Nec 80C50

Конечно, вот подробное описание микроконтроллера NEC μPD80C50 (часто пишется как NEC 80C50).

Общее описание

NEC μPD80C50 — это 8-разрядный микроконтроллер (МК), являющийся полным аналогом (second source) знаменитого Intel 8051 от компании NEC Electronics (ныне Renesas Electronics). Он полностью совместим с архитектурой MCS-51 по набору команд и выводам, но производился по КМОП-технологии (отсюда буква "C" в названии), что обеспечивало значительно более низкое энергопотребление по сравнению с исходным n-МОП Intel 8051.

Это однокристальный компьютер, содержащий на одном кристалле ЦПУ, ОЗУ, ПЗУ, таймеры, порты ввода-вывода и последовательный интерфейс. Широко использовался в 80-90-х годах в промышленной автоматике, телекоммуникационном оборудовании, контроллерах периферийных устройств и бытовой электронике.

Ключевые технические характеристики

• Архитектура: MCS-51 (полная совместимость с Intel 8051).
• Техпроцесс: КМОП (CMOS) — главное преимущество для снижения энергопотребления.
• Тактовая частота: До 12 МГц (типично 3.5 - 12 МГц, в зависимости от модификации).
• Объем памяти:
  • Внутреннее ПЗУ (масочное): 4 КБ (версия 80C50).
  • Внутреннее ОЗУ: 128 байт.
• Периферия на кристалле:
  • Порты ввода/вывода: 4x 8-битных порта (P0, P1, P2, P3), всего 32 линии.
  • Таймеры/счетчики: Два 16-битных программируемых таймера/счетчика (T0, T1).
  • Последовательный порт: Полнодуплексный UART с переменной скоростью.
  • Прерывания: 5 источников прерываний (2 внешних, 2 от таймеров, 1 от последовательного порта).
  • Системный таймер: Встроенный.
• Организация памяти:
  • Гарвардская архитектура (раздельные адресные пространства для программ и данных).
  • Адресуемое внешнее пространство памяти программ (ПЗУ) до 64 КБ.
  • Адресуемое внешнее пространство памяти данных (ОЗУ) до 64 КБ.
• Напряжение питания: +5В ±10%.
• Энергопотребление: Низкое (порядка десятков мА в активном режиме, мкА в режиме Idle/ Power Down).
• Корпуса: Обычно DIP-40, PLCC-44, QFP-44.

Парт-номера (Part Numbers) и семейство 80C51 от NEC

NEC выпускала целое семейство совместимых МК. Обозначение строилось по принципу: μPD80Cxx, где xx — обозначение модели, аналогичное Intel.

• μPD80C50 — базовая модель с 4КБ внутреннего ПЗУ.
• μPD80C51 — аналог Intel 80C51 с 4КБ ПЗУ.
• μPD80C52 — с 8КБ ПЗУ и 256 байт ОЗУ (аналог Intel 80C52).
• μPD80C31 — версия без внутреннего ПЗУ (ROMless). Очень популярна для разработки и использования с внешней памятью программ. Прямой аналог Intel 80C31.
• μPD80C32 — аналог 80C32 (без ПЗУ, с 256 байт ОЗУ).
• μPD87C51 и μPD87C52 — версии с УФ-стираемым ПЗУ (EPROM), обычно в корпусе с окошком (аналоги Intel 87C51).
• μPD80C154 — расширенная модель с большим количеством периферии (A/D, PWM, WDT и т.д.).

Совместимые и аналогичные модели

Совместимость можно разделить на несколько уровней:

1. Полные аппаратные и программные аналоги (Second Source):

Микроконтроллеры, идентичные по выводам, набору команд и внутренней структуре. Программа, написанная для одного, будет работать на другом без изменений.

• Intel: 80C51, 80C52, 80C31, 80C32 (прямые КМОП-прототипы).
• Atmel (ныне Microchip): AT89C51, AT89C52, AT89S51, AT89S52 (с флэш-памятью). Являлись самой популярной заменой в 2000-х.
• Siemens (Infineon): SAB80C51, SAB80C515.
• Philips (NXP): 80C51, 83Cxxx, 87Cxxx серии. NXP значительно расширили семейство, добавив много периферии.
• OKI: 80C51, 83Cxxx.
• AMD: Am80C31, Am80C51.

2. Программно совместимые модели (Architectural Compatible):

Имеют ядро 8051, тот же набор команд, но могут отличаться набором периферии, объемами памяти, скоростью работы и выводами. Код часто переносится с минимальными изменениями.

• Современные мощные МК на ядре 8051: практически все производители полупроводников имеют такие линейки. Примеры:
  • Silicon Labs (EFM8),
  • NXP (серия 89/91/93),
  • Infineon (серия XC800),
  • Maxim (DS89C4xx),
  • Dallas Semiconductor (DS87C520) — высокоскоростные.
• Отечественные аналоги: В СССР/России выпускались аналоги, такие как 1816ВЕ51 (n-МОП) и 1830ВЕ51 (КМОП). Они полные аналоги Intel 8051/80C51, но могут иметь отличия в корпусах и параметрах.

3. Важное замечание по замене:

При замене μPD80C50 на аналог (например, AT89C51) необходимо учитывать:

• Тип памяти: оригинальный 80C50 имеет масочное ПЗУ, которое нельзя перепрограммировать. Для разработки и мелких серий логично использовать версии с флэш-памятью (AT89C51) или без ПЗУ (80C31 + внешняя память).
• Тактовая частота: новый МК должен поддерживать нужную частоту.
• Напряжение питания и уровни ввода/вывода.
• Распиновка: у полных аналогов (DIP-40) она идентична.

Итог: NEC μPD80C50 — классический, надежный КМОП-микроконтроллер эпохи расцвета архитектуры MCS-51. Сегодня для новых разработок используются его современные аналоги с флэш-памятью и расширенной периферией, но для ремонта или поддержки старого оборудования знание его аналогов остается актуальным.