3 Обоснование выбора микропроцессора
Требования к микропроцессору (МП) как к элементу проектируемой системы, определяются его функциональным назначением, которое зависит от назначения всей системы. При этом необходимо учитывать, что от правильного выбора МП зависят такие важнейшие параметры, как сложность, быстродействие и стоимость разрабатываемой системы.
В качестве микроЭВМ применима любая из семейства Intel 51 либо отечественные аналоги КР1816ВЕ31, КР1816ВЕ51.
На основе приведенных характеристик разрабатываемой системы, запишем критерии, по которым будет проводиться выбор микропроцессора:
- тип интерфейса;
- объем адресуемой памяти;
- возможность формирования самим МП импульсов регулируемой длительности и частоты;
- число каналов ввода/вывода и их разрядность;
- необходимые напряжения питания;
- потребляемый ток;
- тип технологии изготовления;
- разрядность обрабатываемых данных и выполняемых команд;
- число уровней прерывания;
- число команд;
- тактовая частота.
Наиболее широко распространенными МП, применяющимися в цифровых устройствах автоматики являются микропроцессоры КР580ИК80, КР1853ВМ1, КР1810ВМ86, К588ВС2, КР1800ВС1, а также ОМЭВМ семейства МК 48 (КР1816ВЕ35, КР1816ВЕ48, КР1816ВЕ39 и др.) и семейства МК 51 (КР1816ВЕ31, КР1816ВЕ51, КР1816ВЕ751 и др.). Характеристики перечисленных микропроцессоров приведены в таблице 1 [5,6].
Таблица 1 - Характеристики наиболее часто используемых МП
|
МП |
Тип интерфейса |
Объем памяти, Кбайт |
Возможность формирования импульсов |
Число каналов ввода/вывода и их разрядность |
Напряжение питания Uп, В |
Потребляемый ток, мА |
Технология изготовления |
Разрядность |
Число уровней прерывания |
Число команд |
Тактовая частота, Мгц |
|
КР580ИК80 |
Парал |
64 |
- |
1 (8) |
5; +12 |
250 |
nМОП |
8 |
2 |
246 |
2,5 |
|
КР1858ВМ1 |
Парал |
64 |
- |
1 (8) |
+5 |
200 |
nМОП |
8 |
2 |
600 |
5 |
|
КР1810ВМ86 |
Парал |
100 |
- |
1(16) |
+5 |
350 |
nМОП |
16 |
2 |
133 |
5 |
|
КА1808ВМ1 |
Парал/ посл |
- |
+ |
8 (1) |
+1,5 |
22 |
И2Л |
8 |
- |
- |
- |
|
КР1800ВС1 |
Парал |
- |
- |
2 (4) |
-5,2; -2,0 |
300 |
ЭСЛ |
4 |
- |
58 |
12 |
|
К588ВС2 |
Парал |
64 |
- |
1(16) |
+5 |
20 |
КМОП |
16 |
- |
80 |
2,5 |
|
КР1816ВЕ48 |
Парал/ посл |
4 |
+ |
3(8) |
+5 |
135 |
nМОП |
8 |
2 |
48 |
6 |
|
КР1816ВЕ31 |
Парал/ посл |
128 |
+ |
4(8) + посл |
+5 |
150 |
nМОП |
8 |
2 |
111 |
12 |
Из сравнения характеристик приведенных микропроцессоров видно, что наиболее полно требованиям проектируемого устройства отвечают только ОМЭВМ КР1816ВЕ48 и ОМЭВМ КР1816ВЕ31. Однако использование ОМЭВМ КР1816ВЕ31 по сравнению с КР1816ВЕ48 обеспечивает увеличение объема адресуемой памяти, предоставляет новые возможности ввода/вывода и периферийных устройств, что снижает общие затраты системы и увеличивает быстродействие всей системы минимум в 2,5 раза. Кроме того, архитектура ОМЭВМ семейства МК 51 в отличие от МК 48 позволяет наряду с выполнением операций над 8-разрядными данными манипулировать одноразрядной информацией, что делает ОМЭВМ этого семейства особенно удобно применимым для управления сложными устройствами в реальном масштабе времени [6].
На основе приведенных данных выбираем МП КР1816ВЕ31, представляющий собой ОМЭВМ семейства МК 51 и имеющий следующие преимущества перед другими МП:
- четыре 8-разрядных программируемых канала ввода/вывода;
- два 16-битовых многорежимных таймера/счетчика;
- битовый процессор;
- один источник напряжения питания;
- высокое быстродействие;
- аппаратная реализация операций умножения и деления.