摘要：介紹mcs196單片機(jī)的主要特色和分類，歸納各種型號的主要特點(diǎn)，對讀者應(yīng)用選型具有重要的參考價(jià)值。 關(guān)鍵詞：mcs196 高速輸入/輸出 事件處理 電機(jī)控制 概述 mcs196系列單片機(jī)是intel公司繼8x9x之后推出的16位嵌入式微控制器。它除了保留8x9x全部功能外，在功能部件和指令支持上又有很大改進(jìn)，性能上也有了顯著提高，使得它適用于更復(fù)雜的實(shí)時(shí)控制場合。mcs196單片機(jī)有多種型號，不同型號配置有不同的功能部件，且具有不同存儲器空間和尋址能力，可滿足不同場合的要求。

mcs196系列單片機(jī)都有1個(gè)基于寄存器到寄存器結(jié)構(gòu)的內(nèi)核。這種結(jié)構(gòu)消除了累加器的瓶頸現(xiàn)象，加快了數(shù)據(jù)傳輸。另有多種功能部件，在不同型號中進(jìn)行不同配置。這些功能部件除包括在8x9x中就有的i/o口、10位a/d轉(zhuǎn)換器、pwm（脈寬調(diào)制器）、sio（全雙工串行i/o口）、中斷源、看門狗定時(shí)器、16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、hsi/o（高速輸入/輸出口）等以外，還包括在mcs196中出現(xiàn)的pts（外圍事務(wù)服務(wù)器）、epa（事件處理器陣列）、wg（波形發(fā)生器）等。

與其他系列（如mcs51系列、pic系列等）相比，hsi/o、pts、epa、wg是mcs196最具特色的功能部件。

hsi/o（high speed inputs and outputs）：其中hsi用于記錄某一外部事件相對于時(shí)間基準(zhǔn)（如定時(shí)器1）的發(fā)生時(shí)刻。此功能部件在檢測到引腳上規(guī)定的跳變事件（包括正跳變、負(fù)跳變、每次正跳變、8個(gè)正跳變）后，將發(fā)生事件的類型與時(shí)刻記錄下來，并產(chǎn)生相關(guān)中斷。此部件適用于信號的時(shí)間參數(shù)測量。hso則用于按程序規(guī)定的時(shí)間去觸發(fā)某一事件（如置位/清零口線、啟動a/d轉(zhuǎn)換等），要求cpu的開銷極小，速度極高。此部件便于實(shí)時(shí)輸出控制，可用來產(chǎn)生多種信號波形。

epa（event processor array）：實(shí)質(zhì)上是捕捉/比較模塊。所謂“捕捉”就是捕獲產(chǎn)生于引腳上的跳變事件（有正跳變、負(fù)跳變、正負(fù)跳變等），記載這些輸入事件相對于時(shí)基定時(shí)器發(fā)生的時(shí)刻；“比較”則是和預(yù)先規(guī)定好的時(shí)間作比較，預(yù)定時(shí)間一到就去執(zhí)行某種輸出功能（比如輸出置為高、輸出置為低、輸出翻轉(zhuǎn)、啟動a/d轉(zhuǎn)換、復(fù)位定時(shí)器等等）�？梢�，epa和hsi/o的功能類似，但epa在cpu開銷上要求更少，性能更好一些。表1給出在不同時(shí)鐘頻率下兩者分辨能力的比較。

表 1 hsi/o和epa分辨能力的比較

部件名稱 時(shí)鐘頻率/mhz 單位 16 20 25 50 hsi 1.125 0.9 . . μs hso 1 0.8 . . μs epa 250 200 160 80 μs pts（peripheral transaction server）：實(shí)質(zhì)上是中斷服務(wù)機(jī)制的改進(jìn)。對正常的中斷服務(wù)，cpu都要“親自”去執(zhí)行，而現(xiàn)在的pts提供了一種類似dma的操作。當(dāng)中斷發(fā)生后，由微代碼執(zhí)行pts周期。該周期就像dma周期那樣插入正常的指令流中，完成中斷服務(wù)，這樣cpu的開銷比一般的中斷響應(yīng)要少得多。

wg（waveform generator）：可產(chǎn)生獨(dú)立的、具有相同頻率和工作方式的3對pwm波形。特別適合控制三相交流感應(yīng)電機(jī)、直流無刷電機(jī)和其他需要多個(gè)pwm輸出的場合。

另外，mcs196單片機(jī)總線控制器還具有可編程的等待狀態(tài)發(fā)生器，可方便地與慢速外設(shè)接口。在運(yùn)行中可動態(tài)選擇8位或者16位的總線寬度，并能通過hold/hlda協(xié)議方便地實(shí)現(xiàn)多處理器通信。

目前，mcs196系列主要有3種：① hsi/o系列，這類芯片具有高速輸入、輸出口；② epa系列，這類芯片內(nèi)部具有事件處理器陣列；③ motor control系列，這類芯片適用于電機(jī)控制。要注意上述分類也不是絕對的，往往在同一個(gè)型號的部件中，可同時(shí)具有多種功能。 一、 hsi/o系列 本系列主要芯片有8xc196kb、8xc196kc、8xc196kd，產(chǎn)品分類如表2所列。

表 2 hsi/o系列一覽表

　

產(chǎn)品型號 最高頻率 /mhz 程序空間 /kb 寄存器 ram/b 程序 ram i/o 引腳 i/o 類型 a/d 通道 尋址空間 /kb 定時(shí)/ 計(jì)數(shù)器 串行口 封裝形式 溫度 8xc196kb16 16 8 232 no 48 hsi/o 8 64 2 1 n-68,s-80 c,e,a 8xc196kc20 20 16 488 no 48 hsi/o 8 64 2 1 n-68,s-80,sb-80 c,e,a 8xc196kd20 16,20 32 1000 no 48 hsi/o 8 64 2 1 n-68,s-80,sb-80 c,e,a 注：① 封裝形式n：plccs：qfpsb：sqfpu：窄dip。② 溫度c：0~70℃e：－40~85℃a：－40~125℃。 （以上含義表3和表4同）

8xc196kb是mcs196系列的第1個(gè)成員，片內(nèi)具有8kb程序空間，232個(gè)字節(jié)的寄存器ram。它采用高速輸入/輸出口進(jìn)行事件處理。hsi/o最多有4個(gè)高速輸入口，6個(gè)高速輸出口。2個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器均可用作時(shí)基發(fā)生器。其余的片內(nèi)資源有：1路pwm，1個(gè)全雙工串行通信口，1個(gè)看門狗定時(shí)器，1個(gè)