Тема 3. Версії мікроконтролерів, оснащені ПЗП з ультрафіолетовим стиранням

1. Версії мікроконтролерів, оснащені ПЗП з ультрафіолетовим стиранням

Мікросхема 8051 і її вітчизняний аналог 1816ВЕ51 оснащені ма- сочно програмованим внутрішнім ПЗП, що передбачає однократне програмування на заводі-виготовлювачі. Самостійно програмувати такі варіанти мікроконтролерів можна лише за наявності зовнішнього ПЗП.

Версії мікроконтролерів, оснащені ПЗП з ультрафіолетовим стиранням (УФ-ПЗП) можуть бути багато разів перепрограмовані, що значно підвищує зручність використання при розробці нестандартних програм. Від Intel - це версії 8751 (N-МОП) і 87C51 (ДО-МОН). Радянська мікросхема 1816BE751 (аналог 8751) на практиці не зустрічається.

Програмування мікроконтролера з УФ-ПЗП

Процедура програмування мікроконтролера з УФ-ПЗП декілька розрізняється залежно від базової технології його виробництва:

• n-МОП - при напрузі ипрг на вході EA /Vpp (ніжка 31) від 21 до 25 В; запис кожного байта - одним імпульсом 50- мілісекунди; загальний час програмування - 4 мин.
•  k-МОН - ипрг = 12,75 В; запис кожного байта - послідовні­стю з 25 100-микросекундных імпульсів; загальний час про­грамування - близько 13 секунд.

Підключення мікроконтролера N-МОП до програматора пока­зано на рисунку 32:

Мікроконтролер повинен працювати на зниженій частоті 4,6 МГц із-за необхідності мультиплексування на внутрішній шині адресної і кодової інформації.

Як видно на рисунку, адреси подаються на виводи P1-P2, а коди команд (завантажувані байти) - на P0. Виводи P2.4-6 і PSEN мають бути заземлені. На P2.7 і RST подається логічна «1». На EA / Vpp підтримується рівень +5 В. В момент завантаження байта EA / Vpp підключається до джерела U = +21 В, при цьому на ALE повинен утримуватися 0 протягом як мінімум 50 мс (потім - знову +5 В). Джерело +21 В має бути добре стабілізоване (зниження ипрг може привести до збою програмування, а перевищення більш, ніж на 1 В - до пошкодження мікросхеми).

Захист від зовнішнього читання УФ-ПЗП в МК x51

Розробниками з Intel для мікроконтролерів з УФ-ПЗП передба­чений так званий біт захисту, що перешкоджає (при 1) доступ на читання до внутрішнього ПЗП ззовні.

При цьому пристрій і його програма виявляються захищені від несанкціонованого копіювання.

Запис біта захисту здійснюється подібно до запису програми, за виключенням:

• на P2.6 необхідно подати «1»;

• значення на Р0, Р1 і Р2.0-3 можуть бути довільними.

Очищення біта захисту (штатним чином) здійснюється шляхом повного стирання вмісту УФ-ПЗП.

У новіших версіях мікроконтролерах система захисту була ускладнена з метою перешкодити вибірковому стиранню біта захисту вузьконаправленим ультрафіолетовим випромінювачем.

Якщо біт захисту дорівнює 0, вміст УФ-ПЗП може бути прочи­таний з метою перевірки правильності (верифікації) завантаження програми.

Читання УФ-ПЗП може здійснюватися за допомогою програма- тора. Адреса подається як і при записі. На Р2.7 необхідно подавати «0» в якості строб-сигнала читання.

Реакція УФ-ПЗП на світло

Вікно мікроконтролера необхідно закривати непрозорою на­клейкою. Це необхідно для захисту не лише ПЗП, але і інших внутрі­шніх елементів (у тому числі ОЗП), які можуть почати збої внаслідок іонізації кремнію при попаданні світла на кристал або кремнієву підкладку.

Стирання УФ-ПЗП здійснюється джерелом УФ-випромінювача з довжиною хвилі < 400 нм. При потужності 12 мВт/см² кварцевої лампи і відстані до вікна мікроконтролера 1.2 см достатньо 10-15 хвилин для надійного стирання інформації. Дуже тривале опромінення (> 20 хвилин) може вивести мікросхему з ладу.

У спектрі сонячного і люмінесцентного світла присутнє випро­мінювання з довжиною хвилі < 400 нм. Перебування відкритої мікросхеми на сонячному світлу більше тижня або під люмінесцент­ними лампами більше 3 років може привести до спотворення вмісту УФ-ПЗП.