68HC05 Microcontroller

โดย เดชาพงษ์ พิมพการัง 37052966

โดย กนกฤทธิ์ มิ่งบรรเจิดสุข


บทนำ

68HC05 ของ motorola นั้นเป็น microcontroller ที่ออกแบบมาให้ตรงกับความต้องการของ application หลาย ๆ แขนง เริ่มตั้งแต่ 68HC05C4 ซึ่งเป็น CISC (Customer-Specified Integrated Circuits) ของ motorola จนมาถึงทุกวันนี้มีอุปกรณ์ 68HC05 CISC ให้เลือกถึง 180 กว่าชนิด

โดยผลิตภัณฑ์นี้ใช้หลักการของ "one-chip solutions for application" คือเพียง chip เดียว สามารถสนับสนุนงานของ application ได้จำนวนมาก ซึ่งแต่เดิมต้องใช้อุปกรณ์จำนวนมากในการทำงาน

โดย 68HC05 นั้นมีอยู่หลายตระกูล ดังได้นำมาแสดงให้ดูโดยแบ่งตามประเภทงานที่จะนำไปใช้ได้ดังต่อไปนี้

  • งานทั่วไป (General Purpose)
  • เกี่ยวกับเครื่องยนต์ (Automotive)
  • เครื่องอุปโภค (Consumer)
  • การติดต่อสื่อสาร (Telecommunications)
  • คอมพิวเตอร์ (Computer)
  • อุตสาหกรรม (Industrial)
  • โทรทัศน์และวีดีโอ (Television&Video)
  • [ ตัวอย่างของสถาปัตยกรรม 68HC705P9] [ รายการอธิบายคำย่อ]

    งานทั่วไป

    68HC05 C-Family:

    เป็นตระกูลที่มีสภาพคล่องต่องานที่จะใช้มาก โดยเฉพาะงานเกี่ยวกับ memory เนื่องจากมี option มากมายที่ สามารถจัดการกับโปรแกรมที่ซับซ้อนได้ โดยบนชิพมีทั้ง SCI (Serial Communications Interface) ที่ช่วยจัดการเรื่องติดต่อสื่อสารแบบ asynchronous โดยมี software เป็นตัวจัดการเลือก boud rate ได้ตั้งแต่ 75 Hz ถึง 131 kHz มีระบบสายอนุกรมความเร็วสูงแบบ synchronous 4 สายซึ่งมี interface แบบ Serial Peripheral Interface (SPI) ที่ทำหน้าที่จัดการปิดอุปกรณ์แสดงผลและอุปกรณ์ต่อพ่วงกับคอมพิวเตอร์ต่าง ๆ อีกทั้ง 68HC705C8A เป็น microcontroller ของ Motorola ที่ดังที่สุดในเรื่องการทำ One Time Programmable (OTI)

    อุปกรณ์ทุกตัวในตระกูล C จะมี 16-bit free-running programmable counter ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมระหว่าง ตัวจับข้อมูลที่ไหลเข้า (input capture)กับตัวเปรียบเทียบข้อมูลที่ไหลออก (output compare) เพื่อที่จะให้ตัววัดคลื่นนำเข้า ทำงานได้พร้อมกับตัวสร้างคลื่นที่ไหลออก โดยมี watchdog timer ทำหน้าที่ป้องกันในกรณีที่ซอฟท์แวร์ทำงานผิดพลาด (Software Runaway) เนื่องจากสภาวะที่มีสัญญาณรบกวน

    68HC05 J-Family:

    เป็นตระกูลที่มีขา(pin) 20 ขา , ราคาถูก , สามารถ upgrade เป็น 8 บิต ได้ถ้างานนั้นเป็น 4 บิต ซึ่งตระกูลนี้ได้ รวมเอาประสิทธิภาพของ CPU 68HC05 ไว้และทำให้คล่องต่อการใช้งาน , มี multifunction timer 15 ระดับ (stage) และความสามารถในการทำ interrupt แบบ real-time โดย 68HC705J1A เป็น microcontroller ที่ใช้กันมากเนื่องจากว่า มีประสิทธิภาพในการจัดการงานด้าน OTP

    68HC05 K-Family:

    เป็นตระกูลที่มีราคาถูก เหมาะกับการนำไปใช้แทนงานตรรก (logic)

    68HC05 P-Family:

    เป็นตระกูลที่มีราคาค่อนข้างแพง ซึ่งมี ROM หลากหลายขนาด และลักษณะพิเศษเพิ่มขึ้นมาหลายอย่าง อาทิเช่น Serial Input/Output Port (SIOP) ใช้ในการควบคุมการแสดงผล และการติดต่อกับ อุปรกรณ์ภายนอก option อื่น ๆ ที่ เพิ่มมาเช่น A/D input และ EEPROM บนชิพซึ่งใช้สำหรับเป็นอุปกรณ์เก็บข้อมูลแบบ non-volatile

    กินไฟต่ำและความเร็วสูง โดยที่ 68HC705P9 เป็น microcontroller ที่ดังที่สุดในตระกูลนี้ เกี่ยวกับการจัดการ งานด้าน OTI ซึ่งมี A/d เป็นส่วนประกอบด้วย

    เกี่ยวกับเครื่องยนต์

    68HC05 B-Family:

    หน่วยความจำแบบ EEPROM ที่ติดตั้งอยู่ในอุปกรณ์ของตระกูลนี้ ช่วยในการเก็บข้อมูลให้สามารถคงอยู่ได้ หลังจากการหยุดจ่ายไฟให้กับ controller งานที่จะนำไปใช้ เช่น งานควบคุมการปรับที่นั่งไฟฟ้า (เก็บตำแหน่งของที่นั่ง) หรือระบบเสียงภายในรถ (เก็บฐานข้อมูลของสถานีวิทยุที่ตั้งไว้) ตระกูล B นี้มีอยู่ 8 แบบให้เลือก โดย 68HC05B6 จะเป็น แบบที่ใช้กันมาก จนถึง 68HC05B32 ซึ่งเป็นรุ่นใหม่ล่าสุดในตระกูลนี้

    68HC05 C- & D-Family:

    microcontroller ตระกูลนี้ใช้กับระบบควบคุมการเดินเรือ , ระบบติดไฟน้ำมันเชื้อเพลิงในเครื่องยน , และ ระบบให้ความบันเทิงต่าง ๆ

    68HC05 J-,K- & P-Family:

    เนื่องจากมีราคาถูก microcontroller ในตระกูลนี้จีงเหมาะที่จะนำไปใช้กับอุปกรณ์ภายในเครื่องยนต์จำพวก เครื่องกันขโมย , กระจกอิเล็กทรอนิกส์ , ถุงลมนิรภัย เป็นต้น

    68HC05 V- & X-Family:

    ทั้ง 2 ตระกูลนี้ประกอบไปด้วย multiplex interface ซึ่งทำหน้าที่ติดต่อกับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ตัวอื่น ๆ ภายในเครื่องยนต์ โดย microcontroller ตระกูล V นั้นจะมี Voltage Regulater อยู่ในตัว

    คอมพิวเตอร์

    68HC05 BD-Family:

    MCU ของตระกูลนี้ เหมาะที่จะนำไปใช้งานเกี่ยวกับจอภาพของคอมพิวเตอร์ เนื่องจากมี sync processor ทั้งแนวตั้งและแนวนอน ถึง 16 ช่องสัญญาณ (channel) ซึ่งใช้วิธีเข้าสัญญาณแบบ pulse-width modulation

    68HC05 C-Family:

    ตระกูลนี้เนื่องจากเป็นตระกูลเอนกประสงค์จึงนำไปใช้งานทั่วไปประเภทควบคุม keyboard และ จอภาพ

    68HC05 J-,P, & E-Family:

    เนื่องจากมีราคาถูกจึงเหมาะกับการจำพวก PC mouse และ trackball

    68HC05 JB-Family:

    68HC705JB2 เป็น microcontroller ตัวแรกของ motorola ในตระกูลของ Universal Serial Bus (USB) MCUs เป็นอุปกรณ์แบบ 20 pin count ใช้ในงานคอมพิวเตอร์จำพวก trackball , Mice และ game pad

    เครื่องอุปโภค

    68HC05 C- & D-Family:

    เนื่องจากเป็นตระกูลที่มี multiple communication lines (I/O ports, SCI และ SPI) และ free-running timer microcontroller ในตระกูลนี้จึงเป็น microcontroller ที่สามารถที่จะให้งานหลาย ๆ งานทำขนานกันไปได้ ลักษณะนี้ จึงเหมาะที่นำไปใช้ในผลิตภัณฑ์จำพวกเครื่องอุปโภคเช่น เครื่องเล่น CD , ระบบให้ความบันเทิงในรถ และ remote control เป็นต้น

    68HC05 J-, K- & P-Family:

    microcontroller ในตระกูลนี้เป็นแบบ free-running timer และมีประสิทธิภาพในการจัดการงานที่ต้องการทำ multitasking เช่น เครื่องซักผ้า , อุปกรณ์ควบคุมเตาไฟ และ remote control

    68HC05 L-Family:

    microcontroller ในตระกูลนี้กินไฟน้อย และขนาดเล็กมาก แต่สามารถนำไปใช้ขับอุปกรณ์แสดงผลแบบ LCD ขนาดใหญ่ได้ ทำให้นำไปเป็นส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์จำพวกพกพาได้ เช่น เครื่องเล่น CD แบบพกพา

    อุตสาหกรรม

    68HC05 B-Family:

    บนชิพจะมี EEPROM ประกอบอยู่ รวมทั้ง A/D converter แบบ 8 บิต และ Pulse Length Modulated output โดยปกติจะใช้กับงานอุตสาหกรรมที่ต้องรวม Programmable Logic Controllers (PLC) และระบบจัดหาข้อมูล

    68HC05 C- & D-Family:

    ตระกูลเอนกประสงค์ตระกูลนี้สามารถนำไปใช้กับงานจำพวก ระบบควบคุมงานที่มีสาย I/O และหลอด LED เป็น ส่วนแสดงผล จำนวนมาก

    68HC05 J- & P-Family:

    microcontroller ในตระกูลนี้เหมาะกับงานในอุตสาหกรรมที่มีราคาถูก เช่น เครื่องตรวจจับควันไฟ อุปกรณ์ รักษาความปลอดภัย , เครื่องควบคุมอุณหภูมิ (thermostat)

    68HC05 MC-Family:

    microcontroller ในตระกูลนี้มี 28 ขา ใช้กับงานควบคุม มอเตอร์ที่มีราคาถูก โดยบนชิพจะมี A/D converter และ PWMs ความเร็วสูงประกอบอยู่ด้วย

    68HC05 L-Family:

    เป็น microcontroller แบบ Multi-port และมี LCD driver พร้อม timer ขนาด 16 บิต , watchdog บนบอร์ด เหมาะกับงานที่ต้องแสดงผลผ่านทาง panel กินไฟต่ำและให้ output เป็น tone เช่น เครื่องควบคุมอุณหภูมิ และ เครื่องเตือน (alarm)

    68HC05 X-Family:

    microcontroller ตระกูลนี้มี Controlled Area Network (CAN) controller กับ ROM ขนาด 4k ถึง 32k เพื่อใช้สำหรับเก็บข้อความ ที่ส่งมาจาก factory automation , เครื่องตรวจจับ หรือ switch

    การติดต่อสื่อสาร

    68HC05 B-Family:

    ไมโครคอนโทรลเลอร์กลุ่มนี้ นั้นสามารถใช้ในการบันทึกหมายเลขโทรศัพท์ โดยจะมีหน่วยความจำ EEPROM ที่มีคุณสมบัติเป็น non-volatile memory ความจุ 256 byte และตัวไมโครคอนโทรลเลอร์ สามารถต่อเข้า กับสัญญาณอินพุต ที่เป็นอนาลอก ได้เนื่องจากมีวงจรแปลงสัญญาณจาก อนาลอก เป็น ดิจิตอล (ซึ่งให้มา ไว้เพื่อใช้ในการวัดพลังงานไฟฟ้าของแบตเตอรรี่) และวงจรแปลงสัญญาณ ดิจิตอลเป็นอนาลอก เพื่อควบ คุมอุปกรณ์ที่เป็นอนาลอก เช่น การปรับความดังของเสียง เป็นต้น

    68HC05 C-Family:

    ในตระกูลนี้นั้นเป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ชนิดใช้งานทั่วไป (general purpose) ในระบบสื่อสาร เช่น โทรศัพท์ หรือ เครื่องตอบรับอัตโนมัติ

    68HC05 E-Family:

    คุณสมบัติเหมือนกับ 68HC05 ตระกูล B ซึ่งในตระกูล E นี้จะใช้ในงานที่เป็นการเก็บข้อมูลตัวเลข และ งานด้านคีย์บอร์ดอินเทอรรัพท

    68HC05 F-Family:

    ไมโครคอนโทรลเลอร์ในตระกูลนี้ท้งหมด ยกเว้น F5 นั้นได้มีการรวมเอาวงจร DTMF reciever เข้าไว้ในชิป DTMG (Dual Tone Multi-Frequency Generator) ซึ่งใช้ในการส่ง และ รับสัญญาณดิจิตอล ซึ่งจทำให้ ไมโครคอนโทรลเลอร์ในตระกูล F นี้เหมาะที่จะให้ในการสื่อสาร โทรคมนาคม ซึ่งมีการรวมเอาวงจรหมุนโทรศัพท์ อัตโนมัติ การบันทึกหมายเลข และการแสดงผล

    68HC05 J- & P-Family:

    ไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูลนี้จะมีจำนวนขาน้อย มีราคาถูก ใช้ในงานสื่อสารได้อย่างหลากหลาย และมี EEPROM ใช้ในการเก็บเสียงกริ่ง ในการตั้งเวลา

    68HC05 L-Family:

    ตระกูลนี้มีความสามารถในการแสดงผลบน LCD และ กินไฟน้อย ใช้กับอุปกรณ์สื่อสารสื่อสาร มีวงจรส่งสัญญาณเสียง และ แสดงผล เมื่อมีข้อความมายังเพจเจอร์

    โทรทัศน์และวีดีโอ

    68HC05 B-Family:

    ไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูลนี้ จะมีหน่วยความจำ EEPROM ความจุ 256 ไบต์ เพื่อใช้ในการเก็บรักษาค่าความถี่ช่องสัญญาณ โทรทัศน์แต่ละช่อง หรือช่องสัญญาณดาวเทียม และ มีวงจรแปลงสัญญาณจาก อนาลอก เป็น ดิจิตอล กับวงจรแปลงสัญญาณ ดิจิตอลเป็นอนาลอก และ pulse width modulation ทำให้สามารถควบคุมอุปกรณ์ที่เป็นอนาลอกได้ เช่น สามารถควบคุมการ ปรับความดังของเสียง และ ความสว่างของแสง

    68HC05 C- & D-Family:

    ไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูลนี้ จะมี ROM ความจุ 32 กิโลไบต์ และ เป็นแบบใช้งานทั่วไปในโทรทัศน์ และ วีดีโอ

    68HC05C0 :

    ไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูลนี้จะไม่มีรอมภายใน แต่ สามารถอ้างแอดเดรสไปยังหน่วยความจำภายนอกได้ถึง 64 กิโลไบต์ทำให้สามารถ เก็บโปรแกรม ของงานที่ใช้เนื้อที่ในการเก็บที่มีขนาดใหญ่ได้ เช่น โทรทัศน์ และการที่มีโมดูล SCI+ และบัสที่มีความเร็ว 4 MHz ซึ่งสามารถ ใช้ในการส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ในโทรทัศน์ได้

    68HC05 M-Family:

    ในตระกูลนี้จะมีตัวเก็บประจุ Vacuum Fluorescent Drive(VFD) เพื่อใช้ในการขับแรงดันไฟฟ้าสูงๆ เพื่อใช้ใน videocassette recorder displays

    68HC05RC-Family:

    ไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูลนี้ใช้ในงานทำ remote control โดยจะมี infrared timer เป็นตัวสร้างสัญญาณควบคุมระยะไกล

    68HC05 T-Family:

    ไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูลนี้ทุกตัวนั้นจะมีส่วนที่เป็น OSD (On Screen Display) ใช้ในการวางกราฟิกบนจอโทรทัศน์ และมี มีวงจรแปลงสัญญาณจาก อนาลอก เป็น ดิจิตอล ใช้ในการปรับค่าอัตโนมัติ และ วงจรแปลงสัญญาณ ดิจิตอลเป็นอนาลอก เพื่อ ใช้ในการขับเอาต์พุต ที่เป็น อนาลอก และในตระกูล T นี้ยังมีไมโครคอนโทรลเลอร์บางตัวที่สามารถสื่อสารกับอุปกรณ์โทรทัศน์ ที่ได้ มาตรฐานอุตสาหกรรม

    เอกสารอ้งอิง


    [ คำแนะนำ ] [ ภาควิชา ] [ คณะวิศวกรรมศาสตร์ ] [ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ]

    แก้ไขครั้งล่าสุด: 2 ก.ย 1997