Микроконтроллеры имеют внутреннее ПЗУ объемом до 56 Кбайт, внутреннее регистровое ОЗУ данных объемом до 1,5 Кбайт, некоторые модели имеют дополнительно внутреннее ОЗУ команд объемом до 512 байт. Общий объем адресуемой памяти составляет 64 Кбайт или 1 Мбайт. Большинство моделей содержат внутренний 8 — или 10-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с числом аналоговых входов от 4 до 14. Все микроконтроллеры содержат два 16-разрядных счетчика-таймера, которые обеспечивают в реальном масштабе времени обработку поступающих входных сигналов и формирование требуемых выходных сигналов с помощью специализированных блоков HSIO или процессоров событий ЕРА, имеющих от 8 до 20 контролируемых входов-выходов. В состав микроконтроллеров входят 3-4 порта для параллельного ввода-вывода данных и 1-2 дуплексных канала для последовательного обмена.
Микроконтроллеры изготавливаются с помощью высококачественной кМОП технологии, которая обеспечивает их функционирование с максимальной тактовой частотой от 16 до 50 МГц при потребляемой мощности не более 500 мВт на максимальной частоте и менее 50 мкВт в режиме покоя.
Все микроконтроллеры семейства MCS-96 имеют общую архитектуру, которая отличается только объемом и типом используемой памяти и реализацией отдельных периферийных устройств. Различные модели микроконтроллеров используют одно и то же процессорное ядро, то есть имеют одинаковые наборы команд и способы адресации. Поэтому для достаточно глубокого знакомства с этим семейством можно детально рассмотреть работу одной из типовых моделей, а для остальных моделей ограничиться анализом характерных отличий.
В данной главе подробно описывается архитектура, структура и функционирование основных блоков микроконтроллеров 8XC196NP / NU, которые в настоящее время представляются наиболее перспективными для широкой номенклатуры цифровых устройств различного назначения. Микроконтроллеры 8XC196NP предоставляют пользователю процессорное ядро, значительный объем адресуемой памяти (1 Мбайт), ограниченный объем внутреннего ПЗУ (до 4 Кбайт) и набор наиболее часто используемых периферийных устройств: таймеры, процессор событий, ШИМ, универсальный последовательный порт. Эти модели находят весьма широкое применение благодаря низкой стоимости (около 10$ для больших партий) и достаточно широкому набору выполняемых функций, которые пользователи дополняют в соответствии со своими потребностями путем подключения внешних устройств. Модель 8XC196NU, имея такие же функциональные возможности, как и 8XC196NP, обладает вдвое более высоким быстродействим — максимальным для семейства MCS-96.
В последних разделах главы подробно рассмотрены особенности структуры и функционирования других популярных моделей данного семейства: 8XC196NT / КС / KD. Модель 8XC196NT обладает наиболее полным набором выполняемых функций, однако ее цена в полтора-два раза выше, чем цена 8XC196NP. Микроконтроллеры 8ХС196КС / KD по стоимости и функциональным возможностям занимают промежуточное положение между 8XC196NP и 8XC196NT, однако имеют меньший объем адресуемой памяти (64 Кбайт).
Рассмотренные модели микроконтроллеров предоставляют пользователям широкие возможности выбора для реализации самых разнообразных проектов. Хотя в главе не описан ряд моделей семейства (8XC196KR/ КТ/ С А / МС / MD и др.), однако они базируются на том же процессорном ядре, содержат различные модификации таких же периферийных устройств, как и рассмотренные модели. Поэтому содержание данной главы позволит читателю достаточно полно ознакомится с архитектурой и функциональными возможностями всего семейства микроконтроллеров MCS-96.