Популярные 8-разрядные микроконтроллеры фирмы HOLTEK

№ 4’2003
PDF версия
Фирма HOLTEK ради удешевления конечного продукта взяла за правило выпускать микросхемы не только в традиционных корпусах, но и в бескорпусном варианте.

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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *