В HTML      В PDF
микроэлектроника, микросхема, микроконтроллер, память, msp430, MSP430, Atmel, Maxim, LCD, hd44780, t6963, sed1335, SED1335, mega128, avr, mega128  
  Главная страница > Компоненты > Infineon Technologies AG > C166

реклама

 
радиационно стойкие ПЗУ Миландр

Продажа силового и бронированного кабеля и провода в Москве

текст еще



Периферия семейства C166

Блоки таймеров общего назначения (GPT1 & GPT2)

Микроконтроллеры семейства С166 могут содержать один или два модуля таймеров общего назначения с внешними входами / выходами, функциями перезагрузки и сравнения и возможностью объединения. Один из модулей (GPT1) имеет три 16-ти разрядных реверсивных таймера. Таймер T3 работает как основной, а таймеры T2 и T4 как дополнительные. Регистр дополнительного таймера может служить для перезагрузки основного таймера при его переполнении или для захвата содержимого основного таймера при возникновении внешнего события. Имеется также возможность каскадного соединения основного и одного из дополнительных таймеров для увеличения разрядности. При этом образуется 33-х разрядный таймер (в цепочку включается еще и триггер на выходе таймера T3). Каждый из таймеров имеет собственный регистр управления. На блок-схеме GPT1 все временные значения приведены для частоты 20МГц.

блок схема GPT1

Таймеры могут работать в следующих основных режимах:

  • счетчик внешних входных импульсов с максимальной частотой до 1,25 МГц;
  • таймер с внешним сигналом управления (активный высокий или низкий уровень);
  • таймер с входным тактом от внутреннего тактового генератора, который проходит через делитель с программируемым коэффициентом от 8 до 1024.

В таблице приведены значения входной частоты и периода таймера при частоте тактового генератора 20 МГц.

Предварит.делитель 8 16 32 64 128 256 512 1024
Вх. частота 2.5 МГц 1.25 МГц 625 кГц 312.5 кГц 156.25 кГц 78.125 кГц 39.06 кГц 19.53 кГц
Миним. шаг 400 нс 800 нс 1.6 мкс 3.2 мкс 6.4 мкс 12.8 мкс 25.6 мкс 51.2 мкс
Период 26 мс 52.5 мс 105 мс 210 мс 420 мс 840 мс 1.68 с 3.36 с

Второй модуль таймеров (GPT2) имеет два 16-ти разрядных таймера и более высокое разрешение по входу (в модуле GPT2 максимальная частота внешних счетных импульсов может достигать 2.5 МГц). В таблице приведены значения входной частоты и периода таймера для различных коэффициентов деления.

Предварит.делитель 4 8 16 32 64 128 256 512
Вх. частота 5 МГц 2.5 МГц 1.25 МГц 625 кГц 312.5 кГц 156.25 кГц 78.125 кГц 39.06 кГц
Миним. шаг 200 нс 400 нс 800 нс 1.6 мкс 3.2 мкс 6.4 мкс 12.8 мкс 25.6 мкс
Период 13 мс 26 мс 52.5 мс 105 мс 210 мс 420 мс 840 мс 1.68 с

Устройство захвата - сравнения CAPCOM2

Большинство кристаллов семейства С166 содержит одно или два устройства захвата - сравнения (CAPCOM1, CAPCOM2). Функциональная схема CAPCOM2 для C164CI, C167 при частоте 20 МГц приведена ниже (модуль CAPCOM1 имеет аналогичную структуру). В каждом устройстве CAPCOM содержится два 16-разрядных таймера с разрешением 400 нс при частоте 20МГц с регистром перезагрузки (Reload), 16 (8 для C164CI) независимых 16-разрядных регистров, программируемых на работу с любым из таймеров T7/T8 и регистры управления. Кристалл С167 содержит два устройства CAPCOM, т.е. в общей сложности 32 канала.

функциональная схема CAPCOM 2

Каждый таймер может работать как в режиме таймера, так и в режиме счетчика и обеспечивает временную синхронизацию работы каналов захвата - сравнения. Входные импульсы на тактовый вход таймеров поступают или от встроенного тактового генератора с коэффициентом деления от 8 до 1024, или с выхода таймера T6 модуля GPT2. Это обеспечивает широкий диапазон значений периода и позволяет точно подобрать необходимое разрешение.

Разнообразные режимы работы каналов CAPCOM позволяют реализовать быстрый ввод-вывод, генерацию сигналов ШИМ и одиночных импульсов, простое цифро-аналоговое преобразование, измерение интервалов времени. Основные режимы работы модулей следующие:

  • захват значения таймера по нарастающему / спадающему фронту входного сигнала или по любому из фронтов;
  • режимы сравнения 0 и 1 - возможно несколько сравнений в течение одного периода таймера, в первом случае происходит только генерация прерывания, а во втором - происходит переключение сигнала на выходе при каждом сравнении;


    режимы сравнения 2 и 3 - возможно только одно сравнение в течение одного периода таймера, в первом случае устанавливается только флаг прерывания, а во втором - по первому сравнению устанавливается флаг прерывания, и сигнал на выходе переключается в "1", сброс выхода осуществляется по переполнению таймера.

Устройство захвата - сравнения CAPCOM6

В состав C164CI входит мощное 6-канальное устройство захвата - сравнения Capture Compare Unit CAPCOM6, предназначенное для управления всеми типами приводов двигателей постоянного и переменного тока: безщеточными постоянного тока, шаговыми двигателями, индукционными двигателями. Внешний trap-сигнал для быстрого отключения выводов обеспечивает высокий уровень безопасности системы в целом. За счет алгоритма генерации сигналов ШИМ, получаемых с точностью 10 разрядов при частоте 20 КГц, и программируемого интервала "мертвого времени" достигается минимальный уровень шума и потребления. Кроме того, доступен 8-разрядный Downgrade - C504 с идентичным устройством захвата - сравнения.

Устройство CAPCOM6 содержит два блока: 3-канальное 16-разрядное устройство CAPCOM и 1-канальное 10-разрядное устройство сравнения COMP для генерации ШИМ.

Основные функции устройства CAPCOM перечислены ниже:

  • Каждый канал осуществляет управление двумя выходами в режиме сравнения и одним входом в режиме считывания на лету. Каналы программируются на режим работы, например, управляемый активный логический уровень выхода в режиме сравнения позволяет генерировать два инверсных сигнала. Скважность (Duty Cycle) импульсов на выходе изменяется от 0 % до 100 %.
  • В режиме считывания на лету при появлении переднего или заднего фронта сигнала на выводе CC6x происходит сохранение содержимого таймера 1 в регистре CCх.
  • Таймер 12 может работать в одном из двух режимов: прямой счет и сброс, прямой счет и обратный счет. Тактирующая частота таймера 12 задается в пределах от Fcpu до Fcpu/128. Для автоматической генерации интервала мертвого времени (“dead-time“) предусмотрен регистр смещения Offset T12OFF. Прерывания вырабатываются при сбросе таймера, изменении направления счета, условии совпадения, считывании на лету.

Устройство сравнения COMP содержит таймер 13, тактирующая частота которого задается в пределах от Fcpu до Fcpu/128. Основным режимом работы является генерация стандартной ШИМ с привязкой к фронту на выходе COUT63. Кроме того, импульсы, генерируемые устройством COMP, могут модулировать сигналы от CAPCOM при их совместной работе режимах многоканальной ШИМ.

Наиболее интересна работа CAPCOM6 в режиме сравнения, когда выходы CC6x изменяют состояние при совпадении содержимого таймера T12 с содержимым регистра сравнения ССх или T13 с содержимым CMP13. Состояние выходов COUTx может изменяться синхронно с выходами ССх или с задержкой. В первом случае выходы COUTx изменяют состояние при совпадении содержимого таймера с содержимым регистра сравнения ССх, а во втором - при совпадении содержимого таймера с содержимым регистра сравнения ССх плюс значение регистра смещения T12OFF. Тем самым осуществляется генерация интервала “мертвого времени“. Кроме того, существует два основных режима работы таймеров.

Рабочий режим 0 - стандартная ШИМ (привязка к фронту). Данный режим характерен для таймеров T12 и T13. Таймер считает от 000H до значения в регистре периода и далее происходит сброс.

Рабочий режим 1 - симметричная ШИМ (привязка к центру). В данном режиме работает только таймер T12, который ведет счет в прямом и обратном направлении между 000H и значением в регистре периода.

В режимах многоканальной ШИМ устройства CAPCOM и COMP совместно вырабатывают разнообразные сигналы ШИМ:

  • 4-х полюсная многоканальная ШИМ
  • 5-и полюсная многоканальная ШИМ
  • 6-и полюсная многоканальная ШИМ
  • Режим коммутации блоков

Остановимся на режиме коммутации блоков для трехфазного безщеточного привода двигателя постоянного тока. Это режим управления приводом двигателя с помощью сигналов от датчиков Холла, подключенных к входам CC6POS0#, CC6POS1#, CC6POS2#. Дешифрация входных сигналов от датчика Холла осуществляется с помощью специальной управляющей таблицы, где предусмотрены случаи покоя двигателя и его вращения влево и вправо. Генерируемые сигналы на выходах CCx немодулированы, а на выходах COUTx прорезаны выходным сигналом таймера T13.

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

Ряд микроконтроллеров семейства C166 имеет встроенный АЦП, построенный по принципу аппроксимации со схемой выборки - хранения на кристалле. Схема мультиплексирования позволяет организовать до 16 и более входных каналов. Для компенсации ошибок преобразования служит автоматическая самокалибровка. Полное время преобразования АЦП составляет 9,7 мкс при частоте процессора 20 МГц.

  C161RI C164 C166 C167 C167CS
Количество каналов 4 8 10 16 16 + 8
Разрядность 8 10 10 10 10
Время преобразования, мкс 7,5 9,7 9,7 9,7 9,7

Модуль АЦП имеет гибкие режимы преобразования:

  • одноканальное однократное
  • одноканальное при периодическом опросе датчика
  • многоканальное однократное
  • многоканальное при периодическом опросе датчика
  • по выбранному каналу во время непрерывного преобразования

При периодическом опросе датчика следующее преобразование производится автоматически по окончании предыдущего. Времена выборки и преобразования устанавливаются в регистре управления АЦП. После окончания преобразования регистр результата содержит 10-разрядный результат и номер канала, а в регистре управления устанавливается флаг прерывания. Если результат преобразования не считывается до начала следующего преобразования, устанавливается флаг ошибки, и вырабатывается прерывание. Для сохранения результата внеочередного преобразования по выбранному каналу во время непрерывного преобразования предусмотрен специальный регистр. Ниже приведена упрощенная блок-схема АЦП.

Модуль CAN

Количество микроконтроллеров Infineon со встроенными модулями CAN постоянно возрастает, в настоящее время это три 16-разрядных кристалла: С167CS, C167CR, C164CI. CAN (Controller Area Network) - это двухпроводная, последовательная, асинхронная шина с равноправными узлами и подавлением синфазных помех, с хорошим соотношением цена / производительность. Узел CAN - это контроллер, осуществляющий прием-передачу данных со встроенной логикой обнаружения и исправления ошибок. На физическом уровне все устройства, объединенные CAN - шиной соединены между собой по схеме “монтажное И”. CAN изначально был разработан для автомобильной промышленности (его иногда называют Car Area Network), но позднее был распространен на широкую область приложений. В нашей стране наиболее популярными областями использования являются железнодорожный транспорт и промышленная автоматика.

Модуль CAN функционирует в соответствии со спецификацией V2.0B active (стандартный и расширенный CAN со скоростью передачи до 1 Мбит/с) фирмы BOSH и содержит область регистровой памяти для хранения 15 независимых сообщений с собственными идентификаторами, битами состояния и управления. Каждое сообщение содержит до 8 байт данных и идентификатор длиной 11 или 29 бит. Самый мощный и дорогой микроконтроллер C167СS содержит 2 CAN модуля, что при совместной работе модулей позволяет создавать один общий буфер в 30 сообщений, при работе в независимом режиме получаем 2 буфера по 15 сообщений. Доступ к модулю CAN осуществляется по внутренней X-шине и происходит под управлением специального интерфейса.

Если микроконтроллер не содержит встроенный модуль CAN, то для расширения его возможностей используется один из кристаллов Infineon SAE 81C90/91, специально спроектированный для автономной работы с CAN-шиной.

Последовательные интерфейсы, сторожевой таймер и порты ввода-вывода

  • Все микроконтроллеры семейства содержат синхронно-асинхронный интерфейс USART (в 80C166 их даже два) с максимальной скоростью обмена - 625 Кбод в асинхронном и 2.5 Мбит/с - в синхронном режиме. В асинхронном режиме осуществляется обмен данными со стандартными параметрами: 7, 8 или 9 бит данных и 1 или 2 стоп-бита. Прием и передача данных может вестись одновременно (дуплексный режим работы). У модуля имеется собственный бод-генератор. По данному каналу осуществляется связь с персональным компьютером и загрузка программ в режиме Bootstrap Loader.
  • В кристаллах С164, С165, С167 дополнительно включен синхронный последовательный канал SSC, который обеспечивает максимальную скорость 5 Мбит/с в полном дуплексном режиме. Формат передачи данных совместим с форматом последовательного порта SPI фирмы Motorola. Благодаря наличию встроенного бод-генератора и схемы управления, имеется возможность изменения скорости передачи и форматов передачи. Количество передаваемых бит за одну посылку варьируется от 2 до 16, первым может передаваться как младший, так и старший бит, фаза синхроимпульсов может быть изменена на 180°. Микроконтроллер С163 вместо SSC содержит синхронный порт SSP для подключения устройств с последовательным интерфейсом, например EEPROM (максимальная скорость 12.5 Мбит/с, длина кадра до 3 байт). C161RI содержит шину I2C с двумя мультиплексированными каналами, работающую на частоте 400 КГц.
  • Сторожевой таймер Watchdog Timer (WDT) позволяет избежать “зависания” процессора при программных сбоях. Переполнение WDT приводит к программному сбросу, выдаче низкого уровня на выводе RSTOUT и запрету WDT. Это 16-ти разрядный перезагружаемый таймер, подключенный к тактовому генератору ЦПУ через делитель на 2 или 128, что позволяет установить период работы от 25.6мкс до 470мс при частоте 20 МГц.

  • Ниже приведена сводная таблица, показывающая наличие последовательных интерфейсов и WDT& Osc. WD у микроконтроллеров семейства С166
  C161 C163 C164 C165 C166 C167
USART
SSC - -
SSP - - - - -
IIC - - - - -
WDT
Osc. WD - - -
  • Для общения с внешним миром контроллеры содержат линии портов ввода-вывода. Все линии портов управляются с помощью адресуемых побитно регистров портов и индивидуально программируются на ввод или вывод с помощью регистра направления. В С167 может также выбираться тип выходного каскада: с логическим выходом или с открытым стоком и внешним нагрузочным сопротивлением. Микроконтроллер С167 содержит 111 параллельных линий ввода-вывода, объединенных в порты ввода-вывода: 16-разрядный порт P2, восемь 8-разрядных портов P0H, P0L, P1H, P1L, P4, P6, P7, P8, 15-ти разрядный порт P3 и 16-разрядный порт ввода (P5).


<-- Предыдущая страница Оглавление Следующая страница -->





 
Впервые? | Реклама на сайте | О проекте | Карта портала
тел. редакции: +7 (495) 514 4110. e-mail:info@eust.ru
©1998-2016 ООО Рынок Микроэлектроники