MCS196系列单片机分类与选型指南

概述

MCS196系列单片机是Intel公司继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进，性能上也有了显著提高，使得它适用于更复杂的实时控制场合。MCS196单片机有多种型号，不同型号配置有不同的功能部件，且具有不同存储器空间和寻址能力，可满足不同场合的要求。

MCS196系列单片机都有1个基于寄存器到寄存器结构的内核。这种结构消除了累加器的瓶颈现象，加快了数据传输。另有多种功能部件，在不同型号中进行不同配置。这些功能部件除包括在8X9X中就有的I/O口、 10位A/D转换器、PWM（脉宽调制器）、SIO（全双工串行I/O口）、中断源、看门狗定时器、16位定时/计数器、HSI/O（高速输入/输出口）等以外，还包括在MCS196中出现的PTS（外围事务服务器）、EPA（事件处理器阵列）、WG（波形发生器）等。

与其他系列（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用于记录某一外部事件相对于时间基准（如定时器1）的发生时刻。此功能部件在检测到引脚上规定的跳变事件（包括正跳变、负跳变、每次正跳变、8个正跳变）后，将发生事件的类型与时刻记录下来，并产生相关中断。此部件适用于信号的时间参数测量。HSO则用于按程序规定的时间去触发某一事件（如置位/清零口线、启动A/D转换等），要求CPU的开销极小，速度极高。此部件便于实时输出控制，可用来产生多种信号波形。

EPA（Event Processor Array）：实质上是捕捉/比较模块。所谓“捕捉”就是捕获产生于引脚上的跳变事件（有正跳变、负跳变、正负跳变等），记载这些输入事件相对于时基定时器发生的时刻；“比较”则是和预先规定好的时间作比较，预定时间一到就去执行某种输出功能（比如输出置为高、输出置为低、输出翻转、启动A/D转换、复位定时器等等）。可见，EPA和HSI/O的功能类似，但EPA在CPU开销上要求更少，性能更好一些。表1给出在不同时钟频率下两者分辨能力的比较。

表 1 HSI/O和EPA分辨能力的比较

PTS （Peripheral Transaction Server）：实质上是中断服务机制的改进。对正常的中断服务，CPU都要“亲自”去执行，而现在的PTS提供了一种类似DMA的操作。当中断发生后，由微代码执行PTS周期。该周期就像DMA周期那样插入正常的指令流中，完成中断服务，这样CPU的开销比一般的中断响应要少得多。

WG（Waveform Generator）：可产生独立的、具有相同频率和工作方式的3对PWM波形。特别适合控制三相交流感应电机、直流无刷电机和其他需要多个PWM输出的场合。

另外，MCS196单片机总线控制器还具有可编程的等待状态发生器，可方便地与慢速外设接口。在运行中可动态选择8位或者16位的总线宽度，并能通过HOLD/HLDA协议方便地实现多处理器通信。

目前，MCS196系列主要有3种：① HSI/O系列，这类芯片具有高速输入、输出口；② EPA系列，这类芯片内部具有事件处理器阵列；③ Motor Control系列，这类芯片适用于电机控制。要注意上述分类也不是绝对的，往往在同一个型号的部件中，可同时具有多种功能。

一、 HSI/O系列

本系列主要芯片有8XC196KB、8XC196KC、8XC196KD，产品分类如表2所列。

表 2 HSI/O系列一览表

注：① 封装形式N：PLCCS：QFPSB：SQFPU：窄DIP。② 温度C：0~70℃E：－40~85℃A：－40~125℃。 （以上含义表3和表4同）