目录 特性...6 CPU 特性... 6 周边特性... 6 概述...7 方框图...7 引脚图...8 引脚描述...9 极限参数...10 直流电气特性...11 交流电气特性...13 LVD & LVR 电气特性...15 过电流 / 电压保护 (OCVP) 电气特性...16 上电复位

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1 HT45F3820 版本 : V1.10 日期 :

2 目录 特性...6 CPU 特性... 6 周边特性... 6 概述...7 方框图...7 引脚图...8 引脚描述...9 极限参数...10 直流电气特性...11 交流电气特性...13 LVD & LVR 电气特性...15 过电流 / 电压保护 (OCVP) 电气特性...16 上电复位电气特性...17 系统结构...18 时序和流水线结构 程序计数器 堆栈 算术逻辑单元 ALU Flash 程序存储器...21 结构 特殊向量 查表 查表范例 在线烧录 ICP 片上调试 OCDS RAM 数据存储器...24 结构 通用数据存储器 特殊功能数据存储器 特殊功能寄存器描述...26 间接寻址寄存器 IAR0,IAR 存储器指针 MP0,MP 存储区指针 BP 累加器 ACC 程序计数器低字节寄存器 PCL 查表寄存器 TBLP,TBHP,TBLH 状态寄存器 STATUS Rev

3 EEPROM 数据存储器...30 EEPROM 数据存储器结构 EEPROM 寄存器 从 EEPROM 中读取数据 写数据到 EEPROM 中 写保护 EEPROM 中断 编程注意事项 振荡器...34 振荡器概述 系统时钟配置 内部 RC 振荡器 HIRC 内部 32kHz 振荡器 LIRC 工作模式和系统时钟...36 系统时钟 系统工作模式 控制寄存器 工作模式切换 待机电流注意事项 唤醒 看门狗定时器...45 看门狗定时器时钟源 看门狗定时器控制寄存器 看门狗定时器操作 复位和初始化...48 复位功能 复位初始条件 输入 / 输出端口...53 上拉电阻 PA 口唤醒 输入 / 输出端口控制寄存器 输入 / 输出端口源电流控制 输入 / 输出端口输出转换速率控制 引脚共用功能 输入 / 输出引脚结构 编程注意事项 定时器模块 TM...58 简介 TM 操作 TM 时钟源 TM 中断 TM 外部引脚 TM 输入 / 输出引脚控制寄存器 编程注意事项 Rev

4 标准型 TM STM...61 标准型 TM 操作 标准型 TM 寄存器介绍 标准型 TM 工作模式 周期型 TM PTM...75 周期型 TM 操作 周期型 TM 寄存器介绍 周期型 TM 工作模式 雾化器谐振检测器...88 缺水保护...88 过电流 / 电压保护 OCVP...88 OCVP 操作 OCVP 控制寄存器 输入电压范围 失调校准 中断...95 中断寄存器 中断操作 外部中断 OCVP 中断 多功能中断 时基中断 EEPROM 中断 LVD 中断 TM 中断 中断唤醒功能 编程注意事项 低电压检测 LVD LVD 寄存器 LVD 操作 配置选项 应用电路 指令集 简介 指令周期 数据的传送 算术运算 逻辑和移位运算 分支和控制转换 位运算 查表运算 其它运算 Rev

5 指令集概要 惯例 指令定义 封装信息 pin SOP (150mil) 外形尺寸 pin SOP (150mil) 外形尺寸 Rev

6 特性 CPU 特性 周边特性 工作电压 f SYS =12MHz:2.7V~5.5V f SYS =32kHz:2.2V~5.5V V DD =5V, 系统时钟为 12MHz 时, 指令周期为 0.33μs 提供暂停和唤醒功能, 以降低功耗 振荡器类型 内部高速 RC HIRC 内部低速 32kHz RC LIRC 多种工作模式 : 正常 低速 空闲和休眠 所有指令都可在 1~2 个指令周期内完成 查表指令 63 条功能强大的指令 4 层堆栈 位操作指令 Flash 程序存储器 :1K 16 RAM 数据存储器 :64 8 True EEPROM 存储器 :32 8 看门狗定时器功能 8 个双向输入 / 输出口 2 个引脚与外部中断口共用 多个定时器模块用于时间测量 捕捉输入 比较匹配输出 PWM 输出及单脉冲输出 10-bit PTM 1 10-bit STM 1 带中断的过电流 / 电压保护 (OCVP) 功能 双时基功能用以产生固定的中断信号 低电压复位功能 低电压检测功能 Flash 程序存储器烧录可达 100,000 次 Flash 程序存储器数据可保存 10 年以上 True EEPROM 数据存储器烧录可达 1,000,000 次 True EEPROM 数据存储器数据可保存 10 年以上 封装类型 :8-pin SOP/10-pin SOP Rev

7 概述 HT45F3820 是超声波雾化应用专用的一款单片机 超声波雾化器应用原理是使用电子高频振荡, 通过陶瓷雾化片的高频谐振, 将液态水分子结构打散从而产生自然飘逸的水雾, 不需加热或添加任何化学试剂 若与加热雾化方式比较, 能源节省了 90% 此外, 在雾化过程中将释放大量的负离子, 其与空气中漂浮的烟雾 粉尘等产生静电反应, 使其沉淀, 同时还能有效去除甲醛, 一氧化碳, 细菌等有害物质, 使空气得到净化, 减少疾病的发生 HT45F3820 是一款具有 8-bit 高性能精简指令集的 Flash 单片机, 专门开发用于超声波雾化器应用 该单片机具有一系列功能和特性, 其 Flash 存储器可多次编程的特性给用户提供了极大的方便 存储器方面, 还包含了一个 RAM 数据存储器和一个可用于存储序号 校准数据等非易失性数据的 True EEPROM 存储器 在模拟特性方面, 该单片机包含了一个过电流 / 电压保护功能, 多个使用灵活的定时器模块, 可提供定时功能 脉冲产生功能及 PWM 产生功能 内部看门狗定时器 低电压复位和低电压检测等内部保护特性, 外加优秀的抗干扰和 ESD 保护性能, 确保单片机在恶劣的电磁干扰环境下可靠地运行 此单片机内建了高速和低速振荡器功能选项, 可供不同的应用使用 其利用不同的时钟源在不同工作模式之间动态切换的能力, 为用户提供了一个优化单片机操作和减少功耗的手段 包含 I/O 使用灵活 时基功能和一个可调超声波雾化谐振频率发生器等其它特性, 使该系列单片机可以广泛适用于不同的超声波雾化器应用 该单片机可使用雾化器谐振检测器来检测雾化器谐振频率, 并通过雾化器谐振频率选择来输出用于控制雾化器的 PFM 谐振频率 此外, 该单片机还可利用缺水保护 & OCVP 进行缺水检测 方框图 Flash/EEPROM Programming Circuitry Low Voltage Detect Low Voltage Reset 8-bit RISC MCU Core Reset Circuit Interrupt Controller EEPROM Data Memory Flash Program Memory Time Base Internal RC Oscillators Watchdog Timer Nebuliser Resonant Slew Rate Frequency Selection Controller I/O RAM Data Memory Timer Modules Nebuliser Resonance Detector & Water Shortage Protection Over Current/Voltage Protection OCVPS[1:0] Rev

8 引脚图 PTP/PA1 VSS VDD OCVPAI0/INT0/PTCK/PA PA0/ICPDA/OCDSDA PA2/ICPCK/OCDSCK OCVPAI0/STP/PA4/VREF OCVPCI/INT1/STCK/PA5 HT45F SOP-A PTP/PA OCVPAI0/PA6 VSS VDD PA0/ICPDA/OCDSDA PA2/ICPCK/OCDSCK OCVPAI0/PA7 4 7 OCVPAI0/STP/PA4/VREF OCVPAI0/INT0/PTCK/PA3 5 6 OCVPCI/INT1/STCK/PA5 HT45F SOP-A PTP/PA OCVP0AI0/PA6 VSS 2 15 PA0/ICPDA VDD 3 14 PA2/ICPCK OCVPAI0/PA OCVPAI0/STP/PA4/VREF OCVPAI0/INT0/PTCK/PA OCVPCI/INT1/STCK/PA5 NC 6 11 NC NC 7 10 NC OCDSCK 8 9 OCDSDA HT45V SOP-A 注 :1. 若共用引脚同时有多种输出, 所需引脚共用功能由相应的软件控制位决定 2. 实际单片机与其对应的 OCDS EV 芯片共用同种封装类型,OCDS EV 芯片为 HT45V3820 OCDSCK 和 OCDSDA 引脚分别与 PA2 和 PA0 引脚共用, 仅适用于 OCDS EV 芯片 Rev

9 引脚描述 除了电源引脚和一些相关的转换器控制引脚外, 该单片机的所有引脚都以它们的端口名称进行标注, 例如 PA0 PA1 等, 用于描述这些引脚的数字输入 / 输出功能 然而, 这些引脚也与其它功能共用, 如定时器模块引脚等 每个引脚的功能如下表所述, 而引脚配置的详细内容见规格书其它章节 引脚名称功能 OPT I/T O/T 说明 PA0/ICPDA/ OCDSDA PTP/PA1 PA2/ICPCK/ OCDSCK OCVPAI0/ INT0/PTCK/ PA3 OCVPAI0/STP/ VREF/PA4 OCVPCI/INT1/ STCK/PA5 PA0 PAPU PAWU ST CMOS ICPDA ST CMOS ICP 数据 / 地址 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻和唤醒功能 OCDSDA ST CMOS OCDS 数据 / 地址, 仅用于 EV 芯片 PA1 PAPU PAWU CTRL3 ST CMOS PTP CTRL3 ST CMOS PTM 输出 PA2 PAPU PAWU ST CMOS ICPCK ST ICP 时钟 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻和唤醒功能 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻和唤醒功能 OCDSCK ST OCDS 时钟, 仅用于 EV 芯片 PA3 OCVPAI0 INT0 PTCK PA4 PAPU PAWU CTRL3 CTRL2 CTRL3 ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻和唤醒功能 ST OCVPAI0 输入通道 0 CTRL3 INTEG ST 外部中断 0 CTRL3 PTMC0 PAPU PAWU CTRL3 ST PTM 时钟输入 ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻和唤醒功能 STP CTRL3 ST CMOS STM 输出或捕捉输入 VREF CTRL3 AN D/A 转换器参考电压输入 OCVPAI0 PA5 CTRL2 CTRL3 PAPU PAWU CTRL3 ST OCVPAI0 输入通道 0, 可用于雾化器谐振检测器 & 缺水保护功能 ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻和唤醒功能 OCVPCI CTRL3 AN 比较器同相信号输入 INT1 STCK CTRL3 INTEG ST 外部中断 1 CTRL3 STMC0 ST STM 时钟输入 Rev

10 引脚名称功能 OPT I/T O/T 说明 OCVPAI0/PA6 OCVPAI0/PA7 PA6 OCVPAI0 PA7 OCVPAI0 PAPU PAWU CTRL2 CTRL3 PAPU PAWU CTRL2 CTRL3 ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻和唤醒功能 ST OCVPAI0 输入通道 0 ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻和唤醒功能 ST OCVPAI0 输入通道 0 VDD VDD PWR 正电源供电 VSS VSS PWR 负电源供电 注 :I/T: 输入类型 OPT: 通过寄存器选项来配置 ST: 施密特触发输入 O/T: 输出类型 PWR: 电源 CMOS:CMOS 输出 极限参数 电源供应电压...V SS -0.3V ~ V SS +6.0V 端口输入电压... V SS -0.3V ~ V DD +0.3V 储存温度 C ~ 125 C 工作温度 C ~ 85 C I OL 总电流... 80mA I OH 总电流 mA 总功耗 mW 注 : 这里只强调额定功率, 超过极限参数所规定的范围将对芯片造成损害, 无法预期芯片在上述标示范围外的工作状态, 而且若长期在标示范围外的条件下工作, 可能影响芯片的可靠性 Rev

11 直流电气特性 符号 V DD I DD I STB V IL V IH I OL Ta=25 C 测试条件参数最小典型最大单位 V DD 条件工作电压 ( HIRC ) f SYS =f HIRC =12MHz V 工作电压 ( LIRC ) f SYS =f LIRC =32kHz V 工作电流 ( HIRC ) 工作电流 ( LIRC ) 待机电流 ( SLEEP0 模式 ) 待机电流 ( SLEEP1 模式 ) 待机电流 ( IDLE0 模式 ) 待机电流 ( IDLE1 模式,HIRC ) I/O 口低电平输入电压 I/O 口高电平输入电压 I/O 口灌电流 ( PA7~PA2,PA0 ) PA1 端口灌电流 ( 带转换速率控制 ) 3V 无负载, 所有外设除能, ma 5V f SYS =f HIRC =12MHz ma 3V 无负载, 所有外设除能, μa 5V f SYS =f LIRC =32kHz μa 3V 无负载, 所有外设除能, μa 5V WDT 除能 μa 3V 无负载, 所有外设除能, μa 5V WDT 使能 μa 3V 无负载, 所有外设除能, μa 5V f SUB 使能 μa 3V 无负载, 所有外设除能, ma 5V f SUB 使能,f SYS =f HIRC =12MHz ma 5V V 0 0.2V DD V 5V V 0.8V DD V DD V 3V V OL =0.1 V DD ma 5V V OL =0.1 V DD ma 3V V OL =0.2 V DD ma 5V V OL =0.2 V DD ma Rev

12 符号 参数 V DD 测试条件条件 最小典型最大单位 3V V OH =0.9V DD SLEDC[m+1,m]=00B (m= ) ma 5V V OH =0.9V DD SLEDC[m+1,m]=00B (m= ) ma 3V V OH =0.9V DD SLEDC[m+1,m]=01B (m= ) ma I OH I/O 口源电流 (PA7~PA2,PA0) 5V 3V V OH =0.9V DD SLEDC[m+1,m]=01B (m= ) V OH =0.9V DD SLEDC[m+1,m]=10B (m= ) ma ma 5V V OH =0.9V DD SLEDC[m+1,m]=10B (m= ) ma 3V V OH =0.9V DD SLEDC[m+1,m]=11B (m= ) -4-8 ma SR RISE PA1 端口源电流 ( 带转换速率控制 ) PA1 输出上升沿转换速率 5V V OH =0.9V DD SLEDC[m+1,m]=11B (m= ) ma 3V V OH =0.8V DD ma 5V V OH =0.8V DD ma 5V 5V 5V 5V SLEWC[m+1,m]=00B (m= ) 0.5V ~ 4.5V,C LOAD =1000pF SLEWC[m+1,m]=01B (m= ) 0.5V ~ 4.5V,C LOAD =1000pF SLEWC[m+1,m]=10B (m= ) 0.5V ~ 4.5V,C LOAD =1000pF SLEWC[m+1,m]=11B (m= ) 0.5V~ 4.5V,C LOAD= 1000pF 200 V/μs 60 V/μs 30 V/μs 15 V/μs Rev

13 符号 SR FALL R PH 参数 PA1 输出下降沿转换速率 I/O 口上拉电阻 V DD 5V 5V 5V 测试条件条件 SLEWC[m+1,m]=00B (m= ) 4.5V ~ 0.5V,C LOAD =1000pF SLEWC[m+1,m]=01B (m= ) 4.5V ~ 0.5V,C LOAD =1000pF SLEWC[m+1,m]=10B (m= ) 4.5V ~ 0.5V,C LOAD =1000pF 最小典型最大单位 200 V/μs 60 V/μs 30 V/μs 5V SLEWC[m+1,m]=11B (m= ) 4.5V ~ 0.5V,C LOAD =1000pF 15 V/μs 3V kω 5V kω 交流电气特性 符号 f SYS f HIRC f LIRC Ta=25 C 测试条件参数最小典型最大单位 V DD 条件系统时钟 (HIRC) 2.7V~5.5V f SYS =f HIRC =12MHz 12 MHz 系统时钟 (LIRC) 2.2V~5.5V f SYS =f LIRC =32kHz 32 khz 高速内部 RC 振荡器 (HIRC) 低速内部 RC 振荡器 (LIRC) 3V Ta=25 C -2% 12 +2% MHz 5V Ta=25 C -2% 12 +2% MHz 2.7V~5.5V Ta=25 C -5% 12 +5% MHz 3V Ta=0 C ~ 70 C -7% 12 +7% MHz 5V Ta=0 C ~ 70 C -7% 12 +7% MHz 3V Ta= -40 C ~ 85 C -10% % MHz 5V Ta= -40 C ~ 85 C -7% 12 +7% MHz 2.7V~5.5V Ta=0 C ~ 70 C -7% 12 +7% MHz 2.7V~5.5V Ta= -40 C ~ 85 C -10% % MHz 3V Ta=25 C -10% % khz 3V±0.3V Ta= -40 C ~ 85 C -40% % khz 2.2V~5.5V Ta= -40 C ~ 85 C -50% % khz 5V Ta=25 C -10% % khz 5V±0.5V Ta= -40 C ~ 85 C -40% % khz 2.2V~5.5V Ta= -40 C ~ 85 C -50% % khz t INT 外部中断最小脉宽 μs t EERD EEPROM 读周期 2 4 t SYS t EEWR EEPROM 写周期 2 4 ms Rev

14 符号 t RSTD t SST 参数 系统复位延迟时间 ( 上电复位,LVR 硬件复位,LVR 软件复位, WDT 软件复位 ) 系统复位延迟时间 ( WDT 溢出硬件冷复位 ) 系统启动时间 ( 从暂停模式中唤醒, f SYS off) 系统启动时间 ( 低速模式 正常模式 ) 系统启动时间 ( 从暂停模式中唤醒, f SYS on ) 系统启动时间 ( WDT 溢出硬件冷复位 ) V DD 测试条件条件 最小典型最大单位 ms ms f SYS =f H ~ f H /64,f H =f HIRC 16 t HIRC f SYS =f SUB =f LIRC 2 t LIRC f HIRC off on (HTO=1) 16 t HIRC f SYS =f HIRC ~ f HIRC /64 2 t H f SYS =f LIRC 2 t SUB 0 t H 注 :1. t SYS =1/f SYS ;t SUB =1/f SUB ;t HIRC =1/f HIRC 2. 为保持内部 HIRC 振荡器频率的精确度, 需在 VDD 和 VSS 之间连接一个 0.1μF 去耦电容, 并尽可能靠近单片机 3. 频率精度 ( 在 V DD =3V/5V,FADJH=01H,FADJL=00H 的条件下进行微调 ) Rev

15 LVD & LVR 电气特性 符号 参数 V DD V LVR 低压复位电压 V LVD I LVR 低压检测电压 使用 LVR 所增加的功耗 测试条件条件 LVR 使能, 电压选择 2.10V Ta=25 C 最小典型最大单位 2.10 LVR 使能, 电压选择 2.55V 2.55 V -5% +5% LVR 使能, 电压选择 3.15V 3.15 V LVR 使能, 电压选择 3.80V 3.80 V LVDEN=1,V LVD =2.0V LVDEN=1,V LVD =2.2V 2.2 V LVDEN=1,V LVD =2.4V 2.4 V LVDEN=1,V LVD =2.7V 2.7 V -5% +5% LVDEN=1,V LVD =3.0V 3.0 V LVDEN=1,V LVD =3.3V 3.3 V LVDEN=1,V LVD =3.6V 3.6 V LVDEN=1,V LVD =4.0V 4.0 V 5V±3% LVR 除能 LVR 使能 μa 2.0 V V I LVD t LVR t LVD t LVDS 使用 LVD 所增加的功耗 LVR 复位最小低电压脉宽 LVD 中断最小低电压脉宽 LVDO 稳定时间 5V±3% LVD 除能 LVD 使能 ( LVR 除能 ) LVD 除能 LVD 使能 ( LVR 使能 ) μa μa μs μs LVR 使能,LVD off on 15 μs LVR 除能,LVD off on 150 μs t SRESET 软件复位脉宽 μs 注 :V LVR 或 V LVD 是指 V DD 下降时发生 LVR 或 LVD 的电压 Rev

16 过电流 / 电压保护 (OCVP) 电气特性 I OCVP 符号 V OS_CMP V HYS 工作电流 参数 比较器输入失调电压 迟滞 V DD 测试条件条件 Ta=25 C 最小典型最大单位 3V 1250 μa DAC VREF =2.5V 5V μa 3V 5V 无校准 (OCVPCOF[4:0]=10000B) 无校准 (OCVPCOF[4:0]=10000B) mv mv 3V 校准后 -4 4 mv 5V 校准后 -4 4 mv 3V mv 5V mv V CM_CMP V OS_OPA 比较器共模电压范围 OPA 输入失调电压 3V V SS V DD V V SS V DD V 5V 无校准 (OCVPOOF[5:0]=100000B) 无校准 (OCVPOOF[5:0]=100000B) V V mv mv 3V 校准后 -4 4 mv 5V 校准后 -4 4 mv V CM_OPA OPA 共模电压范围 3V V SS V DD V V SS V DD V V V OR OPA 最大输出电压范围 3V 5V V SS +0.1 V SS +0.1 V DD V DD V V Rev

17 符号 Ga DNL INL 参数 PGA 增益精度非线性微分误差非线性积分误差 V DD 3V/ 5V 测试条件条件同相模式中,R2/R1 50, 使用内部电阻, 且输入电压 > 80mV 同相模式中,R2/R1=65 或 80 使用内部电阻, 且输入电压 > 50mV 同相模式中,R2/R1=130, 使用内部电阻, 且输入电压 > 35mV 反相模式中,R2/R1 50, 使用内部电阻, 且输入电压 < -80mV 反相模式中,R2/R1=65 或 80 使用内部电阻, 且输入电压 < -50mV 反相模式中,R2/R1= 130, 使用内部电阻, 且输入电压 < -35mV 最小典型最大单位 -5 5 % -8 8 % % -5 5 % -8 8 % % 3V DAC V REF =V DD ±2 LSB 5V DAC V REF =V DD ±1 LSB 3V DAC V REF =V DD ±2 LSB 5V DAC V REF =V DD ±1.5 LSB 上电复位电气特性 Ta=25 C 符号 参数 测试条件 V DD 条件 最小 典型 最大 单位 V POR 上电复位电压 100 mv RR POR 上电复位电压速率 V/ms t POR V DD 保持为 V POR 的最小时间 1 ms V DD t POR RR POR V POR Time Rev

18 系统结构 内部系统结构是盛群单片机具有良好性能的主要因素 由于采用 RISC 结构, 此单片机具有高运算速度和高性能的特点 通过流水线的方式, 指令的取得和执行同时进行, 此举使得除了跳转和调用指令外, 其它指令都能在一个指令周期内完成 8-bit ALU 参与指令集中所有的运算, 它可完成算术运算 逻辑运算 移位 递增 递减和分支等功能, 而内部的数据路径则是以通过累加器和 ALU 传送数据的方式加以简化 有些寄存器在数据存储器中被实现, 且可以直接或间接寻址 简单的寄存器寻址方式和结构特性, 确保了在提供具有最大可靠度和灵活性的 I/O 控制系统时, 仅需要少数的外部器件 使得该单片机适用于低成本和批量生产的控制应用 时序和流水线结构 主系统时钟由 HIRC 或 LIRC 振荡器提供, 它被细分为 T1~T4 四个内部产生的非重叠时序 在 T1 时间, 程序计数器自动加一并取得一条新的指令 剩下的时间 T2~T4 完成译码和执行功能, 因此, 一个 T1~T4 时钟周期构成了一个指令周期 尽管指令的获取和执行发生在连续的指令周期中, 但单片机流水线结构会保证指令在一个指令周期被有效执行 除非程序计数器的内容被改变, 如子程序的调用和跳转, 在这种情况下指令将需要多一个指令周期的时间去执行 f SYS (System Clock) Phase Clock T1 Phase Clock T2 Phase Clock T3 Phase Clock T4 Program Counter PC PC+1 PC+2 Pipelining Fetch Inst. (PC) Execute Inst. (PC-1) Fetch Inst. (PC+1) Execute Inst. (PC) Fetch Inst. (PC+2) Execute Inst. (PC+1) 系统时序和流水线如果指令牵涉到分支, 例如跳转或调用等指令, 则需要两个机器周期才能完成指令执行 需要一个额外周期的原因是程序先用一个周期取出实际要跳转或调用的地址, 再用另一个周期去执行分支动作, 因此用户需要特别考虑额外周期的问题, 尤其是在应用对执行时间要求较严格的时候 1 MOV A,[12H] 2 CALL DELAY 3 CPL [12H] 4 : 5 : 6 DELAY: NOP Fetch Inst. 1 Execute Inst. 1 Fetch Inst. 2 Execute Inst. 2 Fetch Inst. 3 Flush Pipeline Fetch Inst. 6 Execute Inst. 6 Fetch Inst. 7 指令捕捉 Rev

19 程序计数器 在程序执行期间, 程序计数器用来指向下一个要执行的指令地址 除了 JMP 和 CALL 指令需要跳转到一个非连续的程序存储器地址之外, 它会在每条指令执行完成以后自动加一 只有较低的 8 位, 即所谓的程序计数器低字节寄存器 PCL, 可以被用户直接读写 当执行的指令要求跳转到不连续的地址时, 如跳转指令 子程序调用 中断或复位等, 单片机通过加载所需要的位址到程序寄存器来控制程序 对于条件跳转指令, 一旦条件符合, 在当前指令执行时取得的下一条指令将会被舍弃, 而由一个空指令周期来取代 程序计数器 程序计数器高字节 PCL 寄存器 PC9~PC8 PCL7~PCL0 程序计数器的低字节, 即程序计数器低字节寄存器 PCL, 可以通过程序控制, 且它是可读可写的寄存器 通过直接写入数据到这个寄存器, 程序短跳转可直接执行, 但由于只有低字节的操作是有效的, 跳转被限制在存储器的当前页中, 即 256 个存储器地址范围内 应注意的是当这样的一个程序跳转要执行时会插入一个空指令周期 PCL 的操作可能引起程序分支, 因此需要额外的指令周期 堆栈 堆栈是一个特殊的存储空间, 只用来存储程序计数器中的内容 堆栈既不是数据部分也不是程序空间部分, 而且它既不可读取也不可写入 当前层由堆栈指针 (SP) 加以指示, 同样也是不可读写的 在子程序调用或中断响应服务时, 程序计数器的内容被压入到堆栈中 当子程序或中断响应结束时, 返回指令 (RET 或 RETI) 使程序计数器从堆栈中重新得到它以前的值 当芯片复位后, 堆栈指针将指向堆栈顶部 如果堆栈已满, 且有已使能的中断发生, 中断请求标志会被记录下来, 但中断响应将被禁止 当堆栈指针通过执行 RET 或 RETI 而使指针减少, 中断服务将被响应 然而即使堆栈已满,CALL 指令仍然可以被执行, 而造成堆栈溢出 使用时应注意避免堆栈溢出的情况发生, 因为这可能导致不可预期的程序分支指令执行错误 若堆栈溢出, 则首个存入堆栈的程序计数器数据将会丢失 Program Counter Top of Stack Stack Pointer Bottom of Stack Stack Level 1 Stack Level 2 Stack Level 3 Stack Level 4 Program Memory Rev

20 算术逻辑单元 ALU 算术逻辑单元是单片机中很重要的部分, 执行指令集中的算术和逻辑运算 ALU 连接到单片机的数据总线, 在接收相关的指令码后执行需要的算术与逻辑操作, 并将结果存储在指定的寄存器 当 ALU 计算或操作时, 可能导致进位 借位或其它状态的改变, 而相关的状态寄存器会相应地更新内容以显示这些改变,ALU 所提供的功能如下 : 算术运算 :ADD,ADDM,ADC,ADCM,SUB,SUBM,SBC,SBCM,DAA 逻辑运算 :AND,OR,XOR,ANDM,ORM,XORM,CPL,CPLA 移位运算 :RRA,RR,RRCA,RRC,RLA,RL,RLCA,RLC 递增和递减 :INCA,INC,DECA,DEC 分支判断 :JMP,SZ,SZA,SNZ,SIZ,SDZ,SIZA,SDZA,CALL,RET, RETI Rev

21 Flash 程序存储器 结构 特殊向量 程序存储器用来存放用户代码及储存程序 此单片机的程序存储器为 Flash 类型意味着可以多次重复烧录, 方便用户使用同一芯片进行程序代码的修改 使用适当的单片机烧录工具, 该单片机提供用户灵活便利的调试方法和项目开发规划及更新 程序存储器的容量为 1K 16 程序存储器用程序计数器来寻址, 其中也包含数据 表格信息和中断入口 数据表格可以设定在程序存储器的任何地址, 由表格指针来寻址 程序存储器内部某些地址保留用作诸如复位和中断入口等特殊用途 地址 000H 是芯片复位后的程序起始地址 在芯片复位之后, 程序将跳到这个地址并开始执行 000H 004H Reset Interrupt Vector 024H 3FFH 16 bits 程序存储器结构 查表 程序存储器中的任何地址都可以定义成一个表格, 以便储存固定的数据 使用表格时, 表格指针必须先行设定, 其方式是将表格的地址放在表格指针寄存器 TBLP 和 TBHP 中 这两个寄存器定义表格总的地址 在设置完表格指针后, 表格数据可以使用 TABRD [m] 或 TABRDL [m] 指令分别从程序存储器查表读取 当这些指令执行时, 程序存储器中表格数据低字节, 将被传送到使用者在指令中所指定的数据存储器 [m], 程序存储器中表格数据的高字节, 则被传送到 TBLH 特殊寄存器 所发送的高字节中未用到的位读为 0 Rev

22 下图为查表中寻址 / 数据流程 : Last Page or TBHP Register TBLP Register Program Memory Address Data 16 bits Register TBLH High Byte User Selected Register Low Byte 查表范例 以下范例说明如何定义并从单片机中获取表格指针和表格数据 这个例子使用的是利用 ORG 指令储存在程序存储器中的一个原始数据表 ORG 指令的值 300H 位于单片机中 1K 程序存储器内最后一页的起始地址 表格指针设置的初始值为 06H, 以确保从数据表格读取的第一笔数据位于程序存储器地址 306H, 或是 TBHP 指定页起始地址后的第六个地址 值得注意的是, 若 TABRD [m] 指令被使用, 则表格指针指向 TBHP 和 TBLP 寄存器所指定的起始地址 在这个例子中, 表格数据的高字节等于零, 而当 TABRD [m] 指令被执行时, 此值将会自动的被传送到 TBLH 寄存器 由于 TBLH 寄存器为只读寄存器, 无法重新储存, 若主程序和中断服务程序都使用表格读取指令, 应该注意它的保护 使用表格读取指令, 中断服务程序可能会改变 TBLH 的值, 若随后在主程序中再次使用这个值, 则会发生错误, 因此建议避免同时使用表格读取指令 然而在某些情况下, 如果同时使用表格读取指令是不可避免的, 则在执行任何主程序的表格读取指令前, 中断应该先除能, 另外要注意的是所有与表格相关的指令, 都需要两个指令周期去完成操作 表格读取程序范例 tempreg1 db? ; temporary register #1 tempreg2 db? ; temporary register #2 : mov a,06h ; initialise low table pointer - note that this address ; is referenced mov tblp,a ; to the last page or the specific page mov a,03h mov tbhp,a : tabrd tempreg1 dec tblp tabrd tempreg2 ; initialise high table pointer ; transfers value in table referenced by table pointer ; data at program memory address 306H transferred to ; tempreg1 and TBLH ; reduce value of table pointer by one ; transfers value in table referenced by table pointer ; data at program memory address 305H transferred to ; tempreg2 and TBLH. ; In this example the data 1AH is transferred to ; tempreg1 and data 0FH ; to register tempreg2 while the value 00H will be ; transferred to the high byte tegister TBLH : org 300h dc 00Ah,00Bh,00Ch,00Dh,00Eh,00Fh,01Ah,01Bh : ; sets initial address of program memory Rev

23 在线烧录 ICP Flash 型程序存储器的提供使得用户可以方便简单地在同一芯片上进行程序的更新和修改 另外,Holtek 单片机提供 4 线接口的在线烧录方式 用户可将进行过烧录或未经过烧录的单片机芯片连同电路板一起制成, 最后阶段进行程序的更新和程序的烧写, 在无需去除或重新插入芯片的情况下方便地保持程序为最新版 Holtek Flash 型单片机对应的烧录器引脚如下表所示 : Holtek 烧录器引脚 MCU 在线烧录引脚 功能 ICPDA PA0 烧写串行数据 / 地址 ICPCK PA2 烧写时钟 VDD VDD 电源 VSS VSS 地 芯片内部程序存储器和 EEPROM 存储器都可以通过 4 线的接口在线进行烧录 其中一个单独的引脚用于数据串行下载或上传 一条用于时钟 另外两条用于提供电源 芯片在线烧录的详细使用说明超出此文档的描述范围, 将由专门的参考文献提供 在烧录过程中, 用户必须注意 ICPDA 用于烧写数据而 ICPCK 用于烧写时钟, 确保这两个引脚没有被连接到其它输出 Writer_VDD Writer Connector Signals MCU Programming Pins VDD ICPDA PA0 ICPCK PA2 Writer_VSS VSS * * To other Circuit 注 :* 可能为电阻或电容 若为电阻则其值必须大于 1kΩ 若为电容则其值必须小于 1nF 片上调试 OCDS EV 芯片 HT45V3820 用于 HT45F3820 单片机的仿真 此 EV 芯片提供片上调试功能 (OCDS) 用于开发过程中 HT45F3820 单片机的调试 除了片上调试功能, EV 芯片和实际 MCU 在功能上几乎是兼容的 用户可将 OCDSDA 和 OCDSCK 引脚连接至 Holtek HT-IDE 开发工具, 用 EV 芯片来仿真实际单片机芯片的性能 OCDSDA 引脚为 OCDS 数据 / 地址输入 / 输出脚,OCDSCK 引脚为 OCDS 时钟输入脚 当用户用 EV 芯片进行调试时,OCDSDA 和 OCDSCK 引脚上的其它共用功能对 EV 芯片无效 这两个 OCDS 引脚与 ICP 引脚共用, 因此在线烧录时仍用作 Flash 存储器烧录引脚 关于 OCDS 功能的详细描述, 参考 Holtek e-link for 8-bit MCU OCDS User's Guide 文档 Holtek e-link 引脚 EV 芯片引脚 引脚描述 OCDSDA OCDSDA 片上调试数据 / 地址输入 / 输出 OCDSCK OCDSCK 片上调试时钟输入 VDD VDD 电源 GND VSS 地 Rev

24 RAM 数据存储器 结构 数据存储器是内容可更改的 8 位 RAM 内部存储器, 用来储存临时数据 数据存储器分为两部分, 第一部分是特殊功能数据存储器, 这些寄存器有固定的地址且与单片机的正确操作密切相关 大多特殊功能寄存器都可在程序控制下直接读取和写入, 但有些被加以保护而不对用户开放 第二部分是通用数据存储器, 该存储器内所有地址都可在程序的控制下进行读取和写入 整体数据存储器被分为 2 个 Bank 除了在 40H 的 EEC 寄存器只能在 Bank1 中被寻址外, 特殊功能数据寄存器在所有 Bank 中可被访问 可通过设置存储区指针 (BP) 的值实现不同数据存储器 Bank 之间的切换 此单片机数据存储器的起始地址为 00H 特殊功能数据存储器通用数据存储器地址容量地址 Bank 0:00H~7FH Bank 1:00H~7FH 64 8 Bank 0:80H~BFH 000H Special Purpose Data Memory EEC Bank 1 07FH 080H General Purpose Data Memory 0BFH Bank 0 数据存储器结构 通用数据存储器 所有的单片机程序需要一个读 / 写的存储区, 让临时数据可以被储存和再使用, 该 RAM 区域就是通用数据存储器 这个数据存储区可让使用者进行读取和写入的操作 在程序控制下使用位操作指令可对个别的位做置位或复位的操作, 极大地方便了用户在数据存储器内进行位操作 特殊功能数据存储器 这个区域的数据存储器是存放特殊寄存器的, 这些寄存器与单片机的正确操作密切相关 大多数的寄存器可进行读取和写入, 只有一些是被写保护而只能读取的, 相关细节的介绍请参看有关特殊功能寄存器的部分 要注意的是, 任何读取指令对存储器中未定义的地址进行读取将返回 00H Rev

25 Rev H IAR0 01H MP0 02H IAR1 03H MP1 04H 05H ACC 06H PCL 07H TBLP 08H TBLH 09H TBHP 0AH STATUS 0BH 0CH 0DH 0EH 0FH 10H STMC1 11H STMDL 12H 19H 18H INTC2 1BH 1AH 1DH 1CH 1FH MFI0 MFI1 1EH SMOD 13H 14H STMAH 15H 16H 17H Bank 0, 1 MFI2 PAC PAPU PAWU WDTC TBC EEA EED FADJH CTRL LVRC STMC0 20H 21H 22H 29H 28H 2BH 2AH 2DH 2CH 2FH 2EH 23H 24H 25H 26H 27H 30H 31H 32H 39H 38H 3BH 3AH 3DH 3CH 3FH 3EH 33H 34H 35H 36H 37H 40H EEC 41H 42H 43H 47H 48H PTMAL 49H 4AH 4BH 4CH 4DH 4EH 4FH 50H 51H 52H 58H 53H 54H 55H 56H 57H Bank 0 Unused PTMDL PTMDH PTMAH PTMRPL PTMRPH 60H 61H BP LVDC INTEG INTC0 INTC1 PA Unused FADJL Unused Unused STMDH 44H 45H 46H 59H 5AH 5BH 5CH 5DH 5EH 5FH OCVPC0 OCVPC1 7FH : Unused, read as 00H SLEWC SLEDC Unused Unused Unused Unused Unused STMAL Unused Unused Unused PTMC0 PTMC1 OCVPC2 OCVPDA OCVPOCAL OCVPCCAL Unused Unused Unused Unused CTRL2 CTRL3 Bank 1 Unused Unused Unused Unused Unused Unused Unused Unused Unused Unused 特殊功能数据存储器结构

26 特殊功能寄存器描述 大部分特殊功能寄存器的细节将在相关功能章节描述, 但有几个寄存器需在此章节单独描述 间接寻址寄存器 IAR0,IAR1 间接寻址寄存器 IAR0 和 IAR1 的地址虽位于数据存储区, 但其并没有实际的物理地址 间接寻址的方法准许使用间接寻址寄存器和存储器指针做数据操作, 以取代定义实际存储器地址的直接存储器寻址方法 在间接寻址寄存器 IAR0 和 IAR1 上的任何动作, 将对间接寻址指针 MP0 或 MP1 所指定的存储器地址产生对应的读 / 写操作 它们总是成对出现,IAR0 和 MP0 可以访问 Bank 0, 而 IAR1 和 MP1 可以访问任何 Bank 因为这些间接寻址寄存器不是实际存在的, 直接读取将返回 00H 的结果, 而直接写入此寄存器则不做任何操作 存储器指针 MP0,MP1 该单片机提供两个存储器指针, 即 MP0 和 MP1 由于这些指针在数据存储器中能像普通的寄存器一般被操作, 因此提供了一个寻址和数据追踪的有效方法 当对间接寻址寄存器进行任何操作时, 单片机指向的实际地址是由相关的存储器指针所指定的地址 MP0 和间接寻址寄存器 IAR0 用于访问 Bank 0, 而 MP1 和 IAR1 根据 BP 寄存器可以访问所有的 Bank 直接寻址只能在 Bank 0 中使用, 使用 MP1 和 IAR1 可间接访问所有的数据 Bank 以下例子说明如何清除一个具有 4 个 RAM 地址的内容, 它们已事先定义成地址 adres1 到 adres4 间接寻址程序范例 data.section data adres1 db? adres2 db? adres3 db? adres4 db? block db? code.section at 0 code org 00h start: mov a,04h mov block,a mov a,offset adres1 mov mp0,a loop: clr IAR0 inc mp0 sdz block jmp loop continue: ; setup size of block 需注意, 在例中并没有确定 RAM 地址 ; Accumulator loaded with first RAM address ; setup memory pointer with first RAM address ; clear the data at address defined by mp0 ; increment memory pointer ; check if last memory location has been cleared Rev

27 存储区指针 BP 该单片机中, 数据存储器被分为 2 个 bank, 即 Bank 0 和 Bank 1 可以通过设置存储区指针 (Bank Pointer) 值来访问不同的数据存储区 BP 指针的第 0 位用于选择数据存储器的 Bank 0 或 Bank 1 复位后, 数据存储器会初始化到 Bank 0, 但是在暂停模式下的 WDT 溢出复位, 不会改变数据存储器的存储区号 应该注意的是特殊功能数据存储器不受存储区的影响, 也就是说, 不论是在哪一个存储区, 都能对特殊功能寄存器进行读写操作 数据存储器的直接寻址总是访问 Bank 0, 不影响存储区指针的值 要访问 Bank1, 则必须要使用间接寻址方式 BP 寄存器 Bit Name DMBP0 R/W R/W POR 0 Bit 7~1 未定义, 读为 0 Bit 0 累加器 ACC DMBP0: 数据存储器 Bank 选择位 0:Bank 0 1:Bank 1 对任何单片机来说, 累加器是相当重要的, 且与 ALU 所完成的运算有密切关系, 所有 ALU 得到的运算结果都会暂时存在 ACC 累加器里 若没有累加器, ALU 必须在每次进行如加法 减法和移位的运算时, 将结果写入到数据存储器, 这样会造成程序编写和时间的负担 另外数据传送也常常牵涉到累加器的临时储存功能, 例如在使用者定义的一个寄存器和另一个寄存器之间传送数据时, 由于两寄存器之间不能直接传送数据, 因此必须通过累加器来传送数据 程序计数器低字节寄存器 PCL 为了提供额外的程序控制功能, 程序计数器低字节设置在数据存储器的特殊功能区域内, 程序员可对此寄存器进行操作, 很容易的直接跳转到其它程序地址 直接给 PCL 寄存器赋值将导致程序直接跳转到程序存储器的某一地址, 然而由于寄存器只有 8 位长度, 因此只允许在本页的程序存储器范围内进行跳转, 而当使用这种运算时, 要注意会插入一个空指令周期 查表寄存器 TBLP,TBHP,TBLH 这三个特殊功能寄存器对存储在程序存储器中的表格进行操作 TBLP 和 TBHP 为表格指针, 指向表格数据存储的地址 它们的值必须在任何表格读取指令执行前加以设定, 由于它们的值可以被如 INC 或 DEC 的指令所改变, 这就提供了一种简单的方法对表格数据进行读取 表格读取数据指令执行之后, 表格数据高字节存储在 TBLH 中 其中要注意的是, 表格数据低字节会被传送到使用者指定的地址 Rev

28 状态寄存器 STATUS 该 8-bit 寄存器由零标志位 (Z) 进位标志位 (C) 辅助进位标志位 (AC) 溢出标志位 (OV) 暂停标志位 (PDF) 和看门狗定时器溢出标志位 (TO) 组成 这些算术 / 逻辑操作和系统运行标志位是用来记录单片机的运行状态 除了 TO 和 PDF 标志外, 状态寄存器中的位像其它大部分寄存器一样可以被改变 任何数据写入到状态寄存器将不会改变 TO 或 PDF 标志位 另外, 执行不同的指令后, 与状态寄存器有关的运算可能会得到不同的结果 TO 标志位只会受系统上电 看门狗溢出或执行 CLR WDT 或 HALT 指令影响 PDF 标志位只会受执行 HALT 或 CLR WDT 指令或系统上电影响 Z OV AC 和 C 标志位通常反映最新运算的状态 C: 当加法运算的结果产生进位, 或减法运算的结果没有产生借位时,C 被置位, 否则 C 被清零, 同时 C 也会被带进位的移位指令所影响 AC: 当低半字节加法运算的结果产生进位, 或低半字节减法运算的结果没有产生借位时,AC 被置位, 否则 AC 被清零 Z: 当算术或逻辑运算结果是零时,Z 被置位, 否则 Z 被清零 OV: 当运算结果高两位的进位状态异或结果为 1 时,OV 被置位, 否则 OV 被清零 PDF: 系统上电或执行 CLR WDT 指令会清零 PDF, 而执行 HALT 指令则会置位 PDF TO: 系统上电或执行 CLR WDT 或 HALT 指令会清零 TO, 而当 WDT 溢出则会置位 TO 另外, 当进入一个中断程序或执行子程序调用时, 状态寄存器不会自动压入到堆栈保存 假如状态寄存器的内容是重要的且子程序可能改变状态寄存器的话, 则需谨慎的去做正确的储存 Rev

29 STATUS 寄存器 Bit Name TO PDF OV Z AC C R/W R R R/W R/W R/W R/W POR 0 0 x x x x Bit 7~6 未定义, 读为 0 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 TO: 看门狗溢出标志位 0: 系统上电或执行 CLR WDT 或 HALT 指令后 1: 看门狗溢出发生 PDF: 暂停标志位 0: 系统上电或执行 CLR WDT 指令后 1: 执行 HALT 指令 OV: 溢出标志位 0: 无溢出 1: 运算结果高两位的进位状态异或结果为 1 Z: 零标志位 0: 算术或逻辑运算结果不为 0 1: 算术或逻辑运算结果为 0 x 未知 AC: 辅助进位标志位 0: 无辅助进位 1: 在加法运算中低四位产生了向高四位进位, 或减法运算中低四位不发生从高四位借位 C: 进位标志位 0: 无进位 1: 如果在加法运算中结果产生了进位, 或在减法运算中结果不发生借位 C 也受带进位的移位指令的影响 Rev

30 EEPROM 数据存储器 该单片机的一个特性是内建 EEPROM 数据存储器 Electrically Erasable Programmable Read Only Memory 为电可擦可编程只读存储器, 由于其非易失的存储结构, 即使在电源掉电的情况下存储器内的数据仍然保存完好 这种存储区扩展了 ROM 空间, 对设计者来说增加了许多新的应用机会 EEPROM 可以用来存储产品编号 校准值 用户特定数据 系统配置参数或其它产品信息等 EEPROM 的数据读取和写入过程也会变的更简单 EEPROM 数据存储器结构 该单片机的 EEPROM 数据存储器容量为 32 8 由于映射方式与程序存储器和数据存储器不同, 因此不能像其它类型的存储器一样寻址 使用 Bank0 中的地址和数据寄存器以及 Bank1 中的一个控制寄存器, 可以实现对 EEPROM 的单字节读写操作 EEPROM 寄存器 有三个寄存器控制内部 EEPROM 数据存储器总的操作, 即地址寄存器 EEA 数据寄存器 EED 及控制寄存器 EEC EEA 和 EED 寄存器位于 Bank 0 中, 它们能像其它特殊功能寄存器一样直接被访问 而 EEC 位于 Bank1 中, 只能通过存储器指针 MP1 和间接寻址寄存器 IAR1 进行间接读取或写入 由于 EEC 控制寄存器位于 Bank 1 中的 40H, 在 EEC 寄存器上的任何操作被执行前, 存储器指针 MP1 必须先设为 40H, 存储区指针寄存器 BP 则设置为 01H 寄存器 位 名称 EEA D4 D3 D2 D1 D0 EEA 寄存器 EED D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 EEC WREN WR RDEN RD EEPROM 控制寄存器列表 Bit Name D4 D3 D2 D1 D0 R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7~5 未定义, 读为 0 Bit 4~0 EED 寄存器 数据 EEPROM 地址数据 EEPROM 地址 bit 4~bit 0 Bit Name D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7~0 数据 EEPROM 数据数据 EEPROM 数据 Bit 7~Bit 0 Rev

31 EEC 寄存器 Bit Name WREN WR RDEN RD R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7~4 未定义, 读为 0 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 WREN: 数据 EEPROM 写使能位 0: 除能 1: 使能此位为数据 EEPROM 写使能位, 向数据 EEPROM 写操作之前需将此位置高 将此位清零时, 则禁止向数据 EEPROM 写操作 WR:EEPROM 写控制位 0: 写周期结束 1: 激活写周期此位为数据 EEPROM 写控制位, 由应用程序将此位置高将激活写周期 写周期结束后, 硬件自动将此位清零 当 WREN 未先置高时, 此位置高无效 RDEN: 数据 EEPROM 读使能位 0: 除能 1: 使能此位为数据 EEPROM 读使能位, 向数据 EEPROM 读操作之前需将此位置高 将此位清零时, 则禁止向数据 EEPROM 读操作 RD:EEPROM 读控制位 0: 读周期结束 1: 激活读周期此位为数据 EEPROM 读控制位, 由应用程序将此位置高将激活读周期 读周期结束后, 硬件自动将此位清零 当 RDEN 未首先置高时, 此位置高无效 注 : 在同一条指令中 WREN WR RDEN 和 RD 不能同时置为 1 WR 和 RD 不能同时置为 1 Rev

32 从 EEPROM 中读取数据 从 EEPROM 中读取数据,EEC 寄存器中的读使能位 RDEN 先置为高以使能读功能 EEPROM 中读取数据的地址要先放入 EEA 寄存器中 若 EEC 寄存器中的 RD 位被置高, 一个读周期将开始 若 RDEN 位未被设置而 RD 位置高则不能开始读操作 若读周期结束,RD 位将自动清除为 0, 数据可以从 EED 寄存器中读取 数据在其它读或写操作执行前将一直保留在 EED 寄存器中 应用程序将轮询 RD 位以确定数据可以有效地被读取 写数据到 EEPROM 中 写保护 EEPROM 中写入数据的地址要先放入 EEA 寄存器中, 写入的数据需存入 EED 寄存器中 EEC 寄存器中的写使能位 WREN 先置为高以使能写功能, 然后 EEC 寄存器中的 WR 位需立即置高以开始写操作, 这两条指令必须连续执行 总中断位 EMI 在写周期开始前应当被清零, 写周期开始后再将其使能 需注意若 WR 位已置为高而 WREN 位还未被设置则不能开始写操作 由于控制 EEPROM 写周期是一个内部时钟, 与单片机的系统时钟异步, 所以数据写入 EEPROM 的时间将有所延迟 可通过轮询 EEC 寄存器中的 WR 位或判断 EEPROM 写中断以侦测写周期是否完成 若写周期完成,WR 位将自动清除为 0, 通知用户数据已写入 EEPROM 从而, 应用程序将轮询 WR 位以确定写周期是否结束 防止误写入的写保护有以下几种 单片机上电后控制寄存器中的写使能位将被清除以杜绝任何写入操作 上电后存储区指针 BP 将重置为 0, 这意味着数据存储器 Bank 0 被选中 由于 EEPROM 控制寄存器位于 Bank 1 中, 这增加了对写操作的保护措施 在正常程序操作中确保控制寄存器中的写使能位被清除将能防止不正确的写操作 EEPROM 中断 EEPROM 写周期结束后将产生 EEPROM 写中断, 需先通过设置相关中断寄存器的 DEE 位使能 EEPROM 中断 由于 EEPROM 中断包含在多功能中断中, 相应的多功能中断使能位需被设置 当 EEPROM 写周期结束,DEF 请求标志位及其相关多功能中断请求标志位将被置位 若总中断,EEPROM 和多功能中断使能且堆栈未满的情况下将跳转到相应的多功能中断向量中执行 当中断被响应, 只有多功能中断标志位将自动复位, 而 EEPROM 中断标志将通过应用程序手动复位 更多详情请参见中断章节 编程注意事项 必须注意的是数据不会无意写入 EEPROM 在没有写动作时写使能位被正常清零可以达到定期保护功能 存储区指针 BP 也可以正常清零以阻止进入 EEPROM 控制寄存器存在的 Bank 1 尽管没有必要, 写一个简单的读回程序以检查新写入的数据是否正确还是应该考虑的 WREN 位置位后,EEC 寄存器中的 WR 位需立即置位, 以确保写周期正确地执行 写周期执行前总中断位 EMI 应先清零, 写周期开始执行后再将此位重新使能 注意, 单片机不应在 EEPROM 读或写操作完全完成之前进入空闲或休眠模式, 否则 EEPROM 读或写操作将失败 Rev

33 程序范例 从 EEPROM 中读取数据 轮询法 MOV A,EEPROM_ADRES ; user defined address MOV EEA,A MOV A,040H ; setup memory pointer MP1 MOV MP1,A ; MP1 points to EEC register MOV A,01H ; setup Bank Pointer MOV BP,A SET IAR1.1 ; set RDEN bit,enable read operations SET IAR1.0 ; start Read Cycle - set RD bit BACK: SZ IAR1.0 ; check for read cycle end JMP BACK CLR IAR1 ; disable EEPROM write CLR BP MOV A,EED ; move read data to register MOV READ_DATA,A 写数据到 EEPROM 轮询法 MOV A,EEPROM_ADRES ; user defined address MOV EEA,A MOV A,EEPROM_DATA ; user defined data MOV EED,A MOV A,040H ; setup memory pointer MP1 MOV MP1,A ; MP1 points to EEC register MOV A,01H ; setup Bank Pointer MOV BP,A ; BP points to data memory bank 1 CLR EMI SET IAR1.3 ; set WREN bit,enable write operations SET IAR1.2 ; start Write Cycle - set WR bit executed ; immediately after set WREN bit SET EMI BACK: SZ IAR1.2 ; check for write cycle end JMP BACK CLR IAR1 ; disable EEPROM write CLR BP Rev

34 振荡器 不同的振荡器选择可以让使用者在不同的应用需求中实现更大范围的功能 振荡器的灵活性使得在速度和功耗方面可以达到最优化 振荡器选择和操作是通过控制寄存器完成的 振荡器概述 振荡器除了作为系统时钟源, 还作为看门狗定时器和时基中断的时钟源 高度集成的内部振荡器不需要任何外围器件 它们提供的高速和低速系统振荡器具有较宽的频率范围 较高频率的振荡器提供更高的性能, 但要求有更高的功率, 反之亦然 动态切换快慢系统时钟的能力使单片机具有灵活而优化的性能 / 功耗比, 此特性对功耗敏感的应用领域尤为重要 系统时钟配置 类型 名称 频率 内部高速 RC HIRC 12MHz ( 可调 ) 内部低速 RC LIRC 32kHz 振荡器类型 该单片机有两个系统振荡器, 即一个高速内部 RC 振荡器和一个低速内部 RC 振荡器 使用高速或低速振荡器作为系统时钟的选择是通过设置 SMOD 寄存器中的 HLCLK 位和 CKS2~CKS0 位决定的, 系统时钟可动态选择 通过寄存器选择采用高速或低速振荡器作为实际时钟源 利用 SMOD 寄存器中的 HLCLK 位和 CKS2~CKS0 位段来确定低速或高速系统时钟的频率 需注意两个振荡器必须做出选择, 即选择高速或选择低速系统振荡器 f H /2 High Speed Oscillator f H /4 HIRC Frequency Adjusting Circuit f H Prescaler f H /8 f H /16 f H /32 f SYS ADJ[8:0] bits f H /64 LIRC f SUB Low Speed Oscillator 系统时钟配置 HLCLK, CKS[2:0] bits Rev

35 内部 RC 振荡器 HIRC 内部 RC 振荡器是一个高度集成的系统振荡器, 无需其它外部器件 内部 RC 振荡器有一个 12MHz 的频率, 可通过改变 ADJ[8:0] 位段的值进行调整 芯片在制造时进行调整且内部含有频率补偿电路, 使得振荡频率因电源电压 温度以及芯片制成工艺不同的影响减至最低程度 应注意如果选择了该内部时钟, 其操作无需额外的引脚 位于 FADJH 和 FADJL 寄存器中的 ADJ[8:0] 位段用于调整 HIRC 振荡频率 ADJ[8:0] 位段的默认值为 B, 此时 HIRC 振荡器的频率应为 12MHz 写入 ADJ[8:0] 位段的值越大, 所得 HIRC 的频率就越低 当 ADJ[8:0] 位段设置为 B 时 HIRC 得最大调整频率 需注意当配置 ADJ[8:0] 位段改变 HIRC 频率时,HIRC 振荡器达到稳定需要一定的延时 直到所更新的频率稳定后才可使用新的 HIRC 频率 FADJL 寄存器 Bit Name ADJ7 ADJ6 ADJ5 ADJ4 ADJ3 ADJ2 ADJ1 ADJ0 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7~0 ADJ7~ADJ0:HIRC 频率调整控制位 bit 7~bit 0 FADJH 寄存器 Bit Name ADJ8 R/W R/W POR 1 Bit 7~1 未定义, 读为 0 Bit 0 ADJ8:HIRC 频率调整控制位 bit 8 内部 32kHz 振荡器 LIRC 内部 32kHz 系统振荡器是一个低频振荡器 这是一个完全集成 RC 振荡器, 它在 5V 电压下运行的典型频率值为 32kHz 且无需外部元件 芯片在制造时进行调整且内部含有频率补偿电路, 使得振荡器因电源电压 温度及芯片制成工艺不同的影响减至最低 Rev

36 工作模式和系统时钟 系统时钟 现今的应用要求单片机具有较高的性能及尽可能低的功耗, 这种矛盾的要求在便携式电池供电的应用领域尤为明显 高性能所需要的高速时钟将增加功耗, 反之亦然 盛群单片机了提供高 低速两种时钟源, 它们之间可以动态切换, 用户可通过优化单片机操作来获得最佳性能 / 功耗比 该单片机为 CPU 和外围功能操作提供了多种不同的时钟源 用户使用寄存器编程可获取多种时钟, 进而使系统时钟获取最大的应用性能 主系统时钟可来自高频时钟源 f H 或低频时钟源 f SUB, 通过 SMOD 寄存器中的 HLCLK 位和 CKS2~CKS0 位进行选择 高频系统时钟来自 HIRC 振荡器, 低频系统时钟源来自 LIRC 振荡器 其它系统时钟还有高速系统振荡器的分频 f H /2~f H /64 f H /2 High Speed Oscillator f H /4 HIRC Frequency Adjusting Circuit f H Prescaler f H /8 f H /16 f H /32 f SYS ADJ[8:0] bits f H /64 LIRC f SUB Low Speed Oscillator HLCLK, CKS[2:0] bits f SUB To peripherals f S WDT f TBC f SYS /4 f TB Time Base TBCK 单片机时钟配置注 : 当系统时钟源 f SYS 由 f H 切换到 f SUB, 高速振荡器将停止以节省耗电 因此没有 f H ~f H /64 的时钟可供外部电路使用 Rev

37 系统工作模式 单片机有 6 种不同的工作模式, 每种有它自身的特性, 根据应用中不同的性能和功耗要求可选择不同的工作模式 单片机正常工作有两种模式 : 正常模式和低速模式 剩余的 4 种工作模式 : 休眠模式 0 休眠模式 1 空闲模式 0 和空闲模式 1 用于单片机 CPU 关闭时以节省耗电 说明工作模式 CPU f SYS f H f SUB 正常模式 On f H ~f H /64 On On 低速模式 On f SUB Off On 空闲模式 0 Off Off Off On 空闲模式 1 Off On On/Off On 休眠模式 0 ( 注 ) Off Off Off Off 休眠模式 1 Off Off Off On 注 : 若看门狗配置选项为 始终使能, 即 f SUB 必须始终开启, 则没有 SLEEP0 模式 正常模式 顾名思义, 这是主要的工作模式之一, 单片机的所有功能均可在此模式中实现且系统时钟由一个高速振荡器提供 该模式下单片机正常工作的时钟源来自 HIRC 振荡器 高速振荡器频率可被分为 1~64 的不等比率, 实际的比率由 SMOD 寄存器中的 HLCLK 位和 CKS2~CKS0 位进行选择 单片机使用高速振荡器分频作为系统时钟可减少工作电流 低速模式 此模式的系统时钟虽为较低速时钟源, 但单片机仍能正常工作 该低速时钟源可来自 f SUB 单片机在此模式中运行所耗工作电流较低 在低速模式中,f H 关闭 休眠模式 0 若 WDT 配置选项为 始终使能, 则没有休眠模式 0 若 WDT 配置选项为 由 WDTC 寄存器控制, 则单片机可进入休眠模式 0 在 HALT 指令执行后且 SMOD 寄存器中的 IDLEN 位为低时, 系统进入休眠模式 在休眠模式 0 中, CPU 停止运行,f SUB 和 f S 时钟也将停止, 看门狗定时器除能 在此模式下, LVDEN 必须清零, 若 LVDEN 置高则无法进入休眠模式 0 休眠模式 1 在 HALT 指令执行后且 SMOD 寄存器中的 IDLEN 位为低时, 系统进入休眠模式 在休眠模式 1 中,CPU 停止运行, 若 LVDEN 为 1 或看门狗定时器使能, 则 f SUB 和 f S 时钟继续运行 空闲模式 0 执行 HALT 指令后且 SMOD 寄存器中的 IDLEN 位为高,CTRL 寄存器中的 FSYSON 位为低时, 系统进入空闲模式 0 在空闲模式 0 中,CPU 停止, 系统振荡器停止, 但 f SUB 时钟将开启以驱动一些外围功能 Rev

38 空闲模式 1 控制寄存器 执行 HALT 指令后且 SMOD 寄存器中的 IDLEN 位为高,CTRL 寄存器中的 FSYSON 位为高时, 系统进入空闲模式 1 在空闲模式 1 中,CPU 停止, 但高速或低速振荡器都将继续运行 在空闲模式 1 中低频时钟 f SUB 将开启以驱动一些外围功能 注 : 若 LVDEN=1 且进入了休眠或空闲模式, 则 LVD 和 bandgap 功能将不被除能,f SUB 时钟将强制使能 SMOD 和 CTRL 寄存器用于控制单片机的内部时钟 SMOD 寄存器 Bit Name CKS2 CKS1 CKS0 LTO HTO IDLEN HLCLK R/W R/W R/W R/W R R R/W R/W POR Bit 7~5 CKS2 ~ CKS0:HLCLK 为 0 时系统时钟选择位 000:f SUB 001:f SUB 010:f H /64 011:f H /32 100:f H /16 101:f H /8 110:f H /4 111:f H /2 这三位用于选择系统时钟源 除了 LIRC 可作为系统时钟源外, 高速系统振荡器的分频比也可作为系统时钟源 Bit 4 未定义, 读为 0 Bit 3 Bit 2 Bit 1 LTO: 低速振荡器就绪标志位 0: 未就绪 1: 就绪此位为低速系统振荡器就绪标志位, 用于表明低速系统振荡器在系统上电复位或唤醒后何时稳定下来, 唤醒后该位转换为高需 1~2 个周期 HTO: 高速振荡器就绪标志位 0: 未就绪 1: 就绪此位为高速系统振荡器就绪标志位, 用于表明唤醒后高速系统振荡器何时稳定下来 此标志在系统上电后经硬件清零, 高速系统振荡器稳定后变为高电平 因此, 此位在单片机上电后由应用程序读取的值为 1 在休眠模式或空闲模式 0 中, 该标志上电复位或唤醒后会处于低电平状态, 若使用 HIRC 振荡器则该标志位将在 15~16 个时钟周期后变为高电平状态 IDLEN: 空闲模式控制位 0: 除能 1: 使能此位为空闲模式控制位, 用于决定 HALT 指令执行后发生的动作 若此位为高, 当指令 HALT 执行后, 单片机进入空闲模式 若 FSYSON 位为高, 在空闲模式 1 中 CPU 停止运行, 系统时钟将继续工作以保持外围功能继续工作 ; 若 FSYSON 为低, 在空闲模式 0 中 CPU 和系统时钟都将停止运行 若此位为低, 单片机将在 HALT 指令执行后进入休眠模式 Rev

39 Bit 0 HLCLK: 系统时钟选择位 0:f H /2~ f H /64 或 f SUB 1:f H 此位用于选择 f H 或 f H /2~ f H /64 或 f SUB 作为系统时钟 该位为高时选择 f H 作为系统时钟, 为低时则选择 f H /2~ f H /64 或 f SUB 作为系统时钟 当系统时钟由 f H 时钟向 f SUB 时钟转换时,f H 将自动关闭以降低功耗 CTRL 寄存器 Bit Name FSYSON LVRF LRF WRF Bit 7 R/W R/W R/W R/W R/W POR 0 x 0 0 FSYSON: 空闲模式下 f SYS 控制位 0: 除能 1: 使能 Bit 6~3 未使用, 读为 0 Bit 2 Bit 1 Bit 0 LVRF:LVR 复位标志位详见其它章节 LRF:LVRC 控制寄存器软件复位标志位详见其它章节 WRF:WDTC 控制寄存器软件复位标志位详见其它章节 x 未知 Rev

40 工作模式切换 单片机可在各个工作模式间自由切换, 使得用户可根据所需选择最佳的性能 / 功耗比 用此方式, 对单片机工作的性能要求不高的情况下, 可使用较低频时钟以减少工作电流, 在便携式应用上延长电池的使用寿命 简单来说, 正常模式和低速模式间的切换仅需设置 SMOD 中的 HLCLK 位及 CKS2~CKS0 位即可实现, 而正常模式 / 低速模式与休眠模式 / 空闲模式间的切换经由 HALT 指令实现 当 HALT 指令执行后, 单片机是否进入空闲模式或休眠模式由 SMOD 寄存器中的 IDLEN 位和 CTRL 寄存器中的 FSYSON 位决定的 当 HLCLK 位变为低电平时, 时钟源将由高速时钟源 f H 转换成时钟源 f H /2~f H /64 或 f SUB 若时钟源来自 f SUB, 高速时钟源将停止运行以节省耗电 此时必须注意内部时钟源 f H /16~f H /64 也将停止运行, 这可能会影响到其它内部功能如 TM 的操作 所附流程图显示了单片机在不同工作模式间切换时的变化 NORMAL f SYS=f H~f H/64 f H on CPU run f SYS on f SUB on IDLE1 HALT instruction executed CPU stop IDLEN=1 FSYSON=1 f SYS on f SUB on SLEEP0 HALT instruction executed f SYS off CPU stop IDLEN=0 f SUB off WDT & LVD off IDLE0 HALT instruction executed CPU stop IDLEN=1 FSYSON=0 f SYS off f SUB on SLEEP1 HALT instruction executed f SYS off CPU stop IDLEN=0 f SUB on WDT or LVD on SLOW f SYS=f SUB f SUB on CPU run f SYS on f SUB on f H off 注 : 若看门狗定时器的配置选项为 始终使能, 即 f SUB 时钟必须始终开启, 则没有休眠模式 0 Rev

41 正常模式切换到低速模式 系统运行在正常模式时使用高速系统振荡器, 因此较为耗电 可通过设置 SMOD 寄存器中的 HLCLK 位为 0 及 CKS2~CKS0 位为 000 或 001 使系统时钟切换至运行在低速模式下 此时将使用低速系统振荡器以节省耗电 用户可在对性能要求不高的操作中使用此方法以减少耗电 低速模式的时钟源来自 LIRC 振荡器, 因此要求该振荡器在所有模式切换动作发生前稳定下来 该动作由 SMOD 寄存器中 LTO 位监测 NORMAL Mode CKS2~CKS0 = 00xB & HLCLK = 0 WDT and LVD are all off IDLEN=0 HALT instruction is executed SLEEP0 Mode SLOW Mode WDT or LVD is on IDLEN=0 HALT instruction is executed SLEEP1 Mode IDLEN=1, FSYSON=0 HALT instruction is executed IDLE0 Mode IDLEN=1, FSYSON=1 HALT instruction is executed IDLE1 Mode Rev

42 低速模式切换到正常模式在低速模式系统使用 LIRC 低速振荡器 切换回使用高速系统时钟振荡器的正常模式需设置 HLCLK 位为 1, 也可设置 HLCLK 位为 0 但 CKS2~CKS0 需设为 或 111 高频时钟需要一定的稳定时间, 通过检测 HTO 位的状态可进行判断 高速振荡器稳定需要多少的延时取决于所选的高速振荡器类型 SLOW Mode CKS2~CKS0 000B or 001B as HLCLK = 0 or HLCLK = 1 WDT and LVD are all off IDLEN=0 HALT instruction is executed SLEEP0 Mode NORMAL Mode WDT or LVD is on IDLEN=0 HALT instruction is executed SLEEP1 Mode IDLEN=1, FSYSON=0 HALT instruction is executed IDLE0 Mode IDLEN=1, FSYSON=1 HALT instruction is executed IDLE1 Mode 进入休眠模式 0 进入休眠模式 0 的方法仅有一种 应用程序中执行 HALT 指令前需设置寄存器 SMOD 中 IDLEN 位为 0 且 WDT 和 LVD 功能除能 在上述条件下执行该指令后, 将发生的情况如下 : 系统时钟与 f SUB 时钟停止运行, 应用程序停止在 HALT 指令处 数据存储器中的内容和寄存器将保持当前值 WDT 将被清零并停止运行 输入 / 输出口将保持当前值 状态寄存器中暂停标志 PDF 将被置起, 看门狗溢出标志 TO 将被清除 进入休眠模式 1 进入休眠模式 1 的方法仅有一种 应用程序中执行 HALT 指令前需设置寄存器 SMOD 中 IDLEN 位为 0 且 WDT 或 LVD 功能使能 在上述条件下执行该指令后, 将发生的情况如下 : 系统时钟停止运行, 应用程序停止在 HALT 指令处, 而 WDT 或 LVD 继续运行, 其时钟源来自 f SUB 数据存储器中的内容和寄存器将保持当前值 WDT 将被清零并在使能后重新开始计数 输入 / 输出口将保持当前值 状态寄存器中暂停标志 PDF 将被置起, 看门狗溢出标志 TO 将被清除 Rev

43 进入空闲模式 0 进入空闲模式 0 的方法仅有一种 应用程序中执行 HALT 指令前需设置寄存器 SMOD 中 IDLEN 位为 1 且 CTRL 寄存器中的 FSYSON 位为 0 在上述条件下执行该指令后, 将发生的情况如下 : 系统时钟停止运行, 应用程序停止在 HALT 指令处,f SUB 时钟将继续运行 数据存储器中的内容和寄存器将保持当前值 WDT 将被清零并重新开始计数 输入 / 输出口将保持当前值 状态寄存器中暂停标志 PDF 将被置起, 看门狗溢出标志 TO 将被清除 进入空闲模式 1 进入空闲模式 1 的方法仅有一种 应用程序中执行 HALT 指令前需设置寄存器 SMOD 中 IDLEN 位为 1 且 CTRL 寄存器中的 FSYSON 位为 1 在上述条件下执行该指令后, 将发生的情况如下 : 系统时钟和 f SUB 时钟开启, 应用程序停止在 HALT 指令处 数据存储器中的内容和寄存器将保持当前值 WDT 将被清零并在使能后重新开始计数 输入 / 输出口将保持当前值 状态寄存器中暂停标志 PDF 将被置起, 看门狗溢出标志 TO 将被清除 待机电流注意事项 由于单片机进入休眠或空闲模式的主要原因是将单片机的电流降低到尽可能低, 可能到只有几个微安的级别 ( 空闲模式 1 除外 ), 所以如果要将电路的电流降到最低, 电路设计者还应有其它的考虑 应该特别注意的是单片机的输入 / 输出引脚 所有高阻抗输入脚都必须连接到固定的高或低电平, 因为引脚浮空会造成内部振荡并导致耗电增加 这也应用于有不同封装的单片机, 因为它们可能含有未引出的引脚, 这些引脚也必须设为输出或带有上拉电阻的输入 另外还需注意单片机设为输出的 I/O 引脚上的负载 应将它们设置在有最小拉电流的状态或将它们和其它的 CMOS 输入一样接到没有拉电流的外部电路上 在空闲模式 1 中, 系统时钟开启 若系统时钟来自高速系统振荡器, 额外的待机电流也可能会有几百微安 Rev

44 唤醒 系统进入休眠或空闲模式之后, 可以通过以下几种方式唤醒 : PA 口下降沿 系统中断 WDT 溢出 若由 WDT 溢出唤醒, 则会发生看门狗定时器复位 可以通过检测状态寄存器中 TO 和 PDF 位来判断它的唤醒源 系统上电或执行清除看门狗的指令, 会清零 PDF; 执行 HALT 指令,PDF 将被置位 看门狗计数器溢出将会置位 TO 标志并唤醒系统, 这种复位会重置程序计数器和堆栈指针, 其它标志保持原有状态 PA 口中的每个引脚都可以通过 PAWU 寄存器使能下降沿唤醒功能 PA 端口唤醒后, 程序将在 HALT 指令后继续执行 如果系统是通过中断唤醒, 则有两种可能发生 第一种情况是 : 相关中断除能或是中断使能且堆栈已满, 则程序会在 HALT 指令之后继续执行 这种情况下, 唤醒系统的中断会等到相关中断使能或有堆栈层可以使用之后才执行 第二种情况是 : 相关中断使能且堆栈未满, 则中断可以马上执行 如果在进入休眠或空闲模式之前中断标志位已经被设置为 1, 则相关中断的唤醒功能将无效 Rev

45 看门狗定时器 看门狗定时器的功能在于防止如电磁的干扰等外部不可控制事件, 所造成的程序不正常动作或跳转到未知的地址 看门狗定时器时钟源 WDT 定时器时钟源来自于内部时钟 f S f S 的时钟源由 LIRC 振荡器提供 看门狗定时器的时钟源可分频为 2 8 ~2 18 以提供更大的溢出周期, 分频比由 WDTC 寄存器中的 WS2~WS0 位来决定 LIRC 内部振荡器在 5V 供电下有一个约为 32kHz 的频率, 应注意此指定的内部时钟可随 V DD, 温度以及制成工艺的不同而变化 看门狗定时器控制寄存器 WDTC 寄存器用于控制 WDT 功能的使能 / 除能及选择溢出周期 该寄存器和配置选项控制看门狗定时器的所有操作 WDTC 寄存器 Bit Name WE4 WE3 WE2 WE1 WE0 WS2 WS1 WS0 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7~3 Bit 2~0 WE4~WE0:WDT 使能 / 除能控制位若 WDT 配置选项为 始终使能 : 或 01010: 使能其它值 :MCU 复位若 WDT 配置选项为 由 WDTC 寄存器控制 : 10101: 除能 01010: 使能其它值 :MCU 复位如果由于不利的环境因素或通过软件设置使这些位发生改变, 单片机将复位 复位操作将在 t SRESET 时间后执行, 且 CTRL 寄存器中的 WRF 位将置高 WS2~WS0:WDT 溢出周期选择位 000:2 8 /f S 001:2 10 /f S 010:2 12 /f S 011:2 14 /f S 100:2 15 /f S 101:2 16 /f S 110:2 17 /f S 111:2 18 /f S 这三位控制 WDT 时钟源的分频比, 从而实现对 WDT 溢出周期的控制 Rev

46 CTRL 寄存器 Bit Name FSYSON LVRF LRF WRF Bit 7 R/W R/W R/W R/W R/W POR 0 x 0 0 FSYSON: 空闲模式下 f SYS 控制位详见其它章节 Bit 6~3 未定义, 读为 0 Bit 2 Bit 1 Bit 0 看门狗定时器操作 LVRF:LVR 复位标志位详见其它章节 LRF:LVRC 控制寄存器软件复位标志位详见其它章节 x 未知 WRF:WDTC 控制寄存器软件复位标志位 0: 未发生 1: 发生当 WDTC 控制寄存器发生复位时, 此位置为 1, 通过应用程序清零 应注意的是该位只能通过应用程序清零 当 WDT 溢出时, 它产生一个芯片复位的动作 这也就意味着正常工作期间, 用户需在应用程序中看门狗溢出前有策略地清看门狗定时器以防止其产生复位, 可使用清除看门狗指令实现 无论什么原因, 程序失常跳转到一个未知的地址或进入一个死循环, 这些清除指令都不能被正确执行, 此种情况下, 看门狗将溢出以使单片机复位 看门狗定时器控制寄存器 WDTC 中有五位 WE4~WE0 可提供使能 / 除能控制以及看门狗定时器复位操作 若 WDT 配置选项为始终使能,WE4~WE0 位段对 WDT 功能仍有影响 当 WE4~WE0 设置为 10101B 和 01010B 时使能 WDT 功能 如果 WE4~WE0 受环境噪声或软件的影响被设置为除 01010B 和 10101B 以外的值时, 单片机将在 2~3 个 f SUB 时钟周期后复位 若 WDT 的配置选项为 WDT 功能由 WDTC 寄存器控制, 则 WE4~WE0 能确定 WDT 的工作模式 当 WE4~WE0 位段被设置为 10101B 时 WDT 将除能, 而 WE4~WE0 位段的值等于 01010B 则 WDT 使能 若由于环境噪声或软件设置使得 WE4~WE0 位段得到除 01010B 和 10101B 以外的值则单片机将在 2~3 个 f SUB 时钟周期后复位 上电后这些位初始值为 01010B WDT 配置选项 WE4~WE0 位 WDT 功能 始终使能 由 WDTC 寄存器控制 01010B 或 10101B 其它值 10101B 01010B 其它值 看门狗定时器使能 / 除能控制 使能 MCU 复位 除能 使能 MCU 复位 Rev

47 程序正常运行时,WDT 溢出将导致芯片复位, 并置位状态标志位 TO 若系统处于休眠或空闲模式, 当 WDT 发生溢出时, 状态寄存器中的 TO 被置位, 程序计数器 PC 和堆栈指针 SP 将被复位 有三种方法可以用来清除 WDT 的内容 第一种是 WDT 复位, 即写入除 01010B 和 10101B 外的任何值到 WE4~WE0 位, 而第二种是通过 WDT 软件清除指令, 第三种是通过 HALT 指令 只有一种软件指令用于清除看门狗寄存器 因此只要执行 CLR WDT 便清除 WDT 当设置分频比为 2 18 时, 溢出周期最大 例如, 时钟源为 32kHz LIRC 振荡器, 分频比为 2 18 时最大溢出周期约 8s, 分频比为 2 8 时最小溢出周期约 7.8ms WDTC Register WE4~WE0 bits Reset MCU CLR WDT Instruction HALT Instruction CLR f f LIRC S S/2 8 8-stage Divider WDT Prescaler WDT Time-out WS2~WS0 看门狗定时器 8-to-1 MUX Rev

48 复位和初始化 复位功能 复位功能是任何单片机中基本的部分, 使得单片机可以设定一些与外部参数无关的先置条件 最重要的复位条件是在单片机首次上电以后, 经过短暂的延迟, 内部硬件电路使得单片机处于预期的稳定状态并开始执行第一条程序指令 上电复位以后, 在程序执行之前, 部分重要的内部寄存器将会被设定为预先设定的状态 程序计数器就是其中之一, 它会被清除为零, 使得单片机从最低的程序存储器地址开始执行程序 另一种复位为看门狗溢出单片机复位 不同方式的复位操作会对寄存器产生不同的影响 另一种复位为低电压复位即 LVR 复位, 在电源供应电压低于一定的阈值时, 系统会产生完全复位 通过内部事件触发, 此单片机有以下几种复位方式 : 上电复位 这是最基本且不可避免的复位, 发生在单片机初次上电后 除了保证程序存储器从开始地址执行, 上电复位也使得其它寄存器被设定在预设条件 所有的输入 / 输出端口控制寄存器在上电复位时会保持高电平, 以确保上电后所有引脚被设定为输入状态 VDD Power-on Reset t RSTD SST Time-out 低电压复位 LVR 上电复位时序图 单片机具有低电压复位电路, 用来监测它的电源电压 LVR 功能始终使能 例如在更换电池的情况下, 单片机供应的电压可能会落在 0.9V~V LVR 的范围内, 这时 LVR 将会自动复位单片机且 CTRL 寄存器的 LVRF 标志位会被置位 一个有效的 LVR 信号, 即在 0.9V~V LVR 的低电压状态的时间, 必须超过 LVD & LVR 电气特性中 t LVR 参数的值 如果低电压存在不超过 t LVR 参数的值, 则 LVR 将会忽略它且不会执行复位功能 V LVR 参数值可通过 LVRC 寄存器中的 LVS7~LVS0 位设置 若由于受到干扰 LVS7~LVS0 变为其它值时, 单片机将在 2~3 个 LIRC 时钟周期后复位 此时 CTRL 寄存器的 LRF 位被置位 上电后 LVRC 寄存器的值为 B 应注意当单片机进入暂停模式时 LVR 功能将自动除能 LVR Internal Reset t RSTD + t SST Note:t RSTD 为上电延迟, 典型值 = 50ms 低电压复位时序图 Rev

49 LVRC 寄存器 Bit Name LVS7 LVS6 LVS5 LVS4 LVS3 LVS2 LVS1 LVS0 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7~0 LVS7 ~ LVS0:LVR 电压选择控制位 :2.1V :2.55V :3.15V :3.8V 其它值 :MCU 复位 寄存器复位至 POR 值当发生低电压情况时, 将产生 MCU 复位 复位操作将在低电压条件保持超过 t LVR 时间后执行 这种复位后寄存器的内容将保持不变 如果 LVRC 寄存器写入除上面 4 个值以外的其它值也会引起单片机复位 复位操作将在 t SRESET 时间后执行 此种情况复位后寄存器值将恢复到 POR 值 CTRL 寄存器 Bit Name FSYSON LVRF LRF WRF Bit 7 R/W R/W R/W R/W R/W POR 0 x 0 0 FSYSON: 空闲模式下 f SYS 控制位详见其它章节 Bit 6~3 未使用, 读为 0 Bit 2 Bit 1 Bit 0 正常运行时看门狗溢出复位 x 未知 LVRF:LVR 复位标志位 0: 未发生 1: 发生当 LVR 复位情况发生时, 该位被置为 1, 此位只能通过应用程序清零 LRF:LVRC 控制寄存器复位标志位 0: 未发生 1: 发生当 LVRC 寄存器包含未定义的 LVR 电压值时, 该位被置为 1, 此复位为软件复位功能 该位只能通过应用程序清零 WRF:WDTC 控制寄存器复位标志位详见其它章节 除了看门狗溢出标志位 TO 将被置高外, 正常运行时的看门狗溢出复位与 LVR 复位相同 WDT Time-out Internal Reset t RSTD + t SST 正常运行时 WDT 溢出复位时序图 Rev

50 休眠或空闲模式时看门狗溢出复位 休眠或空闲时看门狗溢出复位和其它类型的复位有些不同 除了程序计数器与堆栈指针将被清 0 及 TO 位被设为 1 外, 绝大部分的条件保持不变 图中 t SST 的详细说明请参考交流电气特性 WDT Time-out Internal Reset t SST 休眠或空闲模式时 WDT 溢出复位时序图 复位初始条件 不同的复位形式以不同的方式影响复位标志位 这些标志位, 即 PDF 和 TO 位存放在状态寄存器中, 由休眠或空闲模式功能或看门狗计数器等几种控制器操作控制 复位标志位如下所示 : TO PDF 复位条件 0 0 上电复位 u u 正常模式或低速模式时的 LVR 复位 1 u 正常模式或低速模式时的 WDT 溢出复位 1 1 空闲或休眠模式时的 WDT 溢出复位 注 : u 表示不改变 在单片机上电复位之后, 各功能单元初始化的情形, 列于下表 程序计数器 中断 看门狗定时器 定时器模块 输入 / 输出口 堆栈指针 项目 清除为零 所有中断被除能 复位后情况 复位后清零,WDT 重新开始计数 所有定时器模块停止 I/O 口设为输入模式 堆栈指针指向堆栈顶端 Rev

51 不同的复位形式对单片机内部寄存器的影响是不同的 为保证复位后程序能正常执行, 了解寄存器在特定条件复位后的设置是非常重要的 下表即为不同方式复位后内部寄存器的状况 WDT 溢出 WDT 溢出寄存器上电复位 ( 正常运行 ) ( 休眠 / 空闲 ) MP0 xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu MP1 xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu BP u ACC xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu PCL TBLP xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu TBLH xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu TBHP xxx uuu uuu STATUS xxxx - - 1u uuuu uuuu SMOD uuu- uuuu LVDC uu - uuu INTEG uuuu INTC uu - uuu INTC uuuu uuuu INTC uu - - uu MFI uu - - uu MFI uu - - uu PA uuuu uuuu PAC uuuu uuuu PAPU uuuu uuuu PAWU uuuu uuuu MFI uu - - uu WDTC uuuu uuuu TBC uuuu - uuu EEA uu uuuu EED uuuu uuuu EEC uuuu FADJL uuuu uuuu FADJH u CTRL x u uuu LVRC uuuu uuuu STMC uuuu uuuu STMC uuuu uuuu STMDL uuuu uuuu STMDH uu STMAL uuuu uuuu STMAH uu CTRL uu Rev

52 WDT 溢出 WDT 溢出寄存器上电复位 ( 正常运行 ) ( 休眠 / 空闲 ) CTRL uuu uuuu SLEWC uu SLEDC uuuu PTMC uuuu u- - - PTMC uuuu uuuu PTMDL uuuu uuuu PTMDH uu PTMAL uuuu uuuu PTMAH uu PTMRPL uuuu uuuu PTMRPH uu OCVPC uuuu uuuu OCVPC uuuu - - uu OCVPC uuu uuuu OCVPDA uuuu uuuu OCVPOCAL uuuu uuuu OCVPCCAL uuuu uuuu 注 : - 表示未定义 u 表示未改变 x 表示未知 Rev

53 输入 / 输出端口 上拉电阻 盛群单片机的输入 / 输出口控制具有很大的灵活性 大部分引脚可在用户程序控制下被设定为输入或输出 所有引脚的上拉电阻设置以及指定引脚的唤醒设置也都由软件控制, 这些特性也使得此类单片机在广泛应用上都能符合开发的需求 该单片机提供 PA 双向输入 / 输出口 这些 I/O 端口映射到 RAM 数据存储器中的特定地址上, 如特殊功能数据存储器表所示 所有 I/O 口可用于输入输出操作 作为输入操作, 输入引脚无锁存功能, 也就是说输入数据必须在执行 MOV A,[m] 时 T2 的上升沿准备好,m 为端口地址 对于输出操作, 所有数据都是被锁存的, 且保持不变直到输出锁存被重写 寄存器 位 名称 PA PA7 PA6 PA5 PA4 PA3 PA2 PA1 PA0 PAC PAC7 PAC6 PAC5 PAC4 PAC3 PAC2 PAC1 PAC0 PAPU PAPU7 PAPU6 PAPU5 PAPU4 PAPU3 PAPU2 PAPU1 PAPU0 PAWU PAWU7 PAWU6 PAWU5 PAWU4 PAWU3 PAWU2 PAWU1 PAWU0 输入 / 输出逻辑功能寄存器列表 许多产品应用在端口处于输入状态时, 通常需要外加一个上拉电阻来实现上拉的功能 为了免去外部上拉电阻, 当引脚配置为输入时, 可由内部连接到一个上拉电阻 这些上拉电阻可通过寄存器 PAPU 来设置, 它用一个 PMOS 晶体管来实现上拉电阻功能 应注意只有在 I/O 端口被设置为数字输入或 NMOS 输出时, 可通过寄存器 PAPU 使能内部上拉功能 其它情况下, 内部上拉功能除能 PAPU 寄存器 Bit Name PAPU7 PAPU6 PAPU5 PAPU4 PAPU3 PAPU2 PAPU1 PAPU0 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7~0 PAPU7~PAPU0:PA 引脚上拉控制位 0: 除能 1: 使能 PA 口唤醒 当使用暂停指令 HALT 迫使单片机进入休眠或空闲模式, 单片机的系统时钟将会停止以降低功耗, 此功能对于电池及低功耗应用很重要 唤醒单片机有很多种方法, 其中之一就是使 PA 口的其中一个引脚从高电平转为低电平 这个功能特别适合于通过外部开关来唤醒的应用 PA 口的每个引脚可以通过设置 PAWU 寄存器来单独选择是否具有唤醒功能 应注意只有在 PA 引脚被配置为普通 I/O 口且单片机处于 HALT 状态下,PA 端口唤醒功能可通过 PAWU 寄存器中的相关位来使能 在其它情况下, 唤醒功能除能 Rev

54 PAWU 寄存器 Bit Name PAWU7 PAWU6 PAWU5 PAWU4 PAWU3 PAWU2 PAWU1 PAWU0 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7~0 PAWU7~PAWU0:PA 引脚唤醒控制位 0: 除能 1: 使能 输入 / 输出端口控制寄存器 每一个输入 / 输出口都具有各自的控制寄存器, 即寄存器 PAC, 用来控制输入 / 输出配置 从而每个 I/O 引脚都可以在软件控制下, 动态地设置为 CMOS 输出或输入 I/O 端口的每个引脚都映射到其相关端口控制寄存器中的一个位 若 I/O 引脚要实现输入功能, 则对应的控制寄存器的位需要设置为 1 这时程序指令可以直接读取输入脚的逻辑状态 若控制寄存器相应的位被设定为 0, 则此引脚被设置为 CMOS 输出 当引脚设置为输出状态时, 程序指令读取的是输出端口寄存器的内容 但应注意, 如果对输出口做读取动作时, 程序读取到的是内部输出数据锁存器中的状态, 而不是输出引脚上实际的逻辑状态 PAC 寄存器 Bit Name PAC7 PAC6 PAC5 PAC4 PAC3 PAC2 PAC1 PAC0 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7~0 PAC7~PAC0:PA 引脚输入 / 输出类型选择位 0: 输出 1: 输入 输入 / 输出端口源电流控制 该单片机支持 PA 端口不同的源电流驱动能力 通过配置相应的选择寄存器 SLEDC, 每个输入 / 输出端口可支持 4 种 Level 的源电流驱动能力 用户应参考直流电气特性章节根据不同的应用选择所需的源电流 SLEDC 寄存器 Bit Name SLEDC3 SLEDC2 SLEDC1 SLEDC0 R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7~4 未定义, 读为 0 Bit 3~2 SLEDC3~SLEDC2:PA7~PA4 源电流选择 00: 源电流 = Level 0 (min.) 01: 源电流 = Level 1 10: 源电流 = Level 2 11: 源电流 = Level 3 (max.) Rev

55 Bit 1~0 SLEDC1~SLEDC0:PA3 PA2 PA0 源电流选择 00: 源电流 = Level 0 (min.) 01: 源电流 = Level 1 10: 源电流 = Level 2 11: 源电流 = Level 3 (max.) 注 : 用户需参考直流电气特性章节根据不同的应用选择确定的值 输入 / 输出端口输出转换速率控制 该单片机支持 PA1 端口的不同的输出转换速率驱动能力 通过配置相应的选择寄存器 SLEWC,PA1 可支持 4 种 Level 的输出转换速率驱动能力 用户需参考直流电气特性根据不同的应用选择所需的输出转换速率 SLEWC 寄存器 Bit Name SLEWC1 SLEWC0 R/W R/W R/W POR 0 0 Bit 7~2 未定义, 读为 0 Bit 1~0 SLEWC1~SLEWC0:PA1 输出转换速率选择 00: 转换速率 = Level 0 (min.) 01: 转换速率 = Level 1 10: 转换速率 = Level 2 11: 转换速率 = Level 3 (max.) 注 : 用户需参考直流电气特性章节根据不同的应用选择确定的值 引脚共用功能 引脚的多功能可以增加单片机应用的灵活性 有限的引脚个数将会限制设计者, 而引脚的多功能将会解决很多此类问题 此外, 这些引脚功能可以通过应用程序控制一系列寄存器进行设定 引脚共用选择寄存器 需要注意的一点是要确保所需引脚共用功能被正确地选中和取消 要正确地选择所需引脚共用功能, 需通过对相应的引脚共用控制寄存器正确配置来实现 接着配置相应的外围功能设定从而使能这些外围功能 要正确地取消选择的引脚共用功能, 应先除能外围功能, 接着修改相应的引脚共用功能控制寄存器以选择其它引脚共用功能 当引脚共用输入功能被选中, 相应的输入与输出功能也需要被正确配置 举例来说, 若 OCVP 被使用, 相应的输出引脚共用功能应通过配置 CTRL3 寄存器被设置为 OCVPAI0/OCVPCI 功能, 并使用 CTRL2 寄存器正确地选择 OCVPAI0 信号输入 然而, 若使用外部中断功能, 相关的输出引脚共用功能应被选作输入 / 输出功能且应选择中断输入信号 Rev

56 CTRL3 寄存器 Bit Name IOCN6 IOCN5 IOCN4 IOCN3 IOCN2 IOCN1 IOCN0 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7 未定义, 读为 0 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3~2 Bit 1 Bit 0 CTRL2 寄存器 IOCN6:PA7 引脚共用功能选择 0:PA7 1:OCVPAI0 IOCN5:PA6 引脚共用功能选择 0:PA6 1:OCVPAI0 IOCN4:PA5 引脚共用功能选择 0:INT1/STCK/PA5 1:OCVPCI INT1 或 STCK 引脚功能需要通过配置中断控制寄存器或 STM 控制寄存器中的相应功能选择位进一步选择 IOCN3 ~ IOCN2:PA4 引脚共用功能选择 00:PA4 01:STP 10:OCVPAI0 11:VREF IOCN1:PA3 引脚共用功能选择 0:INT0/PTCK/PA3 1:OCVPAI0 INT0 或 PTCK 引脚功能需要通过配置中断控制寄存器或 PTM 控制寄存器中的相应功能选择位进一步选择 IOCN0:PA1 引脚共用功能选择 0:PA1 1:PTP Bit Name OCVPS1 OCVPS0 R/W R/W R/W POR 0 0 Bit 7~2 未定义, 读为 0 Bit 1~0 OCVPS1 ~ OCVPS0:OCVPAI0 输入源选择 00:OCVPAI0 源自 PA4 01:OCVPAI0 源自 PA3 10:OCVPAI0 源自 PA6 11:OCVPAI0 源自 PA7 Rev

57 输入 / 输出引脚结构 下图为输入 / 输出引脚的内部结构图 输入 / 输出引脚的准确逻辑结构图可能与此图不同, 这里只是为了方便对 I/O 引脚功能的理解提供的一个参考 该单片机有大量的引脚共用结构, 在此无法显示所有类型 VDD Data Bus Control Bit D Q Pull-high Register Select Weak Pull-up Write Control Register Chip Reset CK Q S I/O pin Read Control Register Data Bit D Q Write Data Register CK S Q M UX Read Data Register System Wake-up wake-up Select PA only 逻辑功能输入 / 输出端口结构 编程注意事项 在编程中, 最先要考虑的是端口的初始化 复位之后, 所有的输入 / 输出数据及端口控制寄存器都将被设为逻辑高 所有输入 / 输出引脚默认为输入状态, 而其电平则取决于其它相连接电路以及是否选择了上拉电阻 如果端口控制寄存器 PAC, 某些引脚位被设定输出状态, 这些输出引脚会有初始高电平输出, 除非数据寄存器端口 PA 在程序中被预先设定 设置哪些引脚是输入及哪些引脚是输出, 可通过设置正确的值到适当的端口控制寄存器, 或使用指令 SET [m].i 及 CLR [m].i 来设定端口控制寄存器中个别的位 注意, 当使用这些位控制指令时, 系统即将产生一个读 - 修改 - 写的操作 单片机需要先读入整个端口上的数据, 修改个别的位, 然后重新把这些数据写入到输出端口 PA 口的每个引脚都带唤醒功能 单片机处于休眠或空闲模式时, 有很多方法可以唤醒单片机, 其中之一就是通过 PA 任一引脚电平从高到低转换的方式, 可以设置 PA 口一个或多个引脚具有唤醒功能 Rev

58 定时器模块 TM 控制和测量时间在任何单片机中都是一个很重要的部分 该单片机提供几个定时器模块 ( 简称 TM ), 来实现和时间有关的功能 定时器模块是包括多种操作的定时单元, 提供的操作有 : 定时 / 计数器, 捕捉输入, 比较匹配输出, 单脉冲输出以及 PWM 输出等功能 每个定时器模块有两个独立中断 每个 TM 外加的输入输出引脚, 扩大了定时器的灵活性, 便于用户使用 这里只介绍各种 TM 的共性, 更多详细资料请参考标准型和周期型定时器章节 简介 该单片机含有一个 10-bit 标准型 TM STM 以及一个 10-bit 周期型 TM PTM, 虽然性质相似, 但不同 TM 特性复杂度不同 本章介绍标准型和周期型 TM 的共性, 更多详细资料见后面各相应章节 两种类型 TM 的特性和区别见下表 TM 功能 STM PTM 定时 / 计数器 捕捉输入 比较匹配输出 PWM 通道数 1 1 单脉冲输出 1 1 PWM 对齐方式边沿对齐边沿对齐 PWM 调节周期 & 占空比占空比或周期占空比或周期 STM 10-bit STM TM 功能概要 TM 名称 / 类型参考 PTM 10-bit PTM TM 操作 TM 时钟源 TM 中断 这两种不同类型的 TM 提供从简单的定时操作到 PWM 信号产生等多种功能 理解 TM 操作的关键是比较 TM 内独立运行的计数器的值与内部比较器的预置值 当计数器的值与比较器的预置值相同时, 则比较匹配,TM 中断信号产生, 清零计数器并改变 TM 输出引脚的状态 用户选择内部时钟或外部时钟来驱动内部 TM 计数器 驱动 TM 计数器的时钟源很多 通过设置 xtm 控制寄存器的 xtck2~xtck0 位可选择所需的时钟源, 其中 x 代表 S 或 P 型 TM 该时钟源来自系统时钟 f SYS 或内部高速时钟 f H 或 f SUB 时钟源或外部 xtck 引脚 xtck 引脚时钟源用于允许外部信号作为 TM 时钟源或用于事件计数 标准型和周期型 TM 各有两个内部中断, 即内部比较器 A 和比较器 P, 当发生比较匹配时比较器将产生一个 TM 中断 中断产生时将清除计数器, 并改变 TM 输出引脚的状态 Rev

59 TM 外部引脚 无论哪种类型的 TM, 都有一个 TM 输入引脚 xtck xtck 作为 TM 的时钟源输入脚, 通过设置 xtmc0 寄存器中的 xtck2~xtck0 位进行选择 外部时钟源可通过该引脚来驱动内部 TM TM 输入引脚可以选择上升沿或下降沿有效 STM 和 PTM 有另一个输入引脚 xtp 可用作 STM 或 PTM 输出引脚 STM 或 PTM 引脚为捕捉输入引脚, 其有效边沿可为上升沿, 下降沿或双沿 通过配置 STMC1 寄存器中的 STIO1~STIO0 位段或 PTMC1 寄存器中的 PTIO1~PTIO0 位段选择有效边沿转换类型 对于 PTM, 工作于捕捉输入功能时, 除 PTP 引脚外 PTCK 也可被选作外部触发源输入引脚 每个 TM 有一个输出引脚 xtp 可利用引脚共用功能章节所述的相关引脚共用功能选择位来选择 TM 输出引脚 当 TM 工作在比较匹配输出模式且比较匹配发生时, 这些引脚会由 TM 控制切换到高电平或低电平或翻转 外部 xtp 输出引脚也被 TM 用来产生 PWM 输出波形 由于 TM 输入或输出引脚与其它功能共用,TM 输出功能需要通过寄存器先被设置 寄存器中的单个位决定了其相关引脚是用作外部 TM 输出引脚还是其它功能 TM 输入 / 输出引脚控制寄存器 STM PTM 输入 输出 输入 输出 STCK/STP STP PTCK/PTP PTP TM 外部引脚 选择作为 TM 输入 / 输出或其它共用功能可通过配置一个寄存器中与 TM 输入 / 输出引脚相对应的单个位实现 设置此位为高则相应引脚功能为 TM 输入 / 输出, 若此位清零则该引脚具有其它功能 TCK input STCK STM CCR capture input CCR output STP STM 功能引脚控制方框图 TCK input CCR capture input PTCK PTM CCR capture input CCR output PTP PTM 功能引脚控制方框图 Rev

60 编程注意事项 10-bit 的 TM 计数器寄存器和捕捉 / 比较 CCRA 和 CCRP 寄存器, 含有低字节和高字节结构 高字节可直接访问, 低字节则仅能通过一个内部 8-bit 的缓存器进行访问 读写这些成对的寄存器需通过特殊的方式 值得注意的是 8-bit 缓存器的存取数据及相关低字节的读写操作仅在其相应的高字节读取操作执行时发生 由于 CCRA 和 CCRP 寄存器访问方式如下图所示, 读写这些成对的寄存器需通过特殊的方式 建议使用 MOV 指令, 通过以下步骤访问 CCRA 和 CCRP 低字节寄存器,xTMAL 或 PTMRPL 否则将导致不可预期的结果 xtm Counter Register (Read only) xtmdl xtmdh 8-bit Buffer xtmal xtmah xtm CCRA Register (Read/Write) PTMRPL PTMRPH 读写流程如下步骤所示 : PTM CCRP Register (Read/Write) Data Bus 写数据至 CCRA 或 CCRP 步骤 1. 写数据至低字节寄存器 xtmal 或 PTMRPL 注意, 此时数据仅写入 8-bit 缓存器 步骤 2. 写数据至高字节寄存器 xtmah 或 PTMRPH 注意, 此时数据直接写入高字节寄存器, 同时锁存在 8-bit 缓存器中的数据写入低字节寄存器 由计数器寄存器和 CCRA 或 CCRP 中读取数据 步骤 1. 从高字节寄存器 xtmdh xtmah 或 PTMRPH 中读取数据 注意, 此时高字节寄存器中的数据直接读取, 同时由低字节寄存器读取的数据锁存至 8-bit 缓存器中 步骤 2. 从低字节寄存器 xtmdl xtmal 或 PTMRPL 中读取数据 注意, 此时读取 8-bit 缓存器中的数据 Rev