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N87C196KD20 发布时间 时间:2025/10/30 0:29:48 查看 阅读:5

N87C196KD20是一款由Intel公司推出的高性能16位微控制器,属于MCS-96系列中的CHMOS单片机家族。该器件结合了高密度、高速度的CMOS技术与功能强大的CPU架构,专为工业控制、嵌入式系统和实时应用而设计。N87C196KD20采用CHMOS工艺制造,具有低功耗和高抗噪能力的优点,同时支持宽电压工作范围,适用于恶劣环境下的稳定运行。该芯片内置EPROM程序存储器,可通过紫外线擦除并重新编程,适合开发和小批量生产场景。其核心基于96系列经典的RISC-like架构,具备寄存器到寄存器的运算能力、高速运算单元以及丰富的外设接口资源,使其在电机控制、自动化设备、通信模块等领域具有广泛应用前景。
  N87C196KD20提供20MHz的主频操作能力,指令执行速度高达每秒500万条指令(MIPS),极大地提升了数据处理效率。芯片集成了多种高级外设,包括高速I/O端口、定时器/计数器、脉宽调制(PWM)输出、A/D转换器、串行通信接口(如UART)等,能够满足复杂控制系统的需求。此外,该器件还支持多种省电模式,可在待机状态下显著降低功耗,延长系统电池寿命。由于其强大的功能集成度和灵活的编程特性,N87C196KD20在上世纪90年代广泛应用于汽车电子、工业自动化、机器人控制及智能仪器仪表中。尽管目前已被更现代的32位处理器逐步取代,但在一些老旧设备维护或特定兼容性要求场合仍具实用价值。

参数

制造商:Intel
  核心架构:MCS-96 16位 CPU
  工作频率:20 MHz
  工艺技术:CHMOS
  程序存储器类型:UV EPROM
  程序存储器容量:32 KB
  数据存储器容量:1.25 KB RAM
  封装形式:LCC84 / PQFP84
  工作电压范围:4.5V ~ 5.5V
  工作温度范围:-40°C ~ +85°C
  I/O端口数量:多达68个可配置I/O引脚
  ADC分辨率:10位
  ADC通道数:8通道
  PWM输出:支持多路PWM输出
  串行接口:全双工UART,支持标准异步通信
  定时器:多个16位定时器/计数器
  中断源:支持多级优先级中断系统
  编程方式:通过EPROM烧录器进行编程,需紫外线擦除

特性

N87C196KD20的特性之一是其高性能的CPU架构与高度集成的外围设备组合,使其在实时控制应用中表现出色。该芯片基于MCS-96系列的核心设计,采用了寄存器到寄存器的操作模式,减少了对内存访问的依赖,从而提高了指令执行效率。其20MHz的工作频率配合流水线结构,实现了每秒500万条指令的处理能力,这在当时属于领先水平。这种高性能使得它能够快速响应外部事件,在电机控制、闭环调节系统中发挥关键作用。此外,该芯片支持多种寻址方式和丰富的指令集,涵盖算术、逻辑、位操作和移位等功能,便于开发者编写高效紧凑的代码。
  另一个显著特点是其大容量的片上资源。N87C196KD20内置32KB的紫外线可擦除程序存储器(EPROM),允许用户在开发阶段反复修改程序内容,非常适合原型开发和现场升级。配合1.25KB的数据RAM,足以支撑大多数中小型控制任务的运行需求。所有存储器均位于芯片内部,避免了外部扩展带来的复杂性和信号干扰问题,提高了系统的可靠性。
  在外设方面,该器件提供了极为丰富的集成资源。其中包括一个10位精度、8通道的模数转换器(ADC),采样速率较快,适用于传感器信号采集;多路PWM输出可用于精确控制直流电机、步进电机或电源变换器;两个16位定时器/计数器支持输入捕捉、输出比较和波形生成功能,广泛用于时间测量和频率控制。UART串行接口支持全双工异步通信,可连接PC或其他外设实现数据交换,且具备帧错误检测和中断驱动机制,提升通信稳定性。
  低功耗设计也是其重要优势之一。CHMOS工艺不仅降低了动态功耗,还支持空闲和掉电两种节能模式。在空闲模式下,CPU停止运行但外设继续工作;在掉电模式下,整个系统时钟关闭,仅保留最低限度的唤醒功能,极大延长了便携式设备的续航时间。此外,该芯片具有较强的电磁兼容性和宽温工作能力,能够在工业环境中可靠运行。虽然目前已停产,但其稳定的性能和成熟的生态系统仍在某些领域保有应用价值。

应用

N87C196KD20广泛应用于需要高性能实时控制的工业和嵌入式系统中。典型的应用领域包括电机控制,例如用于交流感应电机、直流无刷电机的矢量控制和PWM调速系统,得益于其内置的高速PWM模块和精确的定时器,能够实现平滑的速度调节和高动态响应。在自动化生产线中,该芯片常被用作PLC(可编程逻辑控制器)的核心处理器,负责处理传感器输入、执行逻辑判断并驱动执行机构,如气缸、继电器和电磁阀等。
  在汽车电子系统中,N87C196KD20曾用于发动机控制单元(ECU)、车身控制模块和车载诊断系统(OBD)。其高抗干扰能力和宽温工作特性使其适应车辆复杂的电气环境。此外,在机器人控制系统中,该芯片可用于关节伺服控制、路径规划和通信协调,利用其多通道A/D转换器读取位置反馈信号,并通过PWM输出控制驱动器。
  通信设备中也可见其身影,如调制解调器、远程终端单元(RTU)和工业通信网关。凭借UART接口和中断机制,能够实现稳定的数据收发功能。在测试与测量仪器中,如数字示波器、多功能电表和信号发生器,N87C196KD20负责采集模拟信号、进行数据处理并显示结果。
  此外,该芯片还适用于医疗设备中的监控模块、楼宇自动化系统的中央控制器以及军事装备中的专用控制单元。尽管当前主流市场已转向ARM等32位架构,但在旧设备维护、备件替换和技术延续项目中,N87C196KD20仍然扮演着不可或缺的角色。其成熟的技术文档和广泛的开发工具支持也为工程师提供了便利。

替代型号

87C196KC
  87C196KR
  80C196KB

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N87C196KD20参数

  • 标准包装18
  • 类别集成电路 (IC)
  • 家庭嵌入式 - 微控制器,
  • 系列87C
  • 核心处理器MCS 96
  • 芯体尺寸16-位
  • 速度20MHz
  • 连通性SIO
  • 外围设备PWM,WDT
  • 输入/输出数48
  • 程序存储器容量32KB(32K x 8)
  • 程序存储器类型OTP
  • EEPROM 大小-
  • RAM 容量1K x 8
  • 电压 - 电源 (Vcc/Vdd)4.5 V ~ 5.5 V
  • 数据转换器A/D 8x10b
  • 振荡器型外部
  • 工作温度0°C ~ 70°C
  • 封装/外壳68-PLCC
  • 包装管件
  • 其它名称802914