Семейство микроконтроллеров MCS-51

В настоящее время среди всех 8-разрядных микроконтроллеровсемейство MCS-51 является несомненным чемпионом по числу разновидностей и количеству компаний, выпускающих его модификации. Первый представитель этого семейства — микроконтроллер 8051, выпущенный в 1980 г. на базе технологии n‑МОП.

Удачный набор периферийных устройств, возможность гибкого выбора внешней или внутренней программной памяти и приемлемая цена обеспечили этому микроконтроллеру успех на рынке. С точки зрения технологии микроконтроллер 8051 являлся для своего времени очень сложным изделием: в кристалле было использовано 128 тыс. транзисторов, что в 4 раза превышало количество транзисторов в 16-разрядном микропроцессоре 8086. 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. В результате на сегодняшний день существует более 200 модификаций микроконтроллеров семейства 8051, выпускаемых почти двадцатью 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 микроконтроллеров являются:

q увеличение быстродействия (повышение тактовой частоты и переработка архитектуры);

q снижение напряжения питания и потребления;

q увеличение объема ОЗУ и флэш-памяти на кристалле с возможностью внутрисхемного программирования;

q введение в состав периферии микроконтроллера сложных устройств типа системы управления приводами, CAN- и USB-интерфейсов и т.п.

Очень важным направлением развития микроконтроллеров является производство микросхем в маленьких корпусах. Это позволяет осуществлять проектирование и производство малогабаритной аппаратуры.

Микросхемы семейства MCS51 производятся рядом фирм различных стран мира таких как Philips, Siemens, Intel, Atmel, Dallas, Temic, Oki, AMD, MHS, Gold Star, Winbond, Silicon Systems и ряд других. Микроконтроллеры семейства MCS-51 выпускают и российские заводы. Производство микроконтроллера 8051 осуществляется в Киеве, Воронеже (1816ВЕ31/51, 1830ВЕ31/51), Минске (1834ВЕ31) и Новосибирске (1850ВЕ31). В качестве примера, в табл. 20.1 приведены названия нескольких микросхем, производимых зарубежными фирмами, в табл. 20.2 приведены микросхемы российского производства.

Таблица 20.1. Микросхемы семейства MCS-51, производимые зарубежными фирмами

Микроконтроллер	ОЗУ	ПЗУ	EEPROM	UART	SPI	Таймеры	PCA	АЦП
AT89c1051	128 байт	1 Кбайт	—		—		—	комп.
AT89c2051	128 байт	2 Кбайт	—		—		—	комп.
80c51	128 байт	4 Кбайт	—		—		—	—
80c31	128 байт	-	—		—		—	—
8Хc52	256 байт	8 Кбайт	—		—		—	—
AT89c52	256 байт	8 Кбайт	—		—		—	—
AT89с8252	256 байт	8 Кбайт	2 Kбайт				—	—
AT89c55	256 байт	20 Кбайт	—		—		—	—
8Хc54	256 байт	16 Кбайт	—		—		—	—
8Хc58	256 байт	32 Кбайт	—		—		—	—
8Хc51FA	128 байт	8 Кбайт	—		—			—
8Хc51FB	256 байт	16 Кбайт	—		—			—
8Хc51FC	256 байт	32 Кбайт	—		—			—
8Хc51GB	256 байт	8 Кбайт	—					10 р
AduC834	4 Кбайт	64 Кбайт	2 Кбайт				—	24 p

Примечание

1. Вместо символа 'X' в названии микроконтроллера должны стоять символы:

0 — в микросхемах n-МОП без ПЗУ;

3 — в микросхемах n-МОП с ПЗУ;

7 — в микросхемах n-МОП с РПЗУ;

0с — в микросхемах КМОП без ПЗУ;

3с — в микросхемах КМОП с ПЗУ;

7с — в микросхемах КМОП с РПЗУ;

9с — в микросхемах КМОП с FLASH-памятью.

2. комп. — аналоговый компаратор.

3. 10 р — количество разрядов во встроенном АЦП.

Таблица 20.2. Микросхемы семейства MCS -51 российского производства

Микроконтроллер	ОЗУ	ПЗУ	ППЗУ	Таймер 2	PCA	PCA1	АЦП
КР1816ВЕ51	128 байт	4 Кбайт	—	—	—	—	—
КР1816ВЕ751	128 байт	—	4 Кбайт	—	—	—	—
КР1816ВЕ31	128 байт	—	—	—	—	—	—
КР1830ВЕ51	128 байт	4 Кбайт	—	—	—	—	—
КР1830ВЕ751	128 байт	—	4 Кбайт	—	—	—	—
КР1830ВЕ31	128 байт	—	—	—	—	—	—

Примечание

Серия микросхем 1816 выполнена по n-МОП технологии.

Серия микросхем 1830 выполнена по КМОП технологии.