешнее прерывание.

Микросхемы упакованы в корпуса DIP/SOP (28 ножек) и SSOP (48 ножек), ну и, конечно, бескорпусный вариант (рис.2,3). Напряжение питания: 3,3 –5,5 В при максимальной частоте 8 МГц и 2,2 –5,5 В при максимальной частоте 4 МГц.

В составе микроконтроллера имеется встроенный монитор напряжения, дающий сигнал общего сброса при пониженном напряжении питания, 8-и 16-разрядные программируемые таймеры — счетчики событий, вырабатывающие прерывание по переполнению. Генератор способен работать как от внутренней RC-цепочки, так и с использованием внешних кварцевых резонаторов, в том числе и «часовых » (32 768 Гц), либо от внешней RC-цепочки. Для защиты от «зависаний » предусмотрен сторожевой таймер. Имеются парафазные выходы с поддержкой программируемого делителя частоты. Для уменьшения потребляемой мощности предусмотрены функции останова и запуска (НАLT и wake up). Контроллер имеет однократно программируемое ПЗУ программ емкостью 4096 15 и ОЗУ 160 8 бит. Поддержка 6-уровневого вложения подпрограмм осуществляется 63 мощными инструкциями, есть инструкции для операций с отдельными битами. Все инструкции выполняются за 1 –2 машинных цикла.

HT49C50-1 и HT49C50L — 8-разрядные высокоэффективные контроллеры, приспособленные для работы с ЖКИ с организацией сегментов 33х2, 33х3 или 32х4 (рис.4).

Они содержат: однократно программируемую или масочную память программ — 4 К 15; ОЗУ — 160 8; 8 линий ввода; 12 двунаправленных линий ввода-вывода; два 8-разрядных таймера-счетчика с функцией программного делителя частоты. Контроллеры имеют 2 вывода для внешних прерываний и 2 парафазных выхода, управляемых программируемым делителем частоты. Микросхемы упакованы в орпуса SSOP-A (48 ножек) и QFP-A (100 ножек), есть и бескорпусный вариант (рис.5, 6, 7).

Таблица 1. Назначение выводов контроллеров HT48R50A 1/HT48C50 1
Обозначение выводов Вход/выход Варианты Комментарии
PA0~PA7 Вх/вых Входы с притягивающим верхним резистором, входы с триггером Шмитта, wake up, или обычные выходы Двунаправленный 8 разрядный порт. Каждый бит может быть сконфигурирован, как вход wake up. Программное конфигурирование вывода позволяет создать выход, совместимый с КМОП уровнями, или вход с верхним притягивающим резистором, или вход с триггером Шмитта с КМОП уровнями.
PB0/BZ PB1/BZ PB2~PB7 Вх/вых Входы с притягивающим верхним резистором,парафазные выходы Двунаправленный 8 разрядный порт. Каждый бит может быть сконфигурирован как выход, совместимый с КМОП уровнями, или вход с верхним притягивающим резистором, или вход с триггером Шмитта с КМОП уровнями. Порты РВ0 и РВ1 могут работать как парафазные выходы с внутреннего программируемого делителя, работающего вместе с таймером счетчиком 0.
PD0~PD7 Вх/вых Входы с притягивающим верхним резистором или обычные выходы Двунаправленный 8 разрядный порт. Каждый бит может быть сконфигурирован как выход, совместимый с КМОП уровнями, или вход с верхним притягивающим резистором, или вход с триггером Шмитта с КМОП уровнями.
VSS - - «–» источника питания,«земля »
PG0/INT Вх/вых Входы с притягивающим верхним резистором или обычные выходы Двунаправленный 8 разрядный порт. Каждый бит может быть сконфигурирован как выход, совместимый с КМОП уровнями, или вход с верхним притягивающим резистором, или вход с триггером Шмитта с КМОП уровнями. PG0 может программно переключаться как вход внешнего прерывания. Прерывание осуществляется по отрицательному перепаду на этом входе.
TMR0 Вх - Вход таймера счетчика 0. На входе триггер Шмитта без подтягивающего резистора.
PC0~PC7 Вх/вых Входы с притягивающим верхним резистором или обычные выходы Двунаправленный 8 разрядный порт. Каждый бит может быть сконфигурирован как выход, совместимый с КМОП уровнями, или вход с верхним притягивающим резистором, или вход с триггером Шмитта с КМОП уровнями.
TMR1 Вх - Вход таймера счетчика 1. На входе триггер Шмитта без подтягивающего резистора.
RES Вх - Вход сброса.На входе триггер Шмитта, активный уровень – низкий.
VDD - - Положительное напряжение питания.
OSC1/PG1 OSC2/PG2 Вх/вых Входы с притягивающим верхним резистором или обычные выходы, подключение внешней RC цепочки или кварцевого резонатора, или работа от внешнего источника синхроимпульсов К этим выводам подключается внешняя RC цепочка или кварцевый резонатор,на вывод OSC2 программно могут быть выведены импульсы с частотой,равной 1/4 частоты системных часов.Эти выводы могут быть программно сконфигурированы для работы с «часовым » кварцем (32 768 Гц). При конфигурации этих выводов как линий порта G работа контроллера осуществляется от внутреннего RC генератора, работающего на одной из 4 частот (3,2 MГц,1,6 MГц,800 кГц, 400 кГц).Биты порта могут быть сконфигурированы как выход, совместимый с КМОП уровнями,или вход с верхним притягивающим резистором, который можно программно включить и выключить. В случае использования этих выводов для работы с времязадающими цепочками биты PG1,PG2 можно использовать как внутренние регистры.В этом случае использование притягивающих резисторов запрещено.

Напряжение питания при 4 МГц — 2,2 –5,5 В для HT49R50A-1/HT49C50-1; при 8 МГц — 3,3 –5,5 В для HT49R50A-1/HT49C501; при 500 кГц —1,2 –2,2 В для HT49C50L. В составе микроконтроллеров HT49R50A-1/HT49C50-1 имеется встроенный монитор напряжения, дающий сигнал общего сброса при пониженном напряжении питания. Генераторы (один — тактовый, второй — часы реального времени) способны работать как от внутренней RC-цепочки, так и с использованием внешних кварцевых резонаторов, в том числе и «часовых » (32 768 Гц), либо от внешней RC-цепочки. Для защиты от «зависаний » предусмотрен сторожевой таймер. Для уменьшения потребляемой мощности предусмотрены функции останова и запуска (НАLT и wake up).

Поддержка 6-уровневого вложения подпрограмм осуществляется 63 мощными инструкциями, есть инструкции для операций с отдельными битами. Все инструкции выполняются за 1 –2 машинных цикла.

«Высоковольтные » версии этих контроллеров предназначены для приложений, требующих высокой скорости работы, а вообще семейство НТ49 применяется в интеллектуальных ЖК-дисплеях, калькуляторах, электронных весах, часах, таймерах, игрушках и досуговых приборах (вроде «тетриса »), а также многих других устройствах с батарейным питанием и ЖКИ.

Все микроконтроллеры могут храниться при температуре от –50 до +125 °С, рабочая температура — от –40 до +85 °С. Выводы портов рассчитаны на максимальный ток–8/25 мА при напряжении питания 5 В.

Таблица 2. Назначение выводов контроллеров HT49C50 1 и HT49C50L
Обозначение выводов Вход/выход Варианты Комментарии
PA0/BZ PA1/BZ PA2 PA3/PFD PA4~PA7 Вх/вых Входы с притягивающим верхним резистором или без, wake up, выходы КМОП, N-МОП РА0~PA7 являются 8 разрядными двунаправленными портами ввода вывода с триггерами Шмитта на входе, каждый бит порта может быть сконфигурирован как вход инициализации режима wake up, PA0~PA3 могут конфигурироваться как КМОП выход или N МОП вход выход с или без притягивающего верхнего резистора. PA4~PA7 всегда с верхним притягивающим резистором в режиме входа и N МОП в режиме выхода. PA0~PA1 могут быть установлены как входы выходы или парафазные ыходы. PA3 может конфигурироваться как вход выход или вывод программируемого делителя частоты.
PB0/INT0 PB1/INT1 PB2/TMR0 PB3/TMR1 PB4~PB7 Вх - РВ0~PВ7 являются 8 разрядными портами ввода с триггерами Шмитта на входе, каждый бит порта может быть сконфигурирован как вход с верхним притягивающим резистором. PB0 и PB1 могут быть установлены как входы внешних прерываний INT0 и INT1 соответственно. PB2 и PB3 могут быть программно установлены как входы таймеров счетчиков TMR0 и TMR1.
PC0~PC3 Вх/вых Входы с притягивающим верхним резистором или без, выходы КМОП,N-МОП PC0~PC3 являются 4 разрядными портами ввода с триггерами Шмитта на входе,могут конфигурироваться как КМОП выход или N МОП вход –выход с или без притягивающего верхнего резистора.
VSS - - Отрицательный вывод питания,«земля ».
V2 Вх - Питание ЖКИ для HT49C50L, напряжение накачки HT49R50A 1/HT49C50 1.
VLCD Вх - Напряжение накачки для HT49C50L, питание ЖКИ для HT49R50A 1/HT49C50 1.
V1,C1,C2 Вх - Выводы схемы накачки напряжения.
SEG32/COM3 COM2~COM0 Вых Ѕ,1/3 или ј (скважность) SEG32 может быть установлен как сегмент или общий вывод ЖК панели, COM2~COM0 — общие выводы для ЖК панели.
SEG31~SEG0 Вых - Выходы сегментов ЖК панели.
OSC4 OSC3 Вых/вх Часы реального времени или системные часы Часы реального времени. OSC4 и OSC3 – выводы для подключения часового кварца 32 768 Гц. Дополнительная синхронизация от отдельных часов или от тактовых импульсов. Конденсатор не требуется.
VDD - - Положительное напряжение питания.
OSC2 OSC1 Вых/вх Подключение кварца или RC цепочки Выводы служат для подключения внешней RC цепочки или кварца, если рабочая частота должна отличаться от задаваемой внутренней RC цепочкой. OSC2 является выходом тактовых импульсов с частотой, равной ј системной частоты. Системные тактовые импульсы могут программно получаться от часов реального времени, в этом случае эти выводы могут быть не подключены.
RES Вх - Вход системного сброса с триггером Шмитта,активный низкий уровень.

Команды выполняются за 1 –2 цикла, этим контроллеры напоминают немного упрощенные знаменитые AVR-контроллеры фирмы Atmel Corp.. Но в отличие от них, количество уровней вложения у HT больше.

Применение однократно программируемого ПЗУ сразу отсекает небольшую группу потребителей, которым необходимы штучные или мелкосерийные изделия. Отладка становится слишком дорогой. Зато крупные производители значительно выигрывают в себестоимости изделий. Даже PIC-контроллеры фирмы MICROCHIP с однократно программируемым ПЗУ имеют более высокую цену и немного меньшее быстродействие на той же тактовой частоте.

Если говорить о ценах, имеет смысл привести ориентировочные цены для партий от 5000 штук:

HT48R50A 1 $0,95 (в корпусах 28DIP,28SOP,48SSOP)
HT48R50A 1 $0,68 (бескорпусный)
HT49R50A 1 $1,34 (в корпусах 100QFP, 48SSOP)
HT49R50A 1 $0,72 (бескорпусный)

Если партия очень крупная, можно заказать масочную версию. Цена при этом снизится дополнительно на 30 –50%.

Вот вам и секрет дешевизны электроники — микроконтроллер практически по цене транзистора.

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Сообщить об ошибке