DS87C550高速微型器件可作为8051衍生产品的升级版

达拉斯半导体DS87C550 EPROM高速微控制器具有A/D和PWM功能，是广受欢迎的87C552微控制器的增强版本。它是 8051C87 的 552 直接替代品，通过执行具有四个时钟周期的代码来提高性能。本应用笔记描述了在旧版8032设计中集成软件环路、上电复位和存储器接口时序时与该处理器相关的问题。

介绍

DS87C550高速微控制器具有模数和PWM，设计与许多8051衍生产品高度兼容。它采用与 87C552 相同的引脚排列和基本资源设计，但显著增强了性能能力和大量额外资源。由于指令集和引脚排列是相同的，因此在许多情况下允许将其用作该设备的直接替代品。但是，在这样做时，必须考虑一些问题。本应用笔记讨论了这些问题。

处理器速度

DS87C550与100指令集8051%兼容，指令的执行也得到了简化，提高了性能。以前需要 12 个时钟才能完成的单字节指令现在在 4 个时钟中执行。此外，DS87C550可以接受高达33 MHz的时钟速度，而在某些版本的8032中，最大时钟速度为12 MHz。由于DS87C550具有更高的性能，在评估DS8051C<>作为传统<>微控制器的替代品时，必须考虑与速度相关的问题。

存储器接口时序
对于相同频率的晶体，DS87C550缩短指令执行时间，可加快外部存储器访问时间。例如，8032的数据手册规定，当使用12 MHz晶体时，程序存储器的地址访问时间必须为302 ns或更短（忽略任何地址锁存开销）。同样使用87 MHz晶体的DS550C12需要地址访问时间更短230 ns的存储器。由于当今大多数可用的存储器都提供更快的访问时间，因此这不太可能是一个重要的设计考虑因素。

软件循环
另一个与速度相关的问题是软件计时的使用。通常情况下，软件编写者将使用处理器假定的恒定执行速度作为实时参考。通常需要已知数量的时钟才能执行的紧密循环将用于生成延迟。由于DS87C550执行指令的速度比标准8032快得多，这些先前设计的定时环路将不再产生最初预期的结果。虽然通常不鼓励使用软件定时环路，但实际上它们在嵌入式应用程序中使用得相当频繁。DS87C550的设计使内部定时器默认为与8032定时器完全相同的状态。如果编写应用程序代码以使用这些计时器而不是软件延迟，则代码将按原始预期运行。

中断

与其他8051衍生产品相比，为了适应高速微控制器系列的扩展功能，需要对中断矢量地址图进行轻微重组，如下表所示。

 

中断名称	中断说明	矢量地址
		DS87C550	D7C552	DS80C320
INT0-bar	外部中断 0	03小时	03小时	03小时
SCON1	串行端口 1	0Bh	-	3Bh
A/D	模数转换器	13小时	53小时	-
TF0	定时器 0	1Bh	0Bh	0Bh
INT2/CF0	外部中断 2 或捕获 0	23小时	33小时	43小时
CM0F	比较匹配 0	2Bh	5Bh	-
PFI	电源故障中断	33小时	-	33小时
INT1-bar	外部中断 1	3Bh	13小时	13小时
INT3-bar/CF1	外部中断 3 或捕获 1	43小时	-	4Bh
CM1F	比较匹配 1	4Bh	63小时	-
TF1	定时器 1	53小时	1Bh	1Bh
INT4/CF2	外部中断 2 或捕获 2	5Bh	-	53小时
CM2F	比较匹配 2	63小时	6Bh	-
SCON0	串口 0	6Bh	23小时	23小时
INT5 棒/CF3	外部中断 5 或捕获 3	73小时	-	5Bh
TF2	定时器 2	7Bh	73小时	2Bh

 

DS87C550集成电路，产生自己的上电复位功能。这消除了与外部元件相关的成本和电路板空间。虽然RST引脚仍可能连接到外部复位发生电路，但这种内部特性允许选择移除外部元件以降低成本。尽管这些特性设计为在不需要时是透明的，但在少数情况下，内部电源故障复位功能可能会以不希望的方式与现有设计交互。其中一种情况可能是，如果设计要求复位电压处于特定点或存在特定持续时间。另一种情况可能是依赖电池备份的RAM进行数据存储。如果RAM包含自己的电压检测电路，并且在DS87C550离开复位（4.0 V）的相同电压下没有失去保护，则处理器可能会错误地访问受保护的RAM。虽然这些情况并不常见，但它们仍然是每个特定应用需要考虑的问题。

功耗

DS87C550除了是性能更高的器件外，在考虑等效工作时，也是比8032功耗更低的器件。所有CMOS器件都表现出这样的特性：随着速度的提高，它们消耗更多的功率。由于DS87C550是性能更高的器件，在给定的晶体频率下，它会消耗更多的功率。但是，如果考虑等量的工作量，则其消耗的功率略低于传统的8032。这种功耗差异可能只对电池供电应用很重要，在这种情况下，停止模式电源可能是一个重要的考虑因素。

特殊功能寄存器更改

DS87C550的特殊功能寄存器（SFR）图与8051系列的其他成员略有不同，以适应新的功能集。下表突出显示了87C550或DS87C552/80上具有不同功能的DS320C8051 SFR位置。使用专为DS87C550设计的汇编器/编译器头文件，将消除移植8051系列其他成员软件时的混淆。

 

Address	DS87C550	87C552	DS80C320	Notes
86h	DPS	-	DPS	DS87C550 has new bits.
87h	PCON	PCON	PCON	DS87C550 has new bits.
90h	P1	P1	P1	DS87C550 alternate pin functions changed
91h	RCON	-	EXIF
9Fh	PMR	-	-
A1h	SADDR0	-	-
A2h	SADDR1	-	-
A9h	CMPL0	CML0	SADDR0
AAh	CMPL1	CML1	SADDR1
B8h	IP	IP0	IP	DS87C550 adds PAD bit
BEh	T2CON	-	-
BFh	T2MOD	-	-
C0h	P4	-	SCON1
C1h	-	-	SBUF1
C4h	P5	P5	PMR
C8h	T2IR	TM2IR	T2CON
C9h	CMPH0	CMH0	T2MOD
CAh	CMPH1	CMH1	RCAP2L
CBh	CMPH2	CMH2	RCAP2H
CCh	CPTH0	CTH0	TL2
CDh	CPTH1	CTH1	TH2
D8h	SCON1	S1CON	WDCON
D9h	SBUF1	S1STA	-
ECh	TL2	TML2	-
EDh	TH2	TMH2	-
FFh	WDCON	T3	-

 

 

审核编辑：郭婷