1. Cистема скидання, тактирования і управління режимами харчування
2. система синхронізації
3. Управління харчуванням (Power Management)
4. Контролер переривань Interrupt controller (ITC)
5. Система пробудження Auto-wakeup (AWU)
6. LSI clock measurement
7. Біпер Beeper (BEEP)
8. Незалежний сторожовий таймер Independent watchdog (IWDG)
9. Віконний сторожовий таймер (WWDG)
10. Коротко про таймерах
11. Універсальний асинхронний приймач (UART)
12. Контролер (beCAN)
13. передача
14. прийом
15. Функція зв'язку з фіксованою тривалістю
16. управління
17. Аналогово-цифровий перетворювач Analog / digital converter (ADC)
18. Про компанію ST Microelectronics

Здається, що ринок восьмибітних мікроконтролерів має настільки щільний і насичений спектр, що додати щось нове, що відповідає потребам ринку, вже просто неможливо. Але компанія STMicroelectronics, залишаючись вірною собі в продуманому, ретельно архітектурно-вивіреному вирішенні, додала до цього спектру дуже цінний «нішевий» продукт - сімейство STM8S. Архітектура нових пристроїв представлена ​​на малюнку 1.

Мал. 1. Архітектура мікроконтролерів сімейства STM8S

Всі компоненти даної архітектури несуть в собі принципові поліпшення.

Якщо вам добре відомі восьмібітних мікроконтролери від STMicroelectronics, то перше, на що ви звернете увагу, це 24-бітний програмний лічильник, за допомогою якого стало можливим адресувати 16-мегабайтную адресний простір пам'яті з відображеними в нього регістрами. Потужність обчислювального ядра зросла, звичайно, не в тій мірі, щоб сприяти збільшенню адресного простору (хоча в порівнянні з сімейством ST7 додані операції ділення 16-біт на 16-біт і 16-біт на 8-біт і більш швидкого знакового множення 8-біт на 8-біт). Більшість інструкцій виконуються швидше за рахунок трехстадійного конвеєра, роздільної внутрішньої 32-розрядної шини для вибірки інструкцій і 16-розрядної шини даних. У командах, які працюють з вмістом пам'яті, суміщені в одному машинному циклі операції читання і запису. Все це дає можливість отримати продуктивність процесора до 20 MIPS при тактовій частоті 24 МГц.

Мал. 2. Структура внутрішніх шин ядра STM8S

CPU (ядро мікроконтролера) містить шість внутрішніх регістрів для ефективної маніпуляції даними в 20 режимах адресації. Але при первісному знайомстві це легко долається за допомогою безкоштовного і доступного на сайті розробника інструментального софта: http://www.st.com/stonline/products/support/micro/files/st_toolset.exe

Основний сенс збільшення адресного простору - збільшення гнучкості архітектури для оптимального вибору розробником необхідних для вирішення конкретного завдання апаратних засобів, а також для підвищення надійності їх функціонування у взаємодії з програмним забезпеченням. Тому кожна підсистема має безліч регістрів, режимів і налаштувань.

Мал. 3. Адресний простір пам'яті мікроконтролерів

Починаючи з сімейства STM8S, восьмібітних мікроконтролери від STMicroelectronics отримали можливість зручної налагодження за допомогою системи SWIM (Single Wire Interface Module) і Debug Module, яка вимагає додаткових програмних ресурсів.

Певну частину пам'яті займає невитирана програма Bootloader, яка може завантажувати робочий код з хост-комп'ютера через один з інтерфейсів. Flash-пам'ять у представників сімейства STM8S Performance Line, таких як STM8S207MB, STM8S208MB в даний час складає 128 Кбайт, у мікроконтролерів STM8S Access Line - до 32 Кбайт.

Мал. 4. Система налагодження мікроконтролерів STM8S

Перелічимо основні характеристики STM8S і потім розглянемо деякі з них. (Більш детальну інформацію розробники зможуть знайти в докладних Application Notes з прикладами коду на сайті STMicroelectronics http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-stm8s.html ). Карта нового сімейства показана на рис. 5.

Мал. 5. Мікроконтролери сімейства STM8S

Cистема скидання, тактирования і управління режимами харчування

Система скидання обслуговує дев'ять різних джерел, деякі з них можуть бути заблоковані програмою через відповідні біти в конфігураційних регістрах.

Безумовний скидання відбувається від ланцюга зовнішнього скидання, якщо така є. Цей же висновок може використовуватися як вихід з відкритим колектором для узгодженого скидання інших пристроїв, якщо вони присутні в системі розробника. У такому варіанті логічно використовувати режим скидання по включенню / вимикання ( «просідання» більш ніж на 10%) напруги харчування. Ще трьома джерелами програмного скидання є обидва сторожових таймера (IWDG і WWDG) мікроконтролера і схема контролю за нелегальними командами CPU в разі "ILLEGAL OPCODE RESET". Причина події програмного скидання фіксується в регістрі статусу системи скидання Reset status register (RST_SR), так що її можна встановити спеціальної підпрограмою і, проаналізувавши інші параметри, відпрацювати тим чи іншим способом. А функція "EMS Reset - одна з тих особливостей, завдяки якій багато розробників використовують STM8S в своїх відповідальних додатках: внутрішні схеми MCU вміють контролювати тривалі цикли звернення до пам'яті (записи або читання). Причина затягування циклу може бути і в банальній помилку програміста, але в повністю налагодженої і працюючій програмі це свідчення «шокового електромагнітного впливу» на висновки мікроконтролера. Тому чисто програмно можна обробити і цю ситуацію.

Мал. 6. Система скидання

система синхронізації

Зовнішніми джерелами синхронізації на вході HSE можуть бути кварцовий резонатор або генератор з частотами від 1 до 24 МГц і шпаруватістю 50%. У звичайному режимі час встановлення тактової частоти при використанні кварцового резонатора становить приблизно 2048 періодів, але в мікроконтролерах STM8S його можна зменшити. Для цього є регістр HSECNT і біт контролю HSERDY в External clock register (CLK_ECKR).

У мікроконтролерах STM8 є внутрішній RC-генератор з частотою 16 МГц і 50% скважностью, для якого передбачена оригінальна процедура калібрування. Він характеризується малим часом виходу в стабільний стан. На виведення CCO може бути присутнім частота від програмно конфигурируемого за допомогою регістра CCOSEL джерела. Цікавою особливістю системи синхронізації є наявність Clock Security System (CSS).

Мал. 7. Система синхронізації

Управління харчуванням (Power Management)

При включенні харчування і скиданні мікроконтролер починає працювати в основному активному режимі (Run mode). При цьому всі периферійні пристрої включені і тактуються, а мікроконтролер споживає максимальну потужність. Але навіть в цьому режимі, поки ядро ​​мікроконтролера (MCU core) або процесор виконує коди програми, додаток може скоротити споживання енергії, знижуючи тактову частоту, розподіляючи тактирующие імпульси тільки на ті периферійні пристрої, які необхідно використовувати, відключаючи невикористовувані аналогові компоненти, такі як, наприклад, АЦП. Коли ж процесору немає необхідності виконувати коди, весь мікроконтролер в цілому може перебувати в одному з трьох наступних станів:

· Очікування WAIT;
· Активного зупинки Active Halt (конфигурируемого для повільного і швидкого «пробудження»);
· Зупинки Halt (конфигурируемого для повільного і швидкого «пробудження»).

Зазвичай один з трьох режимів вибирають як компроміс між найменшим енергоспоживанням, якнайшвидшим пробудженням і доступом до ресурсів.

Контролер переривань Interrupt controller (ITC)

Управляє апаратними векторними перериваннями. Під кожен порт введення / виводу виділяється окремий вектор, для кожного виводу передбачається окремий біт-прапор. Кожна підсистема архітектури здатна виробляти переривання при зміні стану. Для програмних переривань використовується команда TRAP. Контролер переривань може обробляти переривання як з жорстким, так і з циклічним пріоритетом і забезпечує обробку до чотирьох рівнів вкладеності. Максимальна кількість векторних переривань - 32, плюс три немаскованих переривання (RESET, TRAP і TLI). Маскування проводиться битами I1 і I0 в регістрі CPU Condition Code register (CCR). Пріоритети можуть бути задані в регістрі (ITC-SPRx). Вектор переривання від RESET забезпечує перехід на адресу 0x00 8000. У тих мікроконтролерах сімейства, де є початковий завантажувач bootrom, відповідна програма записується в цих адресах компанією STMicroelectronics при виготовленні. Фіксовані адреси під вектора переривання розташовуються в області пам'яті від 0x00 8004 до 0x00 807C.

Система пробудження Auto-wakeup (AWU)

Оригінальна підсистема, періодично викликає пробудження з режиму Halt на деякий час для здійснення функцій контролю і повертає потім MCU в стан Halt. Цей часовий інтервал утворюється шляхом ділення частоти низькочастотного тактирующего сигналу внутрішнього (LSI) RC-генератора або більш високочастотного сигналу HSE-генератора.

LSI clock measurement

За допомогою цієї підсистеми зручно контролювати, наприклад, точність (LSI) RC-генератора, порівнюючи показання таймера TIM3 на вході capture 1.

Біпер Beeper (BEEP)

Ця підсистема генерує звуковий сигнал частотою 1, 2 або 4 кГц коли сигнал LS clock має частоту 128 кГц. Одночасно можна використовувати систему для калібрування частоти (LSI) RC-генератора по більш точної частоті HSE-генератора.

Незалежний сторожовий таймер Independent watchdog (IWDG)

Незалежний сторожовий таймер можна використовувати для виявлення як програмних, так і апаратних збоїв. Він тактується частотою 128 кГц від вбудованого RC-генератора, що працює незалежно від джерел тактирования ядра мікроконтролера.

Віконний сторожовий таймер (WWDG)

Віконний сторожовий таймер може використовуватися для виявлення помилок, важких для тестування на етапі розробки програмного забезпечення, наприклад, що виникають внаслідок рідкісного поєднання умов і зовнішніх чинників. Ланцюг сторожового таймера виробляє сигнал скидання MCU по завершенні запрограмованого інтервалу, протягом якого жодна з програм не очистила біт T6. Величина «віконного інтервалу» може бути оновлена ​​до закінчення зворотного відліку. Тобто ваша програма повинна або очистити призначений для цього біт, або збільшити значення в лічильнику. Якщо цього не відбудеться, лічильник обнулится, і при встановленому бите T6 стається збій мікроконтролера.

Коротко про таймерах

У мікроконтролерах STM8S є таймери трьох типів: advanced control (TIM1), общецелевого (TIM2 / TIM3 / TIM5), і базові (TIM4 / TIM6). У них різні особливості, але всі вони базуються на загальній архітектурі. Це спрощує дизайн різних додатків при використанні різних таймерів (з ідентичною картою регістрів, загальними базовими особливостями).

Універсальний асинхронний приймач (UART)

Повнодуплексні канали UART в мікроконтролерах STM8S (UART1, UART2 або UART3) служать для обміну даними по індустріальному стандарту в форматі NRZ асинхронних послідовних даних (UART). Універсальні асинхронні приймачі STM8S мають широкий діапазон швидкості обміну даними і тому можуть використовуватися для мультипроцессорной комунікації. Вони підтримують також протокол LIN (Local Interconnection Network) версій 1.3, 2.0, 2.1 і J2602 в режимі майстра.

Контролер (beCAN)

Підтримує CAN-протокол версії 2.0 A, B Active.

Основні параметри:

• бітрейт (швидкість передавання даних) до 1 Мбіт / с;
• підтримує опцію Time Triggered Communication;
• можливість вибору джерела тактирования (fMASTER або fCANEXT).

передача

• три поштові скриньки на передачу (transmit mailboxes);
• конфігурується пріоритет передачі;
• мітка часу в SOF-передачі.

прийом

• один трирівневий буфер FIFO на прийом;
• шість масштабованих банків фільтрів;
• лістинг ідентифікаторів;
• конфігурується переповнення FIFO;
• мітка часу в SOF-прийомі.

Функція зв'язку з фіксованою тривалістю

• заборона режиму автоматичної ретрансміссіі;
• 16-бітний таймер;
• програмований дозвіл таймера;
• мітка часу посилається в двох останніх байтах даних.

управління

• маскіруемие переривання;
• оптимізована для програм карта поштових скриньок (mailbox mapping) в виділеному адресному просторі.

Аналогово-цифровий перетворювач Analog / digital converter (ADC)

У мікроконтролерах сімейства STM8S є два ідентичних 10-бітних АЦП з наступними характеристиками:

• режими одноразового і безперервного перетворення;
• дільник частоти перетворення від 2 до 18;
• можливість зовнішнього запуску перетворення від (ADC_ETR) або таймерного тригера (TRGO);
• можливість зміни діапазону для перетворюється сигналу за рахунок зовнішнього виведення VREF;
• функція згладжування вхідних даних за рахунок усереднення послідовності вимірювань;
• переривання після закінчення перетворення;
• режим безперервного перетворення з буферизацією;
• допустимий вхідний діапазон сигналу перетворення: VSSA ≤ VIN ≤ VDDA;
• режим сканування для одиночного і безперервного перетворення;
• аналоговий сторожовий таймер на нижній і верхній поріг;
• переривання по включенню аналогового сторожового таймера.

Мал. 8. Аналогово-цифровий перетворювач

Для мікроконтролерів сімейства STM8S, як зазначалося вище, існує і безкоштовне середовище розробки від STMicroelectronics. Її можна завантажити з сайту STMicroelectronics. Після інсталяції, яка не повинна викликати жодних труднощів, можна за кілька хвилин почати працювати з програмою в режимі симуляції обраного вами мікроконтролера. Просто запустіть програму stvdebug.exe, розташовану в директорії Шлях установкіSTMicroelectronicsst_toolsetstvd.

Відповідний для вашої розробки мікроконтролер можна підібрати по таблиці 1.

Таблиця 1. Деякі представники сімейства STM8S

128 6 2 16 × 10 1 × 8-біт, 3 × 16-біт (9/9/12) CAN, SPI, 2xUART, I2C LQFP80 68 (11) 3 ... 5,5 STM8S208RB 128 6 2 16 × 10 CAN, SPI, 2xUART, I2C LQFP64 52 (9) STM8S207MB 128 6 2 16 × 10 SPI, 2xUART, I2C LQFP80 68 (11) STM8S207RB 128 6 2 16 × 10 SPI, 2xUART, I2C LQFP64 52 ( 9) STM8S207R8 64 4 1,5 16 × 10 SPI, 2xUART, I2C LQFP64 52 (9) STM8S207R6 32 2 1 16 × 10 SPI, 2xUART, I2C LQFP64 52 (9) STM8S207CB 128 6 2 10 × 10 SPI, 2xUART, I2C LQFP48 38 (9) STM8S207C8 64 4 1,5 10 × 10 SPI, 2xUART, I2C LQFP48 38 (9) STM8S207C6 32 2 1 10 × 10 SPI, 2xUART, I2C LQFP48 38 (9) STM8S207S8 64 4 1,5 9 × 10 1 × 8-біт, 3 × 16-біт (8/8/11) SPI, 2xUART, I2C LQFP44 34 (8) STM8S207S6 32 2 1 9 × 10 S
PI, 2xUART, I2C LQFP44 34 (8) STM8S207K6 32 2 1 7 × 10 SPI, UART, I2C LQFP32, VQFN32 25 (8) STM8S105C6 32 2 1 10 × 10 1 × 8-біт, 3 × 16-біт (9 / 9/12) SPI, UART, I2C LQFP48 38 (9) STM8S105C4 16 2 1 10 × 10 SPI, UART, I2C LQFP48 38 (9) STM8S105S6 32 2 1 9 × 10 1 × 8-біт, 3 × 16-біт ( 8/8/11) SPI, UART, I2C LQFP44 34 (8) STM8S105S4 16 2 1 9 × 10 SPI, UART, I2C LQFP44 34 (8) STM8S105K6 32 2 1 7 × 10 SPI, UART, I2C LQFP32, VQFN32 25 ( 8) STM8S105K4 16 2 1 7 × 10 SPI, UART, I2C LQFP32, VQFN32 25 (8)

Більш детальну інформацію можна знайти на сайті STMicroelectronics.

Отримання технічної інформації, замовлення зразків, поставка - e-mail: [email protected] .

Про компанію ST Microelectronics

Компанія STMicroelectronics є №1 виробником електроніки в Європі. Компоненти ST широко представлені в оточуючих нас споживчих товарах - від iPhone до автомобілів різних марок. Лідери індустріального ринку вибирають компоненти ST за їх надійність і видатні технічні параметри. У компанії ST працює 48 000 співробітників в 35 країнах. Виробничі потужності розташовані в 12 країнах світу. Понад 11 тисяч співробітників зайняті дослідженнями і розробками - інноваційне лідерство ... читати далі