Intel P80C31

Definizione

L’Intel P80C31 è un MICROCONTROLLER 8 BIT della famiglia MCS-51 (core tipo 8051) in versione ROMLESS, cioè priva di ROM programma interna. È pensato per sistemi embedded in cui il firmware risiede in memoria esterna (tipicamente EPROM o FLASH) mantenendo però l’integrazione tipica della famiglia: CPU, RAM interna, porte I/O, timer e interfaccia seriale nello stesso chip.

Caratteristica chiave: ROMLESS e memoria esterna fino a 64K

Il punto distintivo del P80C31 è che:

• La memoria programma è esterna e indirizzabile fino a 64K (spazio codice).

• È disponibile anche uno spazio dati esterno fino a 64K (spazio XDATA, tipicamente RAM o periferiche memory-mapped).

Questo approccio era molto utile quando serviva un firmware più grande della ROM interna tipica di altri membri della famiglia, oppure quando si voleva massima flessibilità in sviluppo e manutenzione (aggiornando la memoria esterna senza cambiare microcontroller).

Architettura interna a 8 bit (cosa c’è dentro)

Il P80C31 mantiene il profilo funzionale classico MCS-51:

• CPU 8 BIT con modello registri e istruzioni della famiglia 8051.

• RAM interna 128 × 8 byte per variabili, stack e buffer piccoli.

• 32 linee di I/O programmabili (porte parallele).

• 2 TIMER/COUNTER 16 BIT per time-base, conteggi e temporizzazioni.

• Una porta seriale programmabile (tipicamente UART full duplex) per comunicazione e diagnostica.

• Sistema di interrupt con più sorgenti, utile per gestione eventi (timer, seriale, ingressi esterni).

• Oscillatore/clock on-chip con quarzo o sorgente esterna.

Tecnologia e consumi (CMOS / CHMOS, modalità di risparmio)

Le varianti 80C31 di Intel sono associate a processi CMOS/CHMOS, con vantaggi pratici tipici:

• Consumi generalmente più contenuti rispetto a implementazioni non-CMOS equivalenti.

• Funzionamento “statico” (in molte varianti: ampia gamma di frequenze operative, fino a valori molto bassi).

• Modalità software di riduzione attività: IDLE e POWER DOWN (in IDLE la CPU si ferma ma alcune periferiche continuano; in POWER DOWN si ferma anche l’oscillatore preservando la RAM).

Integrazione su scheda (cosa serve attorno al chip)

In un progetto tipico con P80C31 servono:

• Alimentazione e decoupling.

• Clock (quarzo su pin oscillator) e RESET.

• Memoria programma esterna (EPROM/FLASH) collegata al bus indirizzi/dati e ai segnali di lettura codice.

• Eventuale RAM/periferiche esterne nello spazio dati (XDATA) se la RAM interna non basta.

• Collegamenti delle porte I/O a sensori, latch, driver, relè, LED o bus di espansione.

Schizzo dei collegamenti più importanti

                 ┌──────────────────────────────┐
                 │          EPROM / FLASH        │
                 │     (programma fino a 64K)    │
                 └──────────────┬───────────────┘
                                │ bus codice (addr/data + control)
                                ▼
                       ┌──────────────────┐
                       │   INTEL P80C31   │
                       │ MCU 8 BIT ROMLESS│
                       │ RAM 128 B        │
                       │ 32 I/O + UART    │
                       │ 2 TIMER 16 BIT   │
                       └───────┬──────────┘
                               │
                               ├────────► I/O parallelo → sensori / driver / latch / LED
                               │
                               ├────────► UART → seriale (debug / periferiche)
                               │
                               ├────────► TIMER → time-base / conteggi / interrupt
                               │
                               └────────► (opz.) XDATA → RAM esterna / periferiche fino a 64K

Tabella 1 – Dati di identificazione e specifiche (italiano)

Tabella 2 – Aspetti operativi e progettuali (italiano)

P80C31BH Maximum Operating Temp (øC):70
Memory Addressing Range:64k
Max Instruction Length (bits):24
Number of Addressing Modes:7
Min Instruction Length (bits):8
Number of Maskable Interrupts:6
Military/High-Rel:N
Number of Interrupt Lines:2
Package Style:DIP
Clock Frequency - Max. (Hz):12M
Clock Frequency - Min. (Hz):3.5M
Description:Prog full duplex serial;111 instructions
No. of I/O Ports:4
No. of I/O Ports:é
# Pins:40
Mounting Style:T
Nom. Supp Volt:5
Number of I/O Lines:32
On-Chip RAM (Bytes):128
Tech.:CMOS