Hà Nội, ngày 23 tháng năm 2013 GIỚI THIỆU VỀ DÒNG CHIP MCU 8-BIT LÕI 8051 CỦA NUVOTON Tổng quan: Công ty TULA nhà phân phối uỷ quyền thị trường Việt Nam Tập đồn Cơng nghệ Nuvoton (www.nuvoton.com) Đài Loan sản phẩm chip bán dẫn (MCU 8051, Voice IC ARM Cotex-M0…) giải pháp điện tử nhúng tảng ứng dụng chip hãng Hãng Nuvoton Công ty tách (spin-off) từ Tập đoàn Điện tử Winbond – hãng điện tử bán dẫn đứng hàng đầu Đài Loan Hãng có dòng chip vi điều khiển (MCU) 4-bit, 8-bit 32-bit (ARM Cortex) Nội dung trình bầy sau tập trung chủ yếu vào giới thiệu dòng chip MCU 8-bit lõi 8051 Nuvoton; Một số nội dung khác liên quan có tính khái quát hơn, xin xem tham khảo trang sau: - Wikipedia giới thiệu Tập đồn Cơng nghệ Nuvoton Đài Loan: http://vi.wikipedia.org/wiki/Nuvoton - Công ty TULA trở thành nhà phân phối uỷ quyền Nuvoton: http://tula.vn/modules.php?name=News&file=article&sid=164 Đặc trưng dòng chip MCU 8-bit lõi 8051 Nuvoton: đa dạng chủng loại, cấu hình đáp ứng tồn dải nhu cầu thị trường dòng chip 8-bit Có lợi cạnh tranh vượt trội giá thành, chủng loại chất lượng so với đối thủ cạnh tranh khác khiến cho hãng sản xuất khác dần từ bỏ dòng chip 8051 phải chuyển hẳn sang tảng lõi chip Hãng Nuvoton có loại chip hồn tồn tương thích với MCU lõi 80C51 chuẩn lẫn loại MCU lõi 8051 tuỳ biến theo cấu hình người dùng tích hợp đặc tính kỹ thuật đại như: - Tích hợp sẵn nhiều ngoại vi (SPI, ADC, I2C, PWM,…) - Dung lượng nhớ flash rom lớn (tối đa tới 128KB Flash) - Tích hợp thạch anh nội (RC internal) lên đến 22MHz - Dải điện áp nguồn cấp rộng (từ 2.4÷5.5V) - Có nhớ IAP (tích hợp EEPROM/ Flash ROM chip) - Khả hỗ trợ nạp đa dạng (ISP, ICP, song song) Công ty TNHH Giải pháp TULA (www.tula.vn) & Tập đồn Cơng nghệ Nuvoton (www.nuvoton.com) - Có loại chip kích thước nhỏ (nhỏ SOP16) - Khả chống nhiễu ồn tốt nên thích hợp cho ứng dụng dân dụng lẫn môi trường công nghiệp … - Điểm cần lưu ý MCU lõi 80C51 Nuvoton đa dạng chủng loại, có mã MCU hồn tồn tương thích với MCU 8051 chuẩn tức có khả thay tương đương phần cứng phần mềm (pin to pin tập lệnh 80C51) => người dùng giữ nguyên thiết kế phần cứng chế tạo lẫn firmware biên dịch, cần nạp lại firmware người dùng chạy với MCU 80C51 chuẩn (của Atmel chẳng hạn) vào MCU 80C51 tương đương Nuvoton thay vào mạch hệ thống chạy cũ Phân loại dòng sản phẩm MCU lõi 8051 Nuvoton: MCU 8051 Nuvoton chia làm 03 dòng gồm: LPC series (số chân pin ít), Standard-8051 (cấu hình theo 8051 chuẩn) Enhance Standard-8051 (có tích hợp thêm cấu hình nâng cao dòng 8051 chuẩn) biểu đồ sau rõ: (Biểu đồ phân loại dòng chip MCU 8-bit lõi 8051 Nuvoton) Lưu ý: Hãng Nuvoton liên tục cho đời mã chip MCU lõi 8051 có cấu hình đặc tính kỹ thuật mới, biểu đồ có tính tượng tưng chưa cập nhật hết Công ty TNHH Giải pháp TULA (www.tula.vn) & Tập đồn Cơng nghệ Nuvoton (www.nuvoton.com) - Dòng chip MCU W77 W78 (N78) mô tả biểu đồ sau đây: Các tính dòng chip 8051 chuẩn nâng cao N78E sau: o o o o o o o o o o o o o o Vi điều khiển CMOS 8-bit có thiết kế chống tĩnh điện hồn tồn Dải áp cấp nguồn rộng 2.4 ÷ 5.5V tần số rộng từ ÷ 40MHz Chế độ 6T cho phép hiệu hoạt động gấp đôi Có thạch anh nội 22.1184MHz/ 11.0592MHz cho đồng hồ hệ thống Độ xác ±1% điều kiện nhiệt độ phòng Sẽ có ±3% cho tồn dải nhiệt độ -40°C ~ +85°C (tối đa 64K)/ 32K/ 16K byte APROM cho chứa trình ứng dụng 2.5K byte cho LDROM, cho chứa mã ISP Bộ nhớ flash chứa liệu – cho N78E517, có khả cấu hình, chia sẻ với 64K-byte APROM; cho 78E059/055 độc lập – 4K byte (N78E366 khơng có chức này) Nạp In-system (ISP programming) hỗ trợ dải điện áp 3.0V~5.0V 256 byte nhớ RAM chip, 1K byte nhớ RAM phụ chip (XRAM) Bộ đếm / Bộ định thời 16 bit kênh Điều Chế Độ Rộng Xung (PWM) Một cổng SPI cổng UART nối tiếp Có ngắt nhận dạng Brown-out reset với mức có khả lựa chọn Có 32/ 36/ 40 cổng Vào/ Ra (I/O) mục đích chung tương thích Pin-to-Pin (chân-chân) với chip 80C51 chuẩn (Xem chi tiết bảng kê cấu hình mục sau hãng 80C51 Microcontroller - 12T http://www.nuvoton.com/NuvotonMOSS/Community/ProductInfo.aspx?tp_GUID=ef7bf398-ab3f-4ce5-b64e-ebdd69258f24) Công ty TNHH Giải pháp TULA (www.tula.vn) & Tập đồn Cơng nghệ Nuvoton (www.nuvoton.com) Lợi ích dòng chip N78E mơ tả sơ đồ sau đây: Hồn tồn tương tự, với dòng N79 (W79) ta xem sơ đồ sau đây: Công ty TNHH Giải pháp TULA (www.tula.vn) & Tập đồn Cơng nghệ Nuvoton (www.nuvoton.com) Hãy xem bảng tính chip N79E85x trang nêu hình mơ tả lợi ích MCU đây: Các lợi dòng MCU 8-bit lõi 8051 Nuvoton so với giải pháp truyền thống mô tả sơ đồ đây: Tổng BOM có giá hạ Dễ dàng phát triển Bảo trì & sản xuất linh động Công ty TNHH Giải pháp TULA (www.tula.vn) & Tập đồn Cơng nghệ Nuvoton (www.nuvoton.com) Các Cơng Cụ Phát Triển Hỗ Trợ Sản Xuất: Phát triển phần mềm & thiết kế mạch: MCU 8051 Nuvoton tương tích với tập lệnh 8051 chuẩn (MCS-51) môi trường phát triển, trình biên dịch, phần mềm mơ dùng cho chip MCU 8051 chuẩn dùng cho chip Nuvoton; Với thiết kế mạch (PCB) hồn tồn tương tự với dòng 8051 hãng khác; Thí dụ phần mềm Keil C (uVision), IAR, Hi-Tech, Proteus, Eagle, Orcat, Protel… Công cụ nạp (mạch nạp): MCU 8051 Nuvoton hỗ trợ giải thuật nạp hầu hết máy nạp rom đa hãng sản xuất nạp rom tiếng Thế giới Xeltek, Elnec, Hilosystems Leap Electronics… Ngoài hãng Nuvoton chế tạo riêng mạch nạp có kích thước nhỏ gọn, rẻ tiền mà hỗ trợ khả nạp toàn chip MCU lõi 8051 hãng, giúp tiện dùng trình phát triển lẫn sản xuất Lưu ý: hầu hết chip 8051 Nuvoton hỗ trợ nạp ICP và/ ISP nên tiện lợi, dễ dàng cho tiếp cận phát triển ứng dụng (Mạch nạp Nuvoton cho dòng 8051 chuẩn) (Mạch nạp Gang Nuvoton cho sản xuất hàng loạt) (Mạch nạp Stand-alone kiểu ISP/ICP) Hỗ Trợ Kỹ Thuật cho Phát triển ứng dụng chip MCU 8051 Nuvoton Toàn tài nguyên phát triển Nuvoton tải từ website hãng, gồm có: - Cơng cụ phát triển: “Driver để thêm thư viện chip MCU 8051 Nuvoton cho uVision Keil” + “Hướng dẫn sử dụng cho mạch nạp chip MCU 8051 Nuvoton” + “Phần mềm điều kiển nạp ISP-ICP cho chip MCU 8051 Nuvoton” - Mã nguồn Demo: cho dòng chip MCU 8051 Nuvoton mã trình ISP - Các lưu ý ứng dụng (Application Note): cho ứng dụng chip MCU 8051 Nuvoton - Bảng thay tương thích chip Nuvoton thay cho MCU LPC NXP - Xem tài liệu hướng dẫn trang web nhà phân phối hãng Nuvoton Công ty TNHH Giải pháp TULA (www.tula.vn) & Tập đồn Cơng nghệ Nuvoton (www.nuvoton.com) Hướng dẫn phát triển nhanh: 1) Download Keil C chuẩn từ trang chủ hãng (bản chuẩn chưa có thư viện MCU 8051 nuvoton) https://www.keil.com/c51/demo/eval/c51.htm 2) Tải liệu từ trang Công cụ phát triển hãng Nuvoton: a Driver Nuvoton MCU 8051 để thêm thư viện cho Keil C b Mã nguồn chương trình mẫu c Phần mềm nạp cho 8051 nuvoton: phần mềm nạp ICP, ISP mạch nạp hãng nạp qua cổng COM 3) Lập trình firmware thiết kế mạch cho chip MCU 8051 Nuvoton hệt với dòng 8051 hãng khác (Atmel, NXP, STC…) 4) Nạp liệu (firmware & data) cho chip MCU 8051 Nuvoton: a Có thể nạp mạch nạp hãng Nuvoton mạch nạp đa năng, mạch nạp chuyên dùng hãng khác (Xeltek, Elnec,…) b Cách nạp ICP, ISP (on-board) mạch nạp Nuvoton: thực kết nối tương ứng tài liệu hướng dẫn hãng Nuvoton () Thực thi phần mềm nạp Nuvoton chọn cấu hình kiểu nạp (ICP hay ISP), chọn mã chip tham số tương ứng để nạp cho chip c Cách nạp ISP qua cổng UART MCU 8051 với cổng COM PC: Thực kết nối kiểu nạp ISP cổng COM giống hệt nạp cho với dòng 8051 hãng khác (89S52 ATMEL chẳng hạn), dùng chân Pin 3.1 Pin 3.0 MCU giao tiếp RS-232 với PC Thực thi phần mềm nạp Nuvoton chọn cấu hình kiểu nạp ISP cổng COM, chọn mã chip tham số tương ứng để nạp cho chip Lưu ý: máy tính khơng có cổng COM sử dụng cáp chuyển đổi “USB to COM” để nạp Khi cổng COM ảo tạo máy tính để giao tiếp qua cổng USB cổng COM thông thường) Công ty TNHH Giải pháp TULA (www.tula.vn) & Tập đồn Cơng nghệ Nuvoton (www.nuvoton.com) Hướng dẫn kết nối mạch nạp ICP-ISP cho chip MCU 8051 Nuvoton ISP tức nạp In-System (trong chip phải có chương trình loader) ICP tức nạp In-Circuit (khơng cần có chương trình loader chip) Cả hai phương pháp nạp gọi phương pháp nạp on-board (liền mạch) - nạp liệu cho chip gắn mạch đích, giúp người dùng cập nhật mã ứng dụng điều khiển phần mềm mà không cần phải gỡ chip (đã gắn sản phẩm cuối mình) khỏi bo mạch Công cụ nạp 8051 ISP-ICP Nuvoton hình tích hợp tính nạp on-board vào mạch nạp thẻ USB Tức mạch nạp giao tiếp cổng USB có chức nạp ISP nạp ICP Thêm vào đó, liệu nạp lưu nhớ non-volatile (không liệu ngắt điện) bên MCU thẻ nạp USB, mạch nạp USB làm việc độc lập (Stand-alone) mà khơng cần kết nối, điều khiển máy tính (PC) Chức thực hữu ích cho công tác chuyên dụng mà không cần đến PC Trong trường hợp nạp ISP chế độ stand- alone cần cắm mạch nạp USB (không nối với PC) vào mạch đích cần nạp sau bật nguồn cấp cho bo đích mạch nạp USB cấp nguồn cho giao tiếp với chip bo đích Tiếp theo bạn cần bấm nút mạch nạp USB liệu nạp vào cho chip bo đích Khi đèn led thẻ nạp báo mầu xanh tức nạp thành cơng Tồn phần mềm nạp, hướng dẫn sử dụng kết nối kiểu nạp ICP-ISP tải trang hãng Nuvoton nêu Phần mềm nạp cho 8051 nuvoton Kết nối hệ thống nạp ICP: Công ty TNHH Giải pháp TULA (www.tula.vn) & Tập đồn Cơng nghệ Nuvoton (www.nuvoton.com) Kết nối hệ thống nạp ISP: Khi nạp isp chia thành kiểu kết nối Type-1 (kiểu 1) Có điều khiển reset: Không điều khiển reset Công ty TNHH Giải pháp TULA (www.tula.vn) & Tập đồn Cơng nghệ Nuvoton (www.nuvoton.com) Type-2 (kiểu 2) Type-3(kiểu 3) 10 Công ty TNHH Giải pháp TULA (www.tula.vn) & Tập đồn Cơng nghệ Nuvoton (www.nuvoton.com) Type-4 (kiểu 4) Type-5 (kiểu 5) 11 Công ty TNHH Giải pháp TULA (www.tula.vn) & Tập đồn Cơng nghệ Nuvoton (www.nuvoton.com) Type-6 (kiểu 6) Phần mềm nạp (Software): Download phần mềm driver Nuvoton ISP-ICP Utility web hãng, sau cài đặt phần mềm driver; Chạy phần mềm giao diện sau: 12 Công ty TNHH Giải pháp TULA (www.tula.vn) & Tập đồn Cơng nghệ Nuvoton (www.nuvoton.com) Kết nối hệ thống nạp ISP qua cổng COM: dùng cổng COM thực COM ảo Chạy phần mềm nạp ICP-ISP bình thường chọn tuỳ chọn kiểu nạp ISP by COM port 13 Công ty TNHH Giải pháp TULA (www.tula.vn) & Tập đồn Cơng nghệ Nuvoton (www.nuvoton.com) ... chip MCU 8051 Nuvoton cho uVision Keil” + “Hướng dẫn sử dụng cho mạch nạp chip MCU 8051 Nuvoton + “Phần mềm điều kiển nạp ISP-ICP cho chip MCU 8051 Nuvoton - Mã nguồn Demo: cho dòng chip MCU 8051. .. người dùng chạy với MCU 80C51 chuẩn (của Atmel chẳng hạn) vào MCU 80C51 tương đương Nuvoton thay vào mạch hệ thống chạy cũ Phân loại dòng sản phẩm MCU lõi 8051 Nuvoton: MCU 8051 Nuvoton chia làm... ít), Standard -8051 (cấu hình theo 8051 chuẩn) Enhance Standard -8051 (có tích hợp thêm cấu hình nâng cao dòng 8051 chuẩn) biểu đồ sau rõ: (Biểu đồ phân loại dòng chip MCU 8-bit lõi 8051 Nuvoton) Lưu