DS87C550高速微型器件可作為8051衍生產(chǎn)品的升級版

達(dá)拉斯半導(dǎo)體DS87C550 EPROM高速微控制器具有A/D和PWM功能，是廣受歡迎的87C552微控制器的增強(qiáng)版本。它是 8051C87 的 552 直接替代品，通過執(zhí)行具有四個時鐘周期的代碼來提高性能。本應(yīng)用筆記描述了在舊版8032設(shè)計中集成軟件環(huán)路、上電復(fù)位和存儲器接口時序時與該處理器相關(guān)的問題。

介紹

DS87C550高速微控制器具有模數(shù)和PWM，設(shè)計與許多8051衍生產(chǎn)品高度兼容。它采用與 87C552 相同的引腳排列和基本資源設(shè)計，但顯著增強(qiáng)了性能能力和大量額外資源。由于指令集和引腳排列是相同的，因此在許多情況下允許將其用作該設(shè)備的直接替代品。但是，在這樣做時，必須考慮一些問題。本應(yīng)用筆記討論了這些問題。

處理器速度

DS87C550與100指令集8051%兼容，指令的執(zhí)行也得到了簡化，提高了性能。以前需要 12 個時鐘才能完成的單字節(jié)指令現(xiàn)在在 4 個時鐘中執(zhí)行。此外，DS87C550可以接受高達(dá)33 MHz的時鐘速度，而在某些版本的8032中，最大時鐘速度為12 MHz。由于DS87C550具有更高的性能，在評估DS8051C<>作為傳統(tǒng)<>微控制器的替代品時，必須考慮與速度相關(guān)的問題。

存儲器接口時序
對于相同頻率的晶體，DS87C550縮短指令執(zhí)行時間，可加快外部存儲器訪問時間。例如，8032的數(shù)據(jù)手冊規(guī)定，當(dāng)使用12 MHz晶體時，程序存儲器的地址訪問時間必須為302 ns或更短（忽略任何地址鎖存開銷）。同樣使用87 MHz晶體的DS550C12需要地址訪問時間更短230 ns的存儲器。由于當(dāng)今大多數(shù)可用的存儲器都提供更快的訪問時間，因此這不太可能是一個重要的設(shè)計考慮因素。

軟件循環(huán)
另一個與速度相關(guān)的問題是軟件計時的使用。通常情況下，軟件編寫者將使用處理器假定的恒定執(zhí)行速度作為實時參考。通常需要已知數(shù)量的時鐘才能執(zhí)行的緊密循環(huán)將用于生成延遲。由于DS87C550執(zhí)行指令的速度比標(biāo)準(zhǔn)8032快得多，這些先前設(shè)計的定時環(huán)路將不再產(chǎn)生最初預(yù)期的結(jié)果。雖然通常不鼓勵使用軟件定時環(huán)路，但實際上它們在嵌入式應(yīng)用程序中使用得相當(dāng)頻繁。DS87C550的設(shè)計使內(nèi)部定時器默認(rèn)為與8032定時器完全相同的狀態(tài)。如果編寫應(yīng)用程序代碼以使用這些計時器而不是軟件延遲，則代碼將按原始預(yù)期運行。

中斷

與其他8051衍生產(chǎn)品相比，為了適應(yīng)高速微控制器系列的擴(kuò)展功能，需要對中斷矢量地址圖進(jìn)行輕微重組，如下表所示。

DS87C550集成電路，產(chǎn)生自己的上電復(fù)位功能。這消除了與外部元件相關(guān)的成本和電路板空間。雖然RST引腳仍可能連接到外部復(fù)位發(fā)生電路，但這種內(nèi)部特性允許選擇移除外部元件以降低成本。盡管這些特性設(shè)計為在不需要時是透明的，但在少數(shù)情況下，內(nèi)部電源故障復(fù)位功能可能會以不希望的方式與現(xiàn)有設(shè)計交互。其中一種情況可能是，如果設(shè)計要求復(fù)位電壓處于特定點或存在特定持續(xù)時間。另一種情況可能是依賴電池備份的RAM進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。如果RAM包含自己的電壓檢測電路，并且在DS87C550離開復(fù)位（4.0 V）的相同電壓下沒有失去保護(hù)，則處理器可能會錯誤地訪問受保護(hù)的RAM。雖然這些情況并不常見，但它們?nèi)匀皇敲總€特定應(yīng)用需要考慮的問題。

功耗

DS87C550除了是性能更高的器件外，在考慮等效工作時，也是比8032功耗更低的器件。所有CMOS器件都表現(xiàn)出這樣的特性：隨著速度的提高，它們消耗更多的功率。由于DS87C550是性能更高的器件，在給定的晶體頻率下，它會消耗更多的功率。但是，如果考慮等量的工作量，則其消耗的功率略低于傳統(tǒng)的8032。這種功耗差異可能只對電池供電應(yīng)用很重要，在這種情況下，停止模式電源可能是一個重要的考慮因素。

特殊功能寄存器更改

DS87C550的特殊功能寄存器（SFR）圖與8051系列的其他成員略有不同，以適應(yīng)新的功能集。下表突出顯示了87C550或DS87C552/80上具有不同功能的DS320C8051 SFR位置。使用專為DS87C550設(shè)計的匯編器/編譯器頭文件，將消除移植8051系列其他成員軟件時的混淆。

審核編輯：郭婷