Jste zde

8bitové mikroprocesory ELAN s rozhraním USB

risahte.cz, 17. Březen 2004 - 0:00

EM78M611 je rodina 8bitových mikroprocesorů RISC vybavených komunikačním rozhraním USB nebo PS/2,

24kanálovým 10bitovým A/D převodníkem, 8 přerušeními, 36 vstupně/výstupními vývody a pulzně šířkovým modulátorem

(PWM).

Mikroprocesory EM78M611 jsou určeny pro zařízení připojovaná ke sběrnici USB s podporou některých dalších, jako je například klávesnice či myš připojitelná na PS/2. Mikroprocesory podporují jednu adresu zařízení a tři koncových bodů. Jsou schopny rozpoznat a dekódovat standardní příkazy sběrnice USB bez potřeby programu a předat je koncovému zařízení.

M78M611 jsou postaveny na architektuře RISC a mají 8 zdrojů přerušení a 8 úrovní stack. Každé zařízení má 144 bajtů z paměti SRAM a 6 kB z programové paměti ROM a 4 byte E2PROM. EM78M611 má až 11 vývodů, které umožňují odebírat velký proud.

Základní vlastnosti

  • úsporné řešení pro zařízení USB nevyžadující velkou přenosovou rychlost jako jsou klávesnice, josticky a Gamepady.
  • USB specifikace
    • USB1.1;
    • USB class HID ( Human Interface Device ), firmware 1.1;
    • podpora jednoho zařízení a tří koncových bodů.
  • USB aplikace
    • P75 (D-) je vybaven interním zvyšovacím rezistorem 1,5kW.
    • Obsluha protokolu USB;
    • obsluha zařízení USB;
    • identifikace a dekódování standardních USB příkazů pro koncové body.
  • Podpora PS/2 aplikací
    • autodetekce PS/2 nebo USB;
    • integrované rozhraní PS/2 pro myš nebo klávesnici.
  • 8bitový RISC mikroprocesor
    • 8úrovňový stack pro subrutiny a přerušení;
    • 8 dostupných přerušení;
    • 8bitový čítač/časovač reálného času (TCC) s přerušením při přetečení;
    • RC oscilátor pro Watchdog a dvojitý režim hodin ( Dual clock mode );
    • dvě nezávisle programovatelné předděličky pro WDT a TCC;
    • dvě metody úspory energie – Sleep mód a Dual clock mode;
  • I/O porty
    • 32 vstupně/výstupních portů
    • Každý GPIO vývod portů 5, 6, P74~P77, 8, a 9 má programovatelný zvyšující rezistor 20kW.
    • Každý GPIO vývod portů 6, P74~P77, a 9 může mikroprocesor probudit ze Sleep módu.
  • Interní paměť :
    • 6k*13bitů programové ROM;
    • 144 byte univerzálních registrů (SRAM);
    • USB FIFO;
    • 4 byte E2PROM.
  • Provozní kmitočet:
    • Normal mode: Externí oscilátor 6 nebo 12MHz;
    • Dual Clock mode: Mikroprocesor je spuštěn na frekvenci 256kHz (nebo 32kHz, 4kHz, 500Hz) vytvářené interním oscilátorem s externím keramickým rezonátorem (nebo krystalem).
  • Detekce aplikačního vzoru pro sériový přenos
  • Pulzně šířkový modulátor
    • až dva PWM kanály (P.92-PWM1 a P.93-PWM2);
    • až 8 bitové rozlišení výstupu PWM.
  • 24kanálový A/D převodník
    • rozlišení až 10 bitů;
    • 4 rychlosti převodu: 256k/12k/64k/32k.
  • 3,3V regulátor
  • provozní napětí : 4,4-5,25V;
  • Pouzdra
    • 40pinový PDIP (EM78M611(A/B/C/D) AP)
    • 44pinový QFP (EM78M611(A/B/C/D) AQ)
    • 20pinový PDIP/SOP (EM78M611(A/B/C/D) BP/BM)
    • 20pinový SSOP (EM78M611(A/B/C/D) DM)
    • 24pinový PDIP/SOP (EM78M611(A/B/C/D) CP/CM)
    • 24pinovýSSOP (EM78M611(A/B/C/D) EM)

Blokové schéma mikroprocesoru EM78M611 - kliknutím získáte obrázek ve vyšší kvalitě
 
Vývod I/O Funkce
P50 ~ P57
P60 ~ P67
P80 ~ P87
I/O
GPIO vývody. Vývody obsahují softwarově ovládané zvyšující rezistory.
AD0 ~ AD23
I
Vstupy A/D převodníku
P90 ~ P93
P95 ~ P96
I/O
GPIO vývody. Vývody obsahují softwarově ovládané zvyšující rezistory nebo jimi lze ovládat LED.
PWM1 ~ PWM2
O
Výstupy PWM
SE1 ~ SE2
I
Vstup sériového signálu
P70 ~ P72, P76, P77
I/O
 Vývody pro obsluhu LED.
Pokud mikroprocesor běží v režimu PS/2, jsou vývody P76, P77 vybaveny zvyšujícím rezistorem.
D+ / CLK / P74
I/O
Datový vývod USB D+ nebo CLK pro PS/2 klávesnici.
Pokud mikroprocesor běží v režimu PS/2, je vývod vybaven zvyšujícím rezistorem 4,7kW z +5V.

D- / DATA / P75

I/O
Datový vývod USB D+ nebo DATA pro PS/2 klávesnici.
Pokud mikroprocesor běží v režimu PS/2, je vývod vybaven zvyšujícím rezistorem 4,7kW z +5V.
Pokud mikroprocesor běží v režimu USB , je vývod vybaven zvyšujícím rezistorem 1,5kW z +3,3V.
OSCI
I
Vstup keramického rezonátoru nebo krystalu 6MHz / 12MHz
OSCO
O
Výstup pro keramického rezonátoru nebo krystalu 6MHz / 12MHz
VDD
PWR
Napájení
GND
PWR
Zem
V NN
I
MTP
P94/V PP
I
Jen vstup. MTP.
V 3.3
PWR
Výstup regulátoru 3,3V

Rozdíly modelů

Série mikroprocesorů EM78M611 je vyráběna ve čtyřech provedeních A-D lišících se počtem vývodů pouzdra a s tím souvisejícím omezení funkcí:

  • EM78M611A je původní provedení se všemi popisovanými prostředky.
  • EM78M611B je vybavena pamětí E2PROM.
  • EM78M611C je vybavena A/D převodníkem.
  • EM78M611D obsahuje A/D převodník i paměť E2PROM.

Aplikace USB

Mikroprocesory EM78M611 jsou navrženy speciálně pro zařízení USB, a jsou proto vybaveny mnoha účinnými funkcemi, které usnadňují činnost uživatelského programu.

Automatická detekce režimu USB nebo PS/2

Je-li mikroprocesor připojen ke sběrnici, je automaticky detekován její typ (USB nebo PS/2). Po zapnutí napájení je počáteční hodnota IUCA 0b00. Tak je aktivován režim detekce a vývody D+ a D- jsou interně spojeny se zvyšovacími rezistory 200kW na UDD. Firmware kontroluje stavy R7 (4, 5) a je-li stav tohoto dvojbitu 0b00, je nastaven režim USB a vývod D- je interně spojen se zvyšovacím rezistorem 1,5kW na +3,3V. V opačném případě je nastaven režim PS/2 a oba vývody jsou připojeny ke zvyšovacím rezistorům 4,7kW na UDD. Není-li automatická detekce využívána, je nastaven režim podle uživatelského programu. V režimu PS/2 lze oběma vývodům přiřadit přerušení.

Řadič USB (USB Device Controller -UDC)

Řadič USB obsažený v mikroprocesoru je schopen interpretovat standardní příkazy USB bez potřeby firmware. Vývojář se tak může věnovat práci na dalších funkcích obvodu, aniž by ztrácel čas s obsluhou USB. UCd interpretuje pouze příkazy definované ve specifikaci USB 1.1 a je-li přijat příkaz nepodporovaný, jeho přijetí je oznámeno mikroprocesoru přerušením. Podporované standardní příkazy jsou Clear Feature , Get Configuration , Get Interface , Get Status , Set Address , Set Configuration , Set Feature, a Set Interface . Vždy, kdy je přijímán příkaz, je zapisován do EP0 FIFO .

Adresa zařízení a koncových bodů

EM78M611 podporuje jednu adresu zařízení a tři koncových bodů, EP0 pro ovládání koncového bodu, EP1 a EP2 pro přerušení koncového bodu. Odesílání dat pro USB v EM78M611 je velmi jednoduché. Stačí zapsat data do EP0 FIFO a UDC se postará o zbytek.

Reset

EM78M611 umožňují tři druhy resetu: Reset při zapnutí napájení, WatchDog Reset, USB reset.

  • Reset při zapnutí napájení provede mikroprocesor všechny potřebné úkony pro provádění programu, jsou vymazány čítače a časovače a inicializovány registry. Tento reset je spuštěn rovněž v případě, kdy napětí 3,3 V poklesne na hodnotu 2,2 V.
  • WatchDog Reset je vyvolán v případě přetečení časovače WatchDog. Program je spuštěn od svého začátku, avšak UDC zůstává neovlivněn.
  • V případě přijetí signálu USB reset dojde k přerušení a je vykonán určený proces.

Rozložení vývodů

EM78M611BP/BM/DM
(20-Pin PDIP/SOP/SSOP)
EM78M611CP/CM/EM
(24-Pin PDIP/SOP/SSOP)

EM78M611AQ (44-Pin QFP)


EM78M611AP (40-Pin DIP)

Závěr

Mikroprocesory Elan EM78M611 jsou svými vlastnostmi určeny pro použití v jednodušších aplikacích pracujících s portem USB a nevyžadujících velkou přenosovou rychlost USB. Své uplatnění naleznou zejména v polohovacích zařízeních, kde poskytují dostatečnou variabilitu při minimálních energetických nárocích.

O mikroprocesorech ELAN se více dozvíte u dodavatele, firmy HT-Eurep Electronic, která nabízí též vývojové prostředky pro programování těchto, přičemž na většinu typů je cena emulátoru 99,- USD. Rovněž programátory lze pořídit již od 99,- USD, a v ceně je zahrnut též překladač jazyka C.

 

Oldřich Mrázek
mrazek@ HW.cz

DOWNLOAD & Odkazy

Hodnocení článku: