8041

Intel P8048H.

Intel D8749.

Der Intel 8048 ist das Grundmodell der von Intel 1977 vorgestellten MCS-48-Familie von Ein-Chip-Computersystemem (Mikrocontrollern). Bei einem Mikrocontroller sind im Optimalfall alle Teile eines Computersystems (Prozessor, Programmspeicher, Datenspeicher und Ein-/Ausgabeeinheiten) in einem einzigen Baustein zusammengefasst. Das MCS-48 zählt zu den ersten derartigen Systemen.

Der bekannteste Einsatz dürfte der eines 8042 als Tastaturcontroller im 1984 vorgestellten IBM PC AT sein. Aber auch in den in den 1980er Jahren verbreiteten Genius-Computer-Mäusen wurde ein 8048 verwendet, ebenso wie er auch im Sinclair QL als Co-Prozessor Verwendung fand. Unsichtbar sind MCS-48-Bausteine auch heute noch in einer Unzahl von Geräten von der Nachttischuhr, über den Videorekorder bis hin zur Waschmaschine zu finden.

Bereits 1980 wurde mit Einführung des Intel 8051 eine leistungsfähigere Nachfolgefamilie vorgestellt, die unter dem Namen MCS-51 bekannt wurde. Der Erfolg der 8048-Serie in vielen Anwendungsbereichen sorgte aber dafür, dass er auch später noch massiv verwendet wurde und sogar bis heute Verwendung findet.

Struktur

Das MCS-48 ist grundsätzlich entsprechend der Harvard-Architektur aufgebaut, wobei zum Programm- und Datenadressraum noch ein eigener Ein-/Ausgabeadressraum hinzukommt. Die Länge der Programmadresse beträgt 12 Bit, womit 4 KByte adressiert werden können. Diese sind als zwei unabhängige 2-KByte-Programmbänke organisiert. Da Bank 2 immer extern liegt (Ausnahme 8050) kann durch Benutzung von Ausgabeleitungen zusätzlicher Programmspeicher adressiert werden.

Der interne Datenspeicher (64–256 Bytes) kann extern durch weitere 256 Bytes erweitert werden. Die Speicherzellen sind statisch ausgeführt, und können über eine Standby-Versorgungsleitung auch im abgeschalteten Zustand mit Strom versorgt werden, und so die Daten erhalten.

Eine Erweiterung der Ein-/Ausgabeleitungen erfolgt im einfachsten Fall über den Portextender-Baustein 8243, welcher vier 4-Bit Ports zur Verfügung stellt. Dabei wird der 8243 mit speziell dafür vorgesehenen Befehlen transparent in das Gesamtsystem eingebunden. Außerdem können Standard MCS-80/85 I/O Bausteine im Datenadressraum betrieben werden.

Bei der Entwicklung wurde besonders auf einen Befehlssatz geachtet, der leistungsfähige Bitbefehle bietet, andererseits aber auch so kompakt wie möglich ist. Die meisten Befehle sind nur 1 Byte lang mit implizitem Operanden, einige wenige haben einen Operanden in einem zweiten Byte codiert. Dadurch ergeben sich sehr kurze Programme, die auf die vorgegebene Speichergröße abgestimmt sind.

Gemeinsamkeiten aller MCS-48 Bausteine

• 8-Bit-Prozessorkern
• min. 64 Bytes internes RAM
• optional externes RAM und ROM
• Intervallzeitgeber
• 2 Interrupt-Quellen

Varianten des MCS-48

Typ	ROM intern	RAM intern	Bemerkung
8021	1024	64	maskenprogrammierte Low-Cost-CPU: keine Interrupts, kein externer Programmspeicher, abgespeckter 8048-Befehlssatz, nur 28 Anschlüsse
8022	2048	64	maskenprogrammierte Low-Cost-CPU: A/D-Wandler, Spannungskomparator-Eingänge, kein externer Programmspeicher, abgespeckter 8048-Befehlssatz
8035	-	64	ROM-lose Version des 8048, Programm in externem Baustein
8039	-	128	ROM-lose Version des 8049, Programm in externem Baustein
8040	-	256	ROM-lose Version des 8050, Programm in externem Baustein
8041	1024	64	vom 8048 abgeleiteter Slave-Prozessor mit asynchronem Datenregister zur Kommunikation mit einem Master-Prozessor (bspw. 8048/49/50)
8042	2048	128	vom 8049 abgeleiteter Slave-Prozessor mit asynchronem Datenregister zur Kommunikation mit einem Master-Prozessor (bspw. 8048/49/50)
8048	1024	64	erster Microcontroller von Intel, begründete die MCS-48-Familie
8049	2048	128	Weiterentwicklung des 8048 mit größerem Daten- und Programmspeicher
8050	4096	256	Weiterentwicklung des 8049 mit größerem Daten- und Programmspeicher
8648	1024	64	einmalig programmierbarer 8048, Factory OTP
8741	1024	64	reprogrammierbarer 8041, EPROM statt ROM
8742	2048	128	reprogrammierbarer 8042, EPROM statt ROM
8748	1024	64	reprogrammierbarer 8048, EPROM statt ROM
8749	2048	128	reprogrammierbarer 8049, EPROM statt ROM
87P50	-	256	Piggyback(Huckepack)-Version, bei der im Chipgehäuse ein Sockel für ein 2716-EPROM (2 KB) vorhanden war

Bekannte Geräte mit MCS-48 Bausteinen

• Philips G7000 Videospiel
• Sinclair QL Computer, als Coprozessor für Peripherie
• IMSAI 8048 Controll Computer
• Nintendo Donkey Kong Spielautomat
• Kosmos CP1 Lerncomputer
• Entex Adventure Vision Videospiel (1982) ähnlich Vectrex, aber mit roten LEDs
• Motorsteuergerät Digijet VW-Bus T3 (2.1 Liter Einspritzmotor Kennbuchstabe: DJ)
• Störmeldesystem CMU 2000 Störmeldesystem der Fa. Geier Electronic GmbH
• Roland CR-78 Drumcomputer (1978), arbeitet mit einem 8048
• Korg Poly-61 Synthesizer (1982), arbeitet mit zwei 8049

Literaturhinweise

• Horst Pelka: Der Ein-Chip-Mikrocomputer, Franzis-Verlag München 1981, 141 S., ISBN 3-7723-6831-X.
• J. Koch (Bearb.) Die Mikrocomputer-Familie MCS-48, Eigenschaften und Anwendungen, Philips / Valvo, 1980, ISBN 3-87095-253-9.
• J. Koch (Bearb.) Die Mikrocomputer-Familie MCS-48, Befehlsvorrat, Philips / Valvo, 1979, ISBN 3-8709-250-4 (formal falsche ISBN).
• Mikrocomputer SAB 8048/8049 Befehlsliste, hrsg. von der Siemens AG, Bereich Bauelemente, Balanstraße 73, 8000 München 80 (Bestell-Nr. B/2516).
• UPI-41A User's Manual, Intel 1980, Order number 9800504-02 Rev. B.
• Microcontroller Handbook, Intel 1984, Order number 210918-002.
• 8-Bit Embedded Controllers, Intel 1991, Order number 270645-003.
• Helmut Steffen: Steuern/Prozeßdatenverarbeitung im Technikunterricht, Funktionsmodelle mit dem INTEL-Einchip-Computer 8048, Ferd. Dümmlers Verlag Bonn 1995, 103 S., ISBN 3-427-53411-1.