Разучете българските едночипови микрокомпютри СМ 654 и СМ 655 в Sandacite.BG!

На запознатите с историята на българската електроника е добре известна серията (фамилия) микрочипове СМ 600. Тя обаче има и наследник – СМ 650. Тази серия се ражда в столичния Институт по микроелектроника през 1989 или 1990 г.

Това е цяла серия 8-битови едночипови микрокомпютри, която се състои от 6 големи HMOS интегрални схеми. Те представляват завършени микропроцесорни системи, предназначени за изграждане около тях на малки и евтини устройства, когато е нужно те да бъдат с микропроцесорно управление. Фамилията е изградена около 8-битов процесор с възомжностите на вече известния СМ 601, но се различават по обема на вградените постоянна и оперативна памет и по броя на входно-изходните линии. Едночиповият микрокомпютър СМ 651 работи с външна програмна памет, а в два други чипа – СМ 654 и СМ 655 – е вграден и 8-битов четириканален аналогово-цифров преобразувател. Днес ще се запознаем по-подробно именно с тях.

Важното при подобни едночипови микрокомпютри е, че при тях в един (монолитен) сицилиев кристал са обединени всички елементи, необходими за изграждането на даден контролер. Удобна е възможността да се осигури интерфейс на процесора с източници на аналогови сигнали.

Аналогово-цифровият преобразувател, включен в кристала, разширява възможностите за приложение на едночиповия микрокомпютър. Освен това решава много от проблемите за борба с шумовете и увеличава надеждността на цялото нещо, а и, разбира се, намалява крайната му цена.

По-важните  характеристики на двата микрокомпютърни чипа са следните:

• постоянна памет ROM — 2048 байта (CM 654) и 3776 байта (CM 655);
• оперативна памет RAM —64 байта (CM 654) и 112 байта (CM 655);
• 8-битов брояч (таймер) със 7-битов масково-програмируем предварителен делител (СМ 654). При СМ 655 пък предварителният делител е напълно програмируем;
• 24 входно-изходни линии, групирани в три групи по осем — порт А,  В и С;
• два входа за външно прекъсване INT и INT2;
• аналогово-цифров преобразовател със следните характеристики: 1/2 LSB грешка от дискретизация, 1/2 LSB всички други грешки, 1 LSB пълна грешка;
• схема за детекция на преминаване през нулата па променливотоковото напрежение, свързана към вход INT;
• вграден тактов генератор, предназначен за работа е кварцов резонатор или верига RC:
• режим на самопроверка

СМ 654 и СМ 655 са произвеждани в Комбината по микроелектроника в Ботевград, като са пакетирани по стандарта DIP40. Последното число е броят на изводите около чипа. Ето и схема на тяхното разположение:

Ето в следващите две илюстрации и блоковите им схеми:

При изработката на двата микрокомпютъра е използвана т.н. N-канална технология, използвана за производст­вото и на цялата серия СМ650 – не са въвеждани на допъл­нителни маски и технологични процеси – а това определя и избора на метода на работа на вътрешния АЦП.

Аналогово-цифровият преобразувател има четири аналогови входа, които се превключват посредством аналогов мултиплексор. Непосредствено след него се намира схема от типа на Sample and Hold. която в продължение на пет машинни цикъла за­помня измерваното входно напрежение. Осъщест­вява се зареждане на капацитет с големина от порядъка на 25 pF (не е отчетен капацитетът на входната част, който е около 10 pF) през резистор с типична стойност 2,5 к. След това то се изключ­ва от входния аналогов мултиплексор и започва преобразуването. Времето за преобразуване е 30 машинни цикъла. Използва се методът на после­дователните приближения. За функционирането на аналогово-цифровия преобразовател е необходи­мо включването на две опорни напрежения — високо VRH и ниско VRL. Те се прилагат постоянно към два от входовете на порт D.

В добавка, ето и диаграма на паметта при двата микрокомпютъра:

А ето и още нещо интересно, изработено в същия институт:

Български тестери за интегрални схеми от Института по микроелектроника