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N87C196KR 发布时间 时间:2025/10/29 18:28:27 查看 阅读:18

N87C196KR是英特尔(Intel)公司推出的一款高性能16位微控制器,属于MCS-96系列单片机中的一个重要成员。该芯片采用CHMOS工艺制造,具有高集成度、低功耗和高可靠性等特点,广泛应用于工业控制、自动化设备、电机控制、通信系统以及嵌入式控制系统中。N87C196KR内置了ROM/EPROM程序存储器,支持紫外线擦除和重复编程,便于开发和调试阶段的固件更新。该器件基于96系列的CPU架构,具备丰富的外设接口资源,包括高速I/O端口、定时器、脉宽调制(PWM)输出、A/D转换器、串行通信接口(UART)、高速输入/输出(HSIO)模块等,能够满足复杂控制任务的需求。其核心运行频率可达20MHz,指令执行速度接近每秒500万条指令(MIPS),在当时属于性能较强的嵌入式处理器之一。此外,N87C196KR还支持多种省电模式,适合对功耗敏感的应用场景。由于其强大的处理能力和灵活的扩展能力,该芯片曾在20世纪90年代至21世纪初被广泛用于汽车电子、数控机床、智能仪表等领域。尽管目前已被更先进的32位ARM等架构取代,但在一些老旧设备维护和替代设计中仍具有参考价值。

参数

制造商:Intel
  系列:MCS-96
  核心架构:16位
  工作电压:4.5V ~ 5.5V
  最大工作频率:20MHz
  程序存储器类型:UV EPROM
  程序存储器容量:32KB
  数据存储器容量:1KB RAM
  I/O端口数量:多达48个可编程I/O引脚
  A/D转换器:10位,最多8通道
  定时器:3个16位定时器(T1、T2、T3)
  PWM通道:2路
  串行接口:全双工UART,支持异步和同步模式
  中断源:多个优先级中断,支持向量中断结构
  封装形式:PLCC-68 或 CQFP-68
  工作温度范围:-40°C ~ +85°C
  功耗模式:空闲模式、掉电模式
  总线结构:无外部总线(片上无总线输出引脚,适用于紧凑型系统)

特性

N87C196KR微控制器具备多项先进特性,使其在当时的嵌入式控制领域中表现出色。首先,其内部集成了32KB的紫外线可擦除可编程只读存储器(EPROM),这为开发者提供了极大的灵活性,尤其是在产品开发和原型验证阶段,可以通过紫外线照射擦除程序并重新烧录,避免了使用一次性编程器件带来的不便。这种可重复编程的能力显著降低了研发成本和迭代周期。其次,该芯片采用了高性能的16位寄存器到寄存器架构,所有操作均在寄存器之间进行,消除了传统累加器架构的瓶颈,提高了数据处理效率。指令集丰富且优化良好,支持多种寻址方式,包括直接、间接、寄存器、立即数和相对寻址,增强了程序编写的灵活性。
  另一个关键特性是其高度集成的外设系统。N87C196KR配备了多达48个可配置的I/O引脚,允许用户根据应用需求灵活配置输入输出功能。其内置的10位模数转换器(ADC)支持最多8路模拟信号输入,采样速率较高,适用于实时监控和控制系统,如温度、压力或电机位置检测。两个独立的PWM通道可用于精确控制电机转速、灯光亮度或电源调节。高速输入/输出(HSIO)模块能够捕获外部事件的时间戳或生成精确的波形输出,在编码器接口和脉冲测量中发挥重要作用。UART串行通信接口支持全双工异步通信,便于与其他设备进行数据交换,例如连接PC、显示器或其他控制器。
  此外,N87C196KR具有良好的中断处理机制,支持多级优先级中断和向量中断结构,确保关键任务能够及时响应。三个16位定时器可用于实现精确延时、事件计数、波特率生成等多种功能。芯片还支持空闲和掉电两种低功耗模式,可在系统待机时大幅降低能耗,延长电池寿命。整体而言,N87C196KR以其高集成度、稳定性和成熟的开发工具链,在工业自动化和机电一体化系统中建立了可靠的应用基础。

应用

N87C196KR微控制器因其强大的处理能力和丰富的外设资源,被广泛应用于多个工业和技术领域。在电机控制方面,它常用于直流电机、步进电机和伺服系统的闭环控制,利用其PWM输出和高速I/O功能实现精确的速度和位置调节,典型应用场景包括数控机床、机器人关节驱动和自动化装配线。在工业自动化系统中,该芯片作为主控单元负责数据采集、逻辑判断和执行控制,例如在PLC(可编程逻辑控制器)扩展模块或小型控制系统中担任核心角色。其内置的A/D转换器使其非常适合用于传感器信号采集系统,如温度、湿度、压力、流量等工业参数的监测与反馈控制。
  在汽车电子领域,N87C196KR曾用于发动机控制单元(ECU)、车身控制系统、仪表盘显示驱动以及车载诊断系统(OBD)中,承担实时数据处理和执行机构驱动任务。由于其高抗干扰能力和宽温工作范围,能够在恶劣的电磁环境和温度变化下稳定运行,因此特别适合车载应用。在通信设备中,该芯片可用于协议转换器、数据采集终端和远程监控装置,通过UART接口实现与上位机或其他节点的数据通信。
  此外,N87C196KR也常见于智能仪器仪表中,如数字示波器、频谱分析仪、电源管理设备和自动测试设备(ATE),用于人机交互控制、数据显示和内部逻辑调度。教育和科研机构也曾将其作为教学实验平台的核心控制器,帮助学生理解16位微控制器的工作原理和嵌入式系统开发流程。虽然随着技术进步,该芯片已逐渐退出主流市场,但在设备维修、备件替换和 legacy 系统升级中仍具实用价值。

替代型号

8XC196KR
  87C196KC
  80C196KP
  

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