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DS80C320作为8051/8032微控制器的直接替代品

来源:analog 发布时间:2023-09-12

摘要: Dallas Semiconductor的高速微控制器可以在升级旧的8051/8032设计时提高性能和功耗。DS80C320保留了指令集和目标代码的兼容性,同时在更少的时钟周期内执行相同的操作。微控制器是旧的8032和8051设计的直接替代品。本应用说明解决了关键问题,如软件循环,计时器,时钟速度,上电复位和内存接口。

DS80C320高速微处理器是达拉斯半导体8051指令集兼容微处理器家族的另一名成员。它被设计为具有与传统8032相同的引脚和基本资源,但具有显着增强的性能能力和许多额外资源。由于指令集和引脚是相同的,因此在许多情况下允许将其用作插入式替代品。但是,在这样做时,必须考虑到一些问题。本应用笔记讨论了这些问题。

处理器速度

虽然DS80C320与8051指令集100%兼容,但为了提高性能,指令的执行已经过简化。以前需要12个时钟才能完成的单字节指令现在可以在4个时钟内执行。此外,DS80C320可以接受高达33 MHz的时钟,而在某些版本的8032中,最大时钟为12 MHz。由于这种更高的性能,在评估DS80C320作为8032的直接替代品时,必须考虑与处理器速度相关的问题。

内存接口¹

由于基本指令的执行时间在DS80C320中得到了简化,因此可用于向内存传输数据和从内存传输数据的时间也减少了。这意味着,对于相同频率的晶体,有更少的时间可用于存储器访问。一个简单的例子说明了这一点。典型的8032,当使用12mhz晶体时,要求程序存储器的地址访问时间为302ns或更少(忽略任何地址锁存开销)。同样使用12 MHz晶体的DS80C320需要一个地址访问时间约为230 ns的存储器。虽然这不是一个巨大的差异,但这是必须考虑的事情,并且在某些系统中可能很重要。

软件定时/延迟循环

另一个与速度有关的问题是软件计时的使用。软件编写者经常使用假定的处理器的恒定执行速度作为产生延迟的实时参考。由于DS80C320执行指令的速度比标准8032快得多,这些先前设计的定时循环将不再产生最初预期的结果。虽然使用软件定时循环通常被认为是不受欢迎的软件设计,但在实践中,它们在嵌入式应用程序中使用得相当频繁。在设计DS80C320时,内部计时器默认为与8032中的计时器完全相同的状态。如果编写的应用程序代码是为了利用这些计时器而不是软件延迟,那么代码将按照最初的预期运行。

接通电源的重置

DS80C320集成了电路来产生自己的上电复位功能。虽然RST引脚可能仍然连接到外部复位产生电路,但这种板载特性为新设计提供了方便。事实上,处理器有自己的复位功能,在大多数情况下是一个好处;然而,在某些情况下,板载重置并不完全是用户想要的。可以设想复位可能不完全处于期望的电压水平或持续时间不完全符合期望的情况。这方面的一个例子是使用电池支持的RAM进行存储。如果RAM包含自己的电压检测电路,并且在与DS80C320离开复位(大约4.0伏)相同的电压下没有变得不受保护,那么处理器可能正在访问受保护的RAM。虽然这些情况并不常见,但它们仍然是每个特定应用程序需要考虑的问题。

电力消耗

DS80C320除了是一个更高性能的器件外,当考虑等效工作时,它的功耗也比8032低。所有CMOS元件都表现出随着速度的提高而消耗更多功率的特性。由于DS80C320是一个更高速度的部分,它将消耗更多的功率为给定的晶体频率。但是,如果考虑等量的工作,它比传统的8032消耗的功率略少。这种功耗差异可能只对电池供电的应用程序重要,在这种情况下,停止模式功率可能更重要。

¹关于为DS80C320选择正确的速度存储器器件的详细信息可参见Dallas Semiconductor的应用说明57“DS80C320存储器接口时序”。



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