目录 目录 技术相关信息... 特性... CPU 特性... 周边特性... 概述... 选型表... 2 方框图... 2 引脚图... 3 引脚说明... 4 HT48R063B... 4 HT48R064B... 5 HT48R065B, HT48R066B... 6 极限参数... 7 直

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1 增强 I/O 型八位 OTP 单片机 HT48R063B/064B/065B/066B 版本 : V.0 日期 :

2 目录 目录 技术相关信息... 特性... CPU 特性... 周边特性... 概述... 选型表... 2 方框图... 2 引脚图... 3 引脚说明... 4 HT48R063B... 4 HT48R064B... 5 HT48R065B, HT48R066B... 6 极限参数... 7 直流电气特性... 7 交流电气特性... 9 上电复位特性... 0 特性曲线... 0 V OL 与 I OL 之间的过温关系图 (V DD =3.0V)... 0 V OL 与 I OL 之间的过温关系图 (V DD =5.0V)... V OH 与 I OH 之间的过温关系图 (V DD =3.0V)... V OH 与 I OH 之间的过温关系图 (V DD =5.0V)... 系统结构... 2 时序和流水线结构... 2 程序计数器... 3 堆栈... 3 算术逻辑单元 ALU... 4 程序存储器... 5 结构... 5 特殊向量... 5 查表... 6 查表程序范例... 6 数据存储器... 8 结构... 8 特殊功能数据存储器... 8 特殊功能寄存器 间接寻址寄存器 IAR0, IAR 间接寻址指针 MP0, MP 累加器 ACC... 2 Rev..0

3 目录 程序计数器低字节寄存器 PCL... 2 状态寄存器 STATUS... 2 输入 / 输出口和控制寄存器 系统控制寄存器 CTRL0, CTRL 唤醒功能寄存器 PAWK 上拉电阻寄存器 PAPU, PBPU, PCPU, PDPU 软件控制的 COM 口寄存器 SCOMC 振荡器 系统振荡器概述 系统时钟配置 外部晶体 / 陶瓷振荡器 HXT 外部 RC 振荡器 ERC 内部 RC 振荡器 HIRC 外部 32768Hz 晶体振荡器 LXT LXT 振荡器低功耗功能 内部低速振荡器 LIRC 工作模式 模式的类型和选择 工作模式控制 工作模式切换 静态电流的注意事项 唤醒 看门狗定时器 看门狗定时器操作 复位和初始化... 3 复位功能... 3 复位初始状态 输入 / 输出端口 上拉电阻 PA 口唤醒 输入 / 输出端口控制寄存器 引脚共用功能 输入 / 输出引脚结构 编程注意事项 定时 / 计数器 配置定时 / 计数器输入时钟源 定时 / 计数寄存器 TMR0, TMR 定时 / 计数器控制寄存器 TMR0C, TMRC 定时器模式 外部事件计数器模式 脉冲宽度测量模式 Rev..0 2

4 目录 预分频器 PFD 功能 输入 / 输出接口 编程注意事项 定时 / 计数器应用范例 时基功能 中断 中断寄存器 中断操作 中断优先级 外部中断 定时 / 计数器中断 时基中断 编程注意事项... 5 带 SCOM 功能的 LCD LCD 操作 LCD 偏压控制 配置选项 应用电路 指令集介绍 简介 指令周期 数据的传送 算术运算 逻辑和移位运算 分支和控制的转换 位运算 查表运算 其它运算 指令设定一览表 指令定义 封装信息 pin DIP (300mil) 外形尺寸 pin NSOP (50mil) 外形尺寸 pin DIP (300mil) 外形尺寸 pin SOP (300mil) 外形尺寸 pin SSOP (50mil) 外形尺寸 pin SKDIP (300mil) 外形尺寸 pin SOP (300mil) 外形尺寸 pin SSOP (50mil) 外形尺寸 pin SKDIP (300mil) 外形尺寸... 8 Rev..0 3

5 目录 28-pin SOP (300mil) 外形尺寸 pin SSOP (50mil) 外形尺寸 包装带和卷轴规格 卷轴尺寸 运输带尺寸 Rev..0 4

6 增强 I/O 型八位 OTP 型单片机 技术相关信息 ² 应用范例 -HA0075S MCU 复位电路和振荡电路的应用范例 特性 CPU 特性 工作电压 : f SYS = 4MHz:2.2V~5.5V f SYS = 8MHz:3.0V~5.5V f SYS = 2MHz:4.5V~5.5V 在 VDD=5V, 系统频率为 2MHz 时, 指令周期为 0.33 s 振荡模式 : 外部高频晶振 HXT 外部 RC ERC 内部高频 RC HIRC 外部低频晶振 LXT 3 种工作模式 : 正常模式, 低速模式, 休眠模式 内部集成 4MHz,8MHz 和 2MHz RC 振荡器, 无需外接元件 看门狗定时器功能 LIRC 振荡用于看门狗时钟 所有指令都可在 个或 2 个指令周期内完成 查表指令 63 条功能强大的指令系统 多达 4 层硬件堆栈 位操作指令 低电压复位功能 提供多种封装类型 周边特性 多达 26 个双向输入 / 输出口 4 个软件控制 SCOM 口 /2 bias LCD 驱动 一个与 I/O 口复用的外部中断输入 多达 2 个 8 位可编程定时 / 计数器, 具有溢出中断和预分频功能 时基功能 PFD 功能 概述 增强 I/O 型系列单片机是一款 8 位具有高性能精简指令集的单片机, 应用相当广泛 秉承 HOLTEK 单片机具有的低功耗 I/O 灵活 定时器功能 振荡类型可选 休眠和唤醒功能 看门狗和低电压复位等丰富的功能选项, 增强 I/O 型单片机具有极高的性价比, 其内部集成了系统振荡器 HIRC, 提供三种频率选择, 不需要增加外部元器件 可以广泛适用于各种应用, 例如工业控制, 消费类产品, 家用电器子系统控制等 Rev..0

7 选型表 型号 ROM RAM I/O Time Time Base HIRC (MHz) RTC (LXT) LCD SCOM HT48R063B K bit 4/8/2 HT48R064B K bit 4/8/2 4 HT48R065B 2K bit 4/8/2 4 HT48R066B 4K bit 2 4/8/2 4 PFD 堆栈封装类型 PFD/ 2 6DIP/NSOP PFD PFD/ 6DIP/NSOP 4 20DIP/SOP/SSOP PFD 24SKDIP/SOP/SSOP 6DIP/NSOP PFD/ 20DIP/SOP/SSOP 4 PFD 24 SKDIP/SOP/SSOP 28SKDIP/SOP/SSOP 6DIP/NSOP PFD/ 20DIP/SOP/SSOP 4 PFD 24 SKDIP/SOP/SSOP 28SKDIP/SOP/SSOP 方框图 以下为主要功能模块的方框图 Rev..0 2

8 引脚图 Rev..0 3

9 引脚说明 HT48R063B 引脚名称功能 OPT I/T O/T 说明 PA0/PFD PA/ PFD PA2/TC0 PA3/INT PA4 PA5/OSC2 PA6/OSC PA0 PAPU PAWK ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻和唤醒功能 PFD CTRL0 CMOS PFD 输出 PAPU 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻和 PA ST CMOS PAWK 唤醒功能 PFD CTRL0 CMOS 互补 PFD 输出 PA2 PAPU PAWK ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻和唤醒功能 TC0 ST 外部定时器 0 时钟输入脚 PA3 PAPU PAWK ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻和唤醒功能 INT ST 外部中断输入脚 PA4 PAPU 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻和 ST CMOS PAWK 唤醒功能 PA5 PAPU 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻和 ST CMOS PAWK 唤醒功能 OSC2 CO OSC 振荡器引脚 PA6 PAPU PAWK ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻和唤醒功能 OSC CO OSC 振荡器引脚 PA7/ RES PA7 PAWK ST NMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置唤醒功能 RES CO ST 复位输入脚 PB0~PB5 PBn PBPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 VDD VDD PWR 正电源 VSS VSS PWR 负电源, 接地 注 : I/T: 输入类型 ; O/T: 输出类型 OPT: 通过配置选项 (CO) 或者寄存器选项来配置 PWR: 电源 ; CO: 配置选项 ST: 施密特触发输入 ; CMOS:CMOS 输出 ; SCOM: 软件控制的 LCD COM; HXT: 高频晶体振荡器 LXT: 低频晶体振荡器 Rev..0 4

10 HT48R064B 引脚名称功能 OPT I/T O/T 说明 PA0/PFD PA/ PFD PA2/TC0 PA3/INT PA4 PA5/OSC2 PA0 PAPU PAWK ST CMOS PFD CTRL0 CMOS PFD 输出 PA PAPU PAWK ST CMOS 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 PFD CTRL0 CMOS 互补 PFD 输出 PAPU 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 PA2 ST CMOS PAWK 和唤醒功能 TC0 ST 外部定时器 0 时钟输入脚 PA3 PAPU PAWK ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻和唤醒功能 INT ST 外部中断输入脚 PA4 PAPU 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 ST CMOS PAWK 和唤醒功能 PA5 PAPU 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 ST CMOS PAWK 和唤醒功能 OSC2 CO OSC 振荡器引脚 PAPU PAWK 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻和唤醒功能 PA6/OSC PA6 ST CMOS OSC CO OSC 振荡器引脚 PA7 RES PA7 PAWK ST NMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置唤醒功能 RES CO ST 复位输入脚 PB0/SCOM0 PB0 PBPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 SCOM0 SCOMC SCOM 软件控制的 /2 bias LCD COM PB/SCOM PB PBPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 SCOM SCOMC SCOM 软件控制的 /2 bias LCD COM PB2/SCOM2 PB2 PBPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 SCOM2 SCOMC SCOM 软件控制的 /2 bias LCD COM PB3/SCOM3 PB3 PBPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 SCOM3 SCOMC SCOM 软件控制的 /2 bias LCD COM PB4, PB5 PB4,PB5 PBPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 PC0~PC7 PCn PCPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 VDD VDD PWR 正电源 VSS VSS PWR 负电源, 接地 注 : I/T: 输入类型 ; O/T: 输出类型 OPT: 通过配置选项 (CO) 或者寄存器选项来配置 PWR: 电源 ; CO: 配置选项 ST: 施密特触发输入 ; CMOS:CMOS 输出 ; SCOM: 软件控制的 LCD COM; HXT: 高频晶体振荡器 LXT: 低频晶体振荡器 Rev..0 5

11 HT48R065B, HT48R066B 引脚名称功能 OPT I/T O/T 说明 PA0/PFD PA/ PFD PA2/TC0 PA3/INT PA4/TC PA5/OSC2 PA0 PAPU PAWK ST CMOS PFD CTRL0 CMOS PFD 输出 PA PAPU PAWK ST CMOS 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 PFD CTRL0 CMOS 互补 PFD 输出 PAPU 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 PA2 ST CMOS PAWK 和唤醒功能 TC0 ST 外部定时器 0 时钟输入脚 PA3 PAPU PAWK ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻和唤醒功能 INT ST 外部中断输入脚 PAPU 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 PA4 ST CMOS PAWK 和唤醒功能外部定时器 0 时钟输入脚 HT48R065B TC ST 没有 TC 引脚 PAPU 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 PA5 ST CMOS PAWK 和唤醒功能 OSC2 CO OSC 振荡器引脚 PAPU PAWK 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻和唤醒功能 PA6/OSC PA6 ST CMOS OSC CO OSC 振荡器引脚 PA7/ RES PA7 PAWK ST NMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置唤醒功能 RES CO ST 复位输入脚 PB0/SCOM0 PB0 PBPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 SCOM0 SCOMC SCOM 软件控制的 /2bias LCD COM PB/SCOM PB PBPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 SCOM SCOMC SCOM 软件控制的 /2bias LCD COM PB2/SCOM2 PB2 PBPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 SCOM2 SCOMC SCOM 软件控制的 /2bias LCD COM PB3/SCOM3 PB3 PBPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 SCOM3 SCOMC SCOM 软件控制的 /2bias LCD COM PB4,PB5 PB4, PB5 PBPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 PC0~PC7 PCn PCPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 PD0~PD3 PDn PDPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 VDD VDD PWR 正电源 VSS VSS PWR 负电源, 接地 注 : I/T: 输入类型 ; O/T: 输出类型 OPT: 通过配置选项 (CO) 或者寄存器选项来配置 PWR: 电源 ; CO: 配置选项 ST: 施密特触发输入 ; CMOS:CMOS 输出 ; SCOM: 软件控制的 LCD COM; HXT: 高频晶体振荡器 ; LXT: 低频晶体振荡器 Rev..0 6

12 极限参数 电源供应电压... Vss-0.3V 至 Vss +6.0V 储存温度 至 25 端口输入电压... Vss-0.3V 至 V DD +0.3V 工作温度 至 85 I OL 总电流... 00mA 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 直流电气特性 Ta=25 符号 参数 V DD V DD 工作电压 I DD I DD2 I DD3 I DD4 I STB I STB2 I STB3 V IL 工作电流 (HXT, HIRC, ERC) 工作电流 (HXT, HIRC, ERC) 工作电流 (HXT, HIRC, ERC) 工作电流 (HIRC+LXT, 低速模式,LXTLP=) 静态电流 (LIRC On, LXT Off) 静态电流 (LIRC Off, LXT Off) 静态电流 (LIRC Off, LXT On, LXTLP=) I/O 口, TCn 和 INT 的低电平输入电压 测试条件 条件 最小典型最大 f SYS =4MHz V f SYS =8MHz V f SYS =2MHz V 3V ma 无负载,f SYS =4MHz 5V ma 3V.4 2. ma 无负载,f SYS =8MHz 5V ma 5V 无负载,f SYS =2MHz 4 6 ma 3V 无负载,f SYS =32768Hz 5 0 μa 5V (LVR disabled, LXTLP=) 2 24 μa 3V 5 μa 无负载, 休眠模式 5V 0 μa 3V μa 无负载, 休眠模式 5V 2 μa 3V 5 μa 无负载, 休眠模式 5V 0 μa 0 0.3V DD V 单位 V IH I/O 口, TCn 和 INT 的高电平输入电压 0.7V DD V DD V V IL2 低电平输入电压 ( RES ) 0 0.4V DD V V IH2 高电平输入电压 ( RES ) 0.9V DD V DD V V LVR 低电压复位电压 LVR=4.2V V V LVR2 低电压复位电压 2 LVR=3.5V V Rev..0 7

13 符号 参数 V DD 测试条件 条件 最小典型最大 V LVR3 低电压复位电压 3 LVR=2.V V I OL I OH2 I/O 口灌电流 (PA, PB, PC) I/O 口源电流 (PA, PB, PC) 3V 4 8 ma V OL =0.V DD 5V 0 20 ma 3V -2-4 ma V OH =0.9V DD 5V -5-0 ma I OL2 PA7 口灌电流 5V V OL =0.V DD 2 3 ma R PH 上拉电阻 I SCOM SCOM 工作电流 5V V SCOM 用于 LCD COM 的 V DD /2 电压 3V k 5V k 单位 SCOMC, ISEL[:0]= μa SCOMC, ISEL[:0]= μa SCOMC, ISEL[:0]= μa SCOMC, ISEL[:0]= μa 5V 无负载 V DD 注 : 静态电流 (I STB ~I STB3 ) 和 I DD4 的测试条件为 : 设置所有输入 / 输出口为输入模式, 并且连接至 VDD Rev..0 8

14 交流电气特性 Ta=25 符号 参数 测试条件 V DD 条件 最小 典型 最大 单位 2.2V~5.5V khz f SYS 系统时钟 3.0V~5.5V khz 4.5V~5.5V khz 3V/5V Ta=25-2% 4 +2% MHz 3V/5V Ta=25-2% 8 +2% MHz 5V Ta=25-2% 2 +2% MHz 3V/5V Ta=0~70-5% 4 +5% MHz 3V/5V Ta=0~70-5% 8 +5% MHz 5V Ta=0~70-5% 2 +5% MHz f HIRC 系统时钟 (HIRC) 2.2V~3.6V Ta=0~70-8% 4 +8% MHz 3.0V~5.5V Ta=0~70-8% 4 +8% MHz 3.0V~5.5V Ta=0~70-8% 8 +8% MHz 4.5V~5.5V Ta=0~70-8% 2 +8% MHz 2.2V~3.6V Ta=-40 ~85-2% 4 +2% MHz 3.0V~5.5V Ta=-40 ~85-2% 4 +2% MHz 3.0V~5.5V Ta=-40 ~85-2% 8 +2% MHz 4.5V~5.5V Ta=-40 ~85-2% 2 +2% MHz 5V Ta=25, R=20kΩ* -2% 4 +2% MHz f ERC 系统时钟 (ERC) 5V Ta=0 ~70, R=20kΩ* -5% 4 +5% MHz 5V Ta=-40 ~85, R=20kΩ* -7% 4 +7% MHz 2.2V~ Ta=-40 ~85, 5.5V R=20kΩ* -% 4 +% MHz f LXT 系统时钟 (LXT) Hz f TIMER 2.2V~5.5V khz 定时器输入频率 3.0V~5.5V khz (TCn) 4.5V~5.5V khz f LIRC LIRC 振荡器 3V khz 5V khz t RES 外部复位低电平脉宽 μs HXT/LXT 28 t SYS t SST 系统启动延时周期 ERC/IRC ( 配置选项控制 ) 2 t SYS t INT 中断脉冲宽度 μs t LVR 低电压复位宽度 ms t RSTD 复位延时时间 00 ms 注 :. t SYS =/f SYS 2. *: 对于 f ERC, 表示电阻的公差会影响外部 RC 的频率, 建议使用精密度较高的电阻 3. 为了保证 HIRC 振荡器频率的准确度, 需要在 VDD 与 VSS 之间接入一个 0.μF 的去耦电容, 并尽可能地靠近单片机 Rev..0 9

15 上电复位特性 Ta=25 符号参数 V DD 测试条件最小典型最大单位条件 V POR 上电复位电压 00 mv RR VDD 上电复位电压速率 V/ms t POR VDD 保持为 V POR 的最小时间 ms 特性曲线 V OL 与 I OL 之间的过温关系图 (V DD =3.0V) Rev..0 0

16 V OL 与 I OL 之间的过温关系图 (V DD =5.0V) V OH 与 I OH 之间的过温关系图 (V DD =3.0V) V OH 与 I OH 之间的过温关系图 (V DD =5.0V) Rev..0

17 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, 此系列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 位 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 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 时序和流水线结构 主系统时钟由晶体 / 陶瓷振荡器或者 RC 振荡器提供, 它被细分为 T~T4 四个内部产生的非重叠时序 在 T 时间, 程序计数器自动加一并抓取一条新的指令 剩下的时间 T2~T4 完成译码和执行功能, 因此, 一个 T~T4 时间周期构成一个指令周期 虽然指令的抓取和执行发生在连续的指令周期, 但单片机流水线结构会保证指令在一个指令周期内被有效执行 除非程序计数器的内容被改变, 如子程序的调用或者跳转, 在这种情况下指令将需要多一个指令周期的时间去执行 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, 则需要两个指令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, 再用另一个周期去实际执行分支动作, 因此用户需要特别考虑额外周期的问题, 尤其是在执行时间要求较严格的时候 指令捕捉 Rev..0 2

18 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 选择不同型号的单片机, 程序寄存器的宽度会因程序存储器的容量的不同而不同 然而只有较低的 8 位, 即所谓的程序低字节寄存器 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 中断或者复位等, 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 单片机型号 HT48R063B HT48R064B HT48R065B HT48R066B 程序计数器程序计数器高字节 PC9, PC8 PC0~PC8 PC~PC8 PCL 寄存器 PCL7~PCL0 程序计数器的低字节, 即程序计数器的低字节寄存器 PCL, 可以通过程序控制, 且它是可以读取和写入的寄存器 通过直接写入数据到这个寄存器, 一个程序短跳转可直接执行, 然而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, 当这样一个程序跳转要执行时, 会插入一个空指令周期 程序计数器的低字节可由程序直接进行读取,PCL 的使用可能引起程序跳转, 因此需要额外的指令周期 有关 PCL 寄存器的更多信息请参考特殊功能寄存器章节的说明 堆栈 堆栈是一个特殊的存储器空间, 用来保存程序计数器中的值 堆栈寄存器既不是数据存储器的一部分, 也不是程序存储器的一部分, 而且它既不能读出, 也不能写入 堆栈的使用是通过堆栈指针 SP 来指示的, 堆栈指针也不能读出或写入 当发生子程序调用或中断响应时, 程序计数器中的内容会被压入堆栈 ; 在子程序调用结束或中断响应结束时, 执行指令 RET 或 RETI, 堆栈将原先压入堆栈的内容弹出, 重新装入程序计数器中 在系统复位后, 堆栈指针会指向堆栈顶部 Program Counter Top of stack Stack Level Stack Pointer Program Memory Bottom of Stack Stack Level N 单片机型号堆栈层数 HT48R063B 2 HT48R064B HT48R065B 4 HT48R066B 如果堆栈已满, 且有非屏蔽的中断发生, 则只有中断请求标志位会被置位, 而中断响应会被禁止 直到堆栈指针发生递减, 通过执行 RET 或 RETI 指令, 中断才会被响应 这个特性提供程序设计者简单的方法来预防堆栈溢出 然而即使堆栈已满,CALL 指令仍然可以执行, 从而造成堆栈溢 Rev..0 3

19 出 使用时应避免堆栈溢出的情况发生, 因为这样会造成不可预期的程序分支指令的执行错误 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或逻辑运算, 并将结果储存在指定的寄存器 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因此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..0 4

20 程序存储器 程序存储器用来存放用户代码即存储程序 此系列的单片机提供一次可编程的存储器 (OTP), 用户可将应用程序写入到芯片一次 OTP 型单片机提供用户以灵活的方式自由开发他们的应用, 这对于需要除错或者需要经常升级和改变程序的产品是很有帮助的 结构 程序存储器的容量有 K³4 到 4K³5 等类型 程序存储器用程序计数器来寻址, 其中也包括数据 表格信息和中断入口 表格数据可以设置在程序存储器的任意地址, 由表格指针来寻址 单片机型号 HT48R063B HT48R064B ROM K 4 HT48R065B 2K 5 HT48R066B 4K 5 特殊向量 程序存储器结构 程序存储器内部某些地址保留用做诸如复位和中断入口等特殊用途 复位向量 该向量是保留用做单片机复位后的程序起始地址 在单片机初始化后, 程序将会跳转到这个地址并开始执行 外部中断向量 该向量为外部中断服务程序使用 当外部中断引脚发生边沿跳变时, 如果中断允许且堆栈未满, 则程序会跳转到该地址开始执行 外部中断有效边沿转换类型由 CTRL 寄存器设置是高电平触发有效还是低电平触发有效或者是双沿触发有效 Rev..0 5

21 定时 / 计数器 0/ 中断向量 HT48R063B/064B/065B/066B 该内部中断向量为定时 / 计数器使用 当定时 / 计数器发生溢出, 如果中断允许且堆栈未满, 则程序会跳转到相应的地址开始执行 时基中断向量 该内部向量为时基中断使用, 当时基溢出发生, 如果中断允许且堆栈未满, 则程序将跳转到相应地址开始执行 查表 程序存储器中的任何地址都可以定义为一个表格, 以便存储固定的数据 使用查表指令时, 查表指针需要先行设定, 其方式是将表格的低位地址放在表格指针寄存器 TBLP 中 这个寄存器定义的是表格较低的 8 位地址 在设定完表格指针后, 表格数据可以使用 TABRDC [m] 或 TABRDL [m] 指令从程序所在的存储器的当前页或者存储器的最后一页中查表来读取 当这些指令执行时, 程序存储器的表格的低字节, 将会传输到用户所指定的数据存储器 [m] 中 程序存储器表格的高字节, 将会传输到特殊寄存器 TBLH 中 传输数据中任何未定义的字节将会读取为 0 下图为查表寻址 / 数据流程图 : 查表程序范例 以下范例说明表格指针和表格数据是如何被定义和执行的 这个例子使用的原始表格数据用 ORG 伪指令储存在存储器的最后一页 HT48R064B 中 ORG 指令的值为 300H, 即 K 程序存储器最后一页存储器的起始地址, 而表格指针的初始值则为 06H, 这可保证从数据表格读取的第一笔数据位于程序存储器地址 306H, 即最后一页起始地址后的第六个地址 注意, 假如 TABRDC [m] 指令被使用, 则表格指针指向当前页 在这个例子中, 表格数据的高字节等于零, 而当 TABRDL [m] 指令被执行时, 此值将会自动的被传送到 TBLH 寄存器 因为 TBLH 寄存器是只读寄存器, 不能重新储存, 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, 所有与表格相关的指令, 都需要两个指令周期去完成操作 表格地址位指令 b b0 b9 b8 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b b0 TABRDC [m] PC PC0 表格地址注 :. PC ~ PC8: 当前程序计数器位 表格指针 TBLP 位 3. 对 HT48R063B/HT48R064B 来说, 表格地址是 0 位, 从 b9~b0 4. 对 HT48R065B 来说, 表格地址是 位, 从 b0~b0 5. 对 HT48R066B 来说, 表格地址是 2 位, 从 b~b0 Rev..0 6

22 表格读取程序范例 tempreg db? ; temporary register # tempreg2 db? ; temporary register #2 : : mov a,06h ; initialise table pointer - note that this address ; is referenced mov tblp, a ; to the last page or present page : : tabrdl tempreg ; transfers value in table referenced by table pointer ; to tempreg ; data at prog.memory address 306H transferred to ; to tempreg and TBLH dec tblp ; reduce value of table pointer by one tabrdl tempreg2 ; transfers value in table referenced by table pointer ; to tempreg2 ; data at prog.memory address 305H transferred to ; tempreg2 and TBLH ; in this example the data AH is transferred to ; tempreg and data 0FH to register tempreg2 ; the value 00H will be transferred to the high byte ; register TBLH : : org 300h ; sets initial address of last page dc 00Ah, 00Bh, 00Ch, 00Dh, 00Eh, 00Fh, 0Ah, 0Bh : : Rev..0 7

23 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, 用来存储临时数据 数据存储器分为两个部分, 第一部分是特殊功能寄存器 这些寄存器有特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, 而有些是被加以保护而不对用户开放 第二部分是通用数据存储器, 所有地址都可在程序的控制下进行读取和写入 单片机型号 容量 HT48R063B HT48R064B 64³8 HT48R065B 96³8 HT48R066B 28³8 数据存储器的两个部分, 即特殊和通用数据存储器, 位于连续的地址 全部 RAM 为 8 位宽度, 而数据储存器长度因所选择的单片机型号的不同而不同 所有单片机的数据存储器的开始地址都是 00H 所有单片机的程序需要一个读 / 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用户进行读取和写入操作 使用 SET [m].i 和 CLR [m].i 指令可对个别位进行设置或复位的操作, 方便用户在数据存储器中进行位操作 对于某些单片机, 数据存储器分成数个存储区, 存储区的选择通过存储区指针进行选择 只有存储区 0 中的数字可以直接寻址, 而存储区 ~7 中的数据必须通过间接寻址 数据存储器结构 注 : 使用 SET [m].i 和 CLR [m].i 可对大多数的数据存储区进行位操作, 少数专用位除外 数据存储区也可以通过存储器指针间接寻址 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, 它和单片机的正确操作密切相关 大多数寄存器是可以读取和写入, 只有一些是被写保护而只可读取的, 相关的介绍请参考特殊功能寄存器的部分 需注意, 任何读取指令对于未定义的地址读取将返回 00H 的值 Rev..0 8

24 特殊数据存储器 Rev..0 9

25 特殊功能寄存器 为了确保单片机能正常工作, 数据存储器中设置了一些内部寄存器 这些寄存器确保内部功能 ( 定时器, 中断等 ) 和外部功能 ( 输入 / 输出口数据控制 ) 的正确工作 这些寄存器中大部分是可读写的, 只有小部分仅可读 特殊功能寄存器和通用数据存储器起始地址之间, 有一些未定义的数据存储器, 被保留用来做未来扩充, 若从这些地址读取数据将会返回 00H 值 间接寻址寄存器 IAR0, IAR 间接寻址寄存器 IAR0 和 IAR, 位于数据储存区, 并没有实际的物理地址 间接寻址方式是使用间接寻址寄存器或者存储器指针对数据操作, 以取代定义在实际存储器地址的直接存储器寻址方式 在间接寻址寄存器上的任何动作, 将对间接寻址指针 (MP0 或 MP) 所指定的存储器地址产生对应的读 / 写操作 IAR0 和 MP0,IAR 和 MP 对数据存储器中数据的操作是成对出现的 间接寻址寄存器不是实际存在的, 直接读取 IAR 寄存器将会返回 00H 的结果, 而直接写入此寄存器则不做任何操作 间接寻址指针 MP0, MP 该系列单片机提供两个间接寻址指针, 即 MP0 和 MP 由于这些指针在数据存储器中能像普通的寄存器一般被写入和操作, 因此提供了一个有效的间接寻址和数据追踪的方法 MP0 只能对 Bank0 的数据进行间接寻址, 然而 MP 可以对所有 Bank 数据进行间接寻址 当对间接寻址寄存器进行任何操作时, 单片机所指向的实际地址是由间接寻址指针所指定的地址 要注意的是, 对 HT48R063B 和 HT48R064B 而言, 间接寻址指针的第 7 位是没有作用的, 当对间接寻址指针的第 7 位进行读操作时, 其值为 以下范例说明如何清除一个具有 4 个 RAM 地址的区块, 它们已经事先被定义成地址 adres 到 adres4 间接寻址程序范例 data. section data adres 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 adres mov mp0,a loop: clr IAR0 inc mp0 sdz block jmp loop continue: ;setup size of block ; 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 在以上的例子中需要注意的是, 没有提及具体的数据存储器地址 Rev..0 20

26 累加器 ACC HT48R063B/064B/065B/066B 对于任何单片机来说, 累加器是相当重要的, 且与 ALU 所完成的运算有密切关系, 所有的 ALU 得到的运算结果都将暂存在累加器中 如果没有累加器,ALU 必须在每次进行如加法 减法和移位等运算时, 将结果写入数据存储器中, 这样会造成程序编写和时间的负担 另外, 数据传输通常涉及到累加器的临时储存功能 ; 如在用户定义的寄存器和另一个寄存器之间, 由于两者之间的不能直接传送数据, 因此需要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, 程序计数器的低字节被设置在数据存储器的特殊功能区域, 程序员可对此寄存器进行操作, 很容易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专用程序存储器某一地址, 然而, 由于寄存器只有 8 位的长度, 因此只允许在本页的程序存储器中跳转 注意, 使用这种运算时, 会插入一个空指令周期 状态寄存器 STATUS 这 8 位寄存器包括零标志位 (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) 和看门狗溢出标志位 (TO) 这些标志位同时记录单片机的状态数据和算术 / 逻辑运算 除了 TO 和 PDF 标志位以外, 状态寄存器的其它位像其它大多数寄存器一样可以被改变 但是任何数据写入状态寄存器将不会改变 TO 和 PDF 标志位 另外, 执行不同指令操作后, 与状态寄存器相关的运算将会得到不同的结果 TO 标志位只会受系统上电 看门狗溢出 或执行 CLR WDT 或者 HALT 指令的影响 PDF 指令只会受执行 HALT 或 CLR WDT 指令或系统上电的影响 Z OV AC 和 C 标志位通常反映最近的运算操作的状态 另外, 当进入一个中断程序或者执行子程序调用时状态寄存器将不会自动压入到堆栈中保存 假如状态寄存器的内容很重要, 且中断子程序会改变状态寄存器的内容, 则需要保存备份以备恢复 值得注意的是, 状态寄存器的 0~3 位可以读取和写入 状态寄存器 Bit 名称 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 TO: 看门狗溢出标志位 0: 系统上电或执行 CLR WDT 或 HALT 指令 :WDT 溢出 Bit 4 PDF: 暂停标志位 0: 系统上电或执行 CLR WDT 指令 : 执行 HALT 指令将会置位 PDF 位 Bit 3 OV: 溢出标志位 0: 不发生溢出时 : 当运算结果高两位的进位状态异或结果为 时 Bit 2 Z: 零标志位 0: 算数运算或逻辑运算的结果不为零时 : 算数运算或逻辑运算的结果为零时 Bit AC: 辅助进位标志位 0: 没有辅助进位时 : 当低字节的加法造成进位或高字节的减法没有造成借位时 Bit 0 C: 进位标志位 0: 没有进位时 : 当加法造成进位或减法没有造成借位时, 同时移位指令也会影响 C 标志位 x 表示未知 Rev..0 2

27 输入 / 输出口和控制寄存器 在特殊功能寄存器中, 输入 / 输出寄存器 (PA PB 等 ) 和相关的控制寄存器 (PAC PBC 等 ) 是很重要的 这些寄存器在数据存储器有特定的地址 输入 / 输出口寄存器用来传送端口上的输入或输出数据 而这些控制寄存器是用来设置引脚的状态, 以决定是输出口还是输入口 若要设定一个引脚为输入, 需将控制寄存器相应的位设置为高, 若引脚设定为输出, 则控制寄存器相应的位设置为低 程序初始化期间, 在从输入 / 输出口读取数据或写入数据之前, 需要先设置好控制寄存器以确定引脚的输入输出状态 使用 SET [m].i 和 CLR [m].i 可以对寄存器单独的位进行灵活设置 在程序中可以直接通过改变输入 / 输出状态控制寄存器中的某一位来改变端口输入 / 输出状态, 这是此系列单片机十分有用的特性 系统控制寄存器 CTRL0, CTRL 这些寄存器是用来控制各种内部功能, 如 PFD 控制 系统时钟选择 LXT 低功耗控制, 外部中断边沿触发类型 看门狗定时器使能 时基分频和 LXT 振荡器使能控制 CTRL0 寄存器 HT48R063B/HT48R064B/HT48R065B Bit 名称 PFDEN PFDEN0 LXTLP CLKMOD R/W R/W R/W R/W R/W POR HT48R066B Bit 名称 PFDCS PFDEN PFDEN0 LXTLP CLKMOD R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7, 5,4 未定义, 读为 0 Bit 6 PFDCS:PFD 时钟源 0: timer0 : timer Bit 3, 2 Bit Bit 0 PFDEN,PFDEN0:PFD/ PFD 使能 / 除能 00: 都除能 0: 保留位 0:PFD 使能 :PFD 和 PFD 都使能 当 PFD/ PFD 两者都除能时, 可作普通输入 / 输出引脚使用 LXTLP:LXT 振荡器低功耗控制位 0:LXT 振荡器快速启动模式 :LXT 振荡器低功耗模式 CLKMOD: 系统时钟模式选择位 0: 高速模式 使用 HIRC 作为系统时钟 : 低速模式 使用 LXT 作为系统时钟,HIRC 振荡器停止对于 HT48R063B/064B/065B/066B, 只有配置选项选择 HIRC+LXT 为振荡器时,Bit 0 Bit 的选择才是有效的 Rev..0 22

28 CTRL 寄存器 Bit 名称 INTEG INTEG0 TBSEL TBSEL0 WDTEN3 WDTEN2 WDTEN WDTEN0 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7, 6 Bit 5, 4 Bit 3~0 INTEG,INTEG0: 外部中断边缘触发类型 00: 关闭中断 0: 上升沿触发 0: 下降沿触发 : 双边沿触发 TBSEL,TBSEL0: 时基周期选择位 00:2 0 ³(/f TP ) 0:2 ³(/f TP ) 0:2 2 ³(/f TP ) :2 3 ³(/f TP ) WDTEN3,WDTEN2,WDTEN,WDTEN0:WDT 功能使能 00: WDT 关闭其它值 :WDT 使能 - 建议值为 00 如果 watchdog timer enable 配置选项被选中, 那么看门狗时钟将总是开启的, 且 WDTEN3~WDTEN0 控制位无效 注 : 只有当 WDT 配置选项是除能的, 并且位 WDTEN3~WDTEN0 = 00 时,WDT 才能关闭 而只要 WDT 配置选项是使能的, 或者位 WDTEN3~WDTEN0 00,WDT 就开启 唤醒功能寄存器 PAWK 当单片机进入休眠模式以后, 多种方式可唤醒单片机, 使其继续正常运行 其中一种方式是通过有唤醒功能的 I/O 口的下降沿唤醒, 而这个控制寄存器就是用来设置 PA 口是否具有唤醒功能 上拉电阻寄存器 PAPU, PBPU, PCPU, PDPU 当 I/O 口设置为输入, 则可以设置使用内部连接上拉电阻, 从而省去外接上拉电阻 这些寄存器即用来选择 I/O 引脚是否连接到内部上拉电阻 软件控制的 COM 口寄存器 SCOMC PB 口的 PB0~PB3 引脚可以用作 SCOM 口来驱动外部液晶面板,SCOMC 寄存器即用来设置这些引脚正确的偏压值以实现 LCD 驱动功能 Rev..0 23

29 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之间可以达到最优化 振荡器选项是通过配置选项和寄存器来完成的 系统振荡器概述 振荡器除了作为系统时钟源, 还作为看门狗定时器和时基功能的时钟源 外部振荡器需要一些外围器件, 而集成的两个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 系统时钟配置 类型 名称 频率 引脚 外部晶振 HXT 400kHz~2MHz OSC/OSC2 外部 RC ERC 400kHz~2MHz OSC 内部高速 RC HIRC 4,8 或 2MHz 外部低速晶振 LXT 32768Hz OSC/OSC2 内部低速 RC LIRC 3kHz 此系列的单片机有五个系统振荡器, 包括三个高速振荡器和两个低速振荡器 高速振荡器有外部晶体 / 陶瓷振荡器 HXT, 外部 RC 振荡器 ERC 和内部 RC 振荡器 HIRC 两个低速振荡器包括外部 32768Hz 振荡器 LXT 和内部 3kHz(VDD=5V) 振荡器 LIRC 外部晶体 / 陶瓷振荡器 HXT 对于晶体振荡器, 只要简单地将晶体连接至 OSC 和 OSC2, 则会产生振荡所需的相移及反馈 然而, 为保证某些低频率的晶体振荡和陶瓷谐振器的振荡频率更精准, 建议连接两个小容量电容 C 和 C2 到 VSS, 具体数值与客户选择的晶体 / 陶瓷晶振有关 晶体 / 陶瓷振荡器 HXT 晶体振荡器 C 和 C2 值 晶体频率 C C2 2MHHz 8pF 0pF 8MHz 8pF 0pF 4MHz 8pF 0pF MHz 8pF 00pF 注 :C 和 C2 数值仅作参考用 晶体振荡器电容推荐值 Rev..0 24

30 外部 RC 振荡器 ERC 使用外部 RC 电路可配置低成本的系统振荡器, 只需要在 OSC 和 VDD 之间连接一个阻值约在 24 kω 到.5MΩ 之间的电阻,OSC 与 VSS 之间连接一个电容 系统频率由外部所接电阻的大小决定, 外部电容并不会影响振荡器的频率值, 在这里只起到稳定的作用 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 VDD 温度以及芯片制成工艺不同的影响减至最低程度 这里, 提供一个电阻 / 频率的参考 : 使用外部 20K 电阻连接到 5V 电源电压, 在 25 下, 振荡器的频率为 4MHz, 容差 2% 外部 RC 振荡器仅使用 OSC 引脚,OSC 与 PA6 引脚共用, 此时 PA5 引脚可以作为普通的 I/O 口使用 内部 RC 振荡器 HIRC 外部 RC 振荡器 ERC 内部 RC 振荡器是一个集成的系统振荡器, 不需其它外部器件 内部 RC 振荡器具有三种固定的频率 :4MHz,8MHz 或 2MHz 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 VDD 温度以及芯片制成工艺不同的影响减至最低程度 在电源电压为 3V 或者 5V 及温度为 25 的条件下,4MHz,8MHz,2MHz 这三个固定频率的容差为 2% 如果选择了该内部时钟, 无需额外的引脚 ;PA5 和 PA6 可以作为通用 I/O 口使用 外部 32768Hz 晶体振荡器 LXT 内部 RC 振荡 HIRC 当系统进入休眠模式, 系统时钟关闭以降低功耗 然而在某些应用需要休眠模式下保持定时 / 计数功能能继续运行, 系统需要提供额外的系统时钟 LXT 振荡器即用来提供这样的时钟 对于 HT48R063B/HT48R064B/HT48R065B/HT48R066B,LXT 振荡器由 32768Hz 晶体振荡器连接到 OSC/OSC2 引脚 为了保证 LXT 起振和频率的精确, 建议使用两个小容量电容 C 和 C2, 具体数值与客户选择的 32768Hz 晶振有关 另外, 外部并联的反馈电阻 R P 也是必需的 对于 HT48R063B/HT48R064B/HT48R065B/HT48R066B,LXT 振荡器需和 HIRC 振荡器搭配使用 外部 LXT 振荡器 Rev..0 25

31 LXT 振荡器低功耗功能 LXT 振荡器 C 和 C2 的值 晶体振荡器频率 C C Hz 8pF 0pF 注 :. C 和 C2 的值仅供参考 2. 推荐 R P =5M~0MΩ 32768Hz 晶体振荡器电容推荐值 LXT 振荡器有两种模式 : 快速启动模式和低功耗模式 可以使用寄存器 CTRL0 中的 LXTLP 位来选择模式 LXTLP 位 LXT 时钟模式 0 快速启动 低功耗 系统上电后,LXTLP 会自动清零以确保 LXT 振荡器工作在快速启动模式 在快速启动模式中, LXT 振荡器将起振并且快速的稳定下来 在 LXT 振荡器完全起振后, 可设置 LXTLP 位为,LXT 振荡器将进入低功耗模式 振荡器将继续运行, 但功耗降低, 振荡电路只有在 LXT 起振时需要较大的电流 在电池及低功耗应用中, 建议在上电两秒后再设置 LXTLP 位为, 以保证最小的功耗 注意, 无论 LXTLP 位设置为何值,LXT 振荡器都能保持正常工作, 不同之处在于, 低功耗模式下启动需要更长的时间 内部低速振荡器 LIRC LIRC 是一个完全独立运行的片内 RC 振荡器, 无需外部器件, 在常温 5V 条件下, 振荡频率值为 3kHz 当单片机进入休眠模式, 系统时钟将停止运行 但 WDT 振荡器会继续运行以保持 WDT 的功能 然而, 在某些需要节省功耗的应用中, 可通过配置选项来关闭 LIRC 以降低功耗 Rev..0 26

32 工作模式 使用 LXT 低速振荡器和一个高速振荡器, 系统可以工作在下面几个不同的模式 : 正常模式 低速模式和休眠模式 模式的类型和选择 使用较高频率的振荡器将获得较高的性能, 但是功耗也较大, 使用较低频率的振荡器则刚好相反 若单片机能够动态的切换高速和低速振荡器, 则单片机就具有足够的灵活性来优化性能 / 功耗比, 该特性对于低功耗的应用特别重要 这些型号的单片机中, 如果使用了 LXT 振荡器, 则必须使用内部 RC 振荡器作为高速振荡器 如果使用 HXT 或者 ERC 作为高速系统时钟, 由于该引脚被占用, 因此不能外接 LXT 振荡器 寄存器 CTRL0 中的 CLKMOD 位用来切换系统时钟从高速 HIRC 振荡器到低速 LXT 振荡器 当执行 HALT 指令后, 单片机进入休眠模式,LXT 振荡器将继续运行 LXT 晶振连接到 OSC/OSC2 脚, 并且 LXT 将总是运行 (LXTEN 位未使用 ) 注意, 只有在 HIRC+LXT 振荡器配置下, 对 CLKMOD 的操作才是有效的 系统时钟配置 对于所有的单片机, 当系统进入休眠模式时, 高速系统时钟通常会停止运行 下表给出了 CLKMOD 位 HALT 指令和高 / 低速振荡器之间的关系 CLKMOD 位可用于正常模式和低速模式的切换 工作模式控制 OSC/OSC2 配置 工作模式 HIRC+LXT HXT ERC HIRC HIRC LXT 正常模式 运行 运行 运行 运行 运行 低速模式 停止 运行 休眠模式 停止 停止 停止 停止 运行 工作模式切换 表示未定义 通过设置 CTRL0 寄存器中的 CLKMOD 位和 HALT 指令, 可实现单片机工作模式之间的切换 CLKMOD 位用来设置系统时钟是高速或者低速振荡器, 从而使系统工作在正常模式或者低速模式 执行 HALT 指令将强制系统进入休眠模式, 与 LXT 振荡器是否工作无关 HALT 指令的执行与 CLKMOD 位的设置无关 当执行 HALT 指令,LXT 振荡器停止运行, 系统进入休眠模式, 将发生下面的情况 : Rev..0 27

33 系统振荡器将被关闭, 应用程序将停止在 HALT 指令处 在 RAM 和寄存器上的内容保持不变 如果 WDT 时钟源是来自 LIRC 振荡器或者 LXT 振荡器, 则 WDT 将被清除然后再重新计数 ; 若来源于系统时钟, 则停止计数 所有输入 / 输出端口状态保持不变 STATUS 寄存器中,PDF 标志位被置位,TO 标志位被清零 静态电流的注意事项 要使系统静态电流降到最小, 为微安级, 除了需要单片机进入休眠模式, 还要考虑到电路的设计 特别要注意输入 / 输出口的状态 所有高阻抗输入引脚必须接高电平或低电平, 否则引脚浮空会造成内部振荡进而增大电流的消耗 另外还需要注意单片机输出端口上的负载, 尽量减少拉电流或与其它 CMOS 输入相连 如果配置选项使能看门狗振荡器 LIRC, 当进入休眠模式, 振荡器继续振荡, 并继续消耗能量 对电源消耗敏感的应用, 使用系统时钟作为 WDT 时钟是更好的选择 如果配置 LXT 使能, 当进入休眠模式时也将消耗一定的能量 置位 LXTLP(CTRL0.) 也可使 LXT 振荡消耗最小 唤醒 当系统进入休眠模式下, 可以通过以下几种方式唤醒 : 外部复位 PA 口下降沿 系统中断 WDT 溢出 若由外部 RES 引脚唤醒, 系统会经过完全复位的过程 若由 WDT 溢出唤醒, 则看门狗计数器将被复位清零 这两种唤醒方式都会使系统复位, 可以通过状态寄存器中 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,PDF 被清零 ; 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, 同时复位程序计数器和堆栈指针, 其它标志保持原有状态 端口 PA0~PA7 中的每个位都可以通过 PAWK 寄存器独立选择唤醒功能 PA 口唤醒后, 程序将执行 HALT 指令后的其它指令 如果系统是通过中断唤醒, 则有两种情况, 假如中断除能或中断使能但堆栈已满, 系统唤醒后继续执行 HALT 指令的其它指令, 相应的中断服务程序只有在中断使能后或堆栈空闲后被执行 假如中断使能且堆栈未满, 则正常的中断响应将会发生 如果系统进入休眠模式之前外部中断请求标志位被置为, 则相关中断的唤醒功能无效 无论是哪种方式唤醒, 单片机从唤醒回到正常运行都需要一定的延迟时间, 延时的时长请参照下面的表格 : 唤醒源 ERC,IRC 振荡器类型 Crystal 外部 RES t RSTD +t SST2 t RSTD +t SST2 PA 口 中断 WDT 溢出 t SST t SST2 唤醒延迟时间注 :. t SYS ( 系统时钟 ) 2. t RSTD 为上电延迟时间, 典型值为 00ms 3. t SST =2 t SYS 4. t SST2 =28 t SYS Rev..0 28

34 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 看门狗定时器操作 当 WDT 溢出时, 会产生系统复位的动作 当 WDT 配置选项设置为除能, 则任何相关的指令操作都无效 通过配置选项和两个内部的寄存器 WDTS 和 CTRL 可以设置不同的 WDT 选项 通过配置选项和数据存储器中特殊功能寄存器 CTRL 的 WDTEN 位, 来使能看门狗定时器 配置选项 CTRL 寄存器 WDT 功能 除能 除能 OFF 除能 使能 ON 使能 ³ ON 看门狗定时器开 / 关控制 如果 WDT 配置选项除能且 CTRL 寄存器中 WDTEN3~WDTEN0 位被写入 00B, 看门狗定时器将被关闭 此时 WDTEN 中的值为系统上电时的默认值 虽然向 CTRL 的 WDTEN3~WDTEN0 位写入其它的任何数字可开启看门狗定时器, 但为了最大程度保护它, 建议向这些位写入 00B 通过配置选项, 看门狗定时器可以选择三种不同的时钟源 :LXT,f SYS /4 或 LIRC 注意, 选择 f SYS /4 时钟作为 WDT 的时钟源, 当系统进入休眠模式时, 指令时钟会停止且 WDT 将失去其保护功能 对于干扰比较大的应用环境, 推荐使用 LIRC 振荡器或 LXT 作为 WDT 的时钟源 分频比由 WDTS 寄存器的第 0, 和 2 位, 即 WS0 WS 和 WS2 位来决定 如果 WS0 WS 和 WS2 都置, 分频比例为 :28, 即可提供最大溢出周期 系统在正常运行状态下,WDT 溢出将导致芯片复位, 并置位状态标志位 TO 但是在系统处于休眠模式时, 如果 WDT 发生溢出, 系统将从休眠中唤醒, 置位状态寄存器中的 TO, 并且它只复位 程序计数器 PC 和 SP 有三种方法可以用来清除 WDT 的内容, 第一种是外部硬件复位 ( RES 引脚低电平 ), 第二种是通过软件指令, 而第三种是通过 HALT 指令 使用软件指令有两种方法去清除看门狗寄存器, 需要由配置选项选择 第一种选择是使用单一 CLR WDT 指令, 而第二种是使用 CLR WDT 和 CLR WDT2 两个指令 对于第一种选择, 只要执行 CLR WDT 便清除 WDT 而第二种选择, 需要交替执行 CLR WDT 和 CLR WDT2 两者才能成功的清除 WDT 关于第二种选择, 如果 CLR WDT 正被使用来清除 WDT, 接着再执行这条指令将是无效的, 只有执行 CLR WDT2 指令才能清除 WDT 同样的 CLR WDT2 指令已经执行后, 只有接着执行 CLR WDT 指令才可以清除看门狗定时器 看门狗定时器 Rev..0 29

35 WDTS 寄存器 HT48R063B/064B/065B/066B Bit 名称 WS2 WS WS0 R/W R/W R/W R/W POR Bit 7~3: 未定义, 读为 0 Bit 2~0: WS2,WS,WS0:WDT 溢出周期选择 000:2 8 t WDTCK 00:2 9 t WDTCK 00:2 0 t WDTCK 0:2 t WDTCK 00:2 2 t WDTCK 0:2 3 t WDTCK 0:2 4 t WDTCK :2 5 t WDTCK Rev..0 30

36 复位和初始化 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 除上电复位以外, 即使单片机处于正常工作状态, 有些情况的发生也会迫使单片机复位 譬如 当单片机上电后已经开始执行程序, RES 脚被强制拉为低电平 这种复位为正常操作复位, 单片机中只有一些寄存器受影响, 而大部分寄存器不会改变, 在复位引脚恢复至高电平后, 单片机可以正常运行 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 LVR 设定值时, 系统会产生 LVR 复位, 这种复位与与 RES 脚拉低复位方式相同 复位功能 包括内部和外部事件触发复位, 单片机共有五种复位方式 : 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 虽然单片机有一个内部 RC 复位功能, 如果电源上升缓慢或者上电时电源不稳定, 内部 RC 振荡 可能导致芯片复位不良, 所以推荐使用和 RES 引脚连接的外部 RC 电路 由 RC 电路所造成的时间 延迟使得 RES 引脚在电源供应稳定前的一段延长周期内保持在低电平 在这段时间内, 单片机的正 常操作是被禁止的 RES 引脚达到一定电压值后, 再经过延迟时间 t RSTD 单片机可以开始进行正常操作 下图中 SST 是系统延迟周期 System Start-up Timer 的缩写 注 :t RSTD 为上电延迟时间, 典型值为 50ms 上电复位时序图 在许多应用场合, 可以在 VDD 和 RES 之间接入一个电阻, 在 VSS 与 RES 之间接入一个电容作 为外部复位电路 与 RES 脚上所有相连接的线段必须尽量短以减少噪声干扰 当系统在较强干扰的场合工作时, 建议使用增强型的复位电路, 如下图所示 注 : 表示建议加上此元件以加强静电保护 表示建议在电源有较强干扰场合加上此元件 外部 RES 电路 Rev..0 3

37 欲知有关外部复位电路的更多信息可参考 HOLTEK 网站上的应用范例 HA0075S RES 引脚复位 RES 引脚通过外部硬件强迫拉至低电平时, 此种复位形式即会发生 这种复位方式和其它的复位方式一样, 程序计数器会被清除为零且程序从头开始执行 注 :t RSTD 为上电延迟时间, 典型值为 50ms RES 复位时序图 低电压复位 LVR 单片机具有低电压复位电路, 用来监测它的电源电压, 可通过配置选项进行选择 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 有效的 LVR 信号, 即在 0.9V~V LVR 的低电压状态的时间, 必须超过交流电气特性中 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 参数值可通过配置选项进行设定 注 :t RSTD 为上电延迟时间, 典型值为 50ms 低电压复位时序图 正常运行时看门狗溢出复位除了看门狗溢出标志位 TO 将被设为 之外, 正常运行时看门狗溢出复位和 RES 复位相同 注 :t RSTD 为上电延迟时间, 典型值为 50ms 正常运行时看门狗溢出时序图 休眠时看门狗溢出复位休眠时看门狗溢出复位和其它种类的复位有些不同 除了程序计数器与堆栈指针将被清 0 及 TO 位被设为 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 注 : 如果系统时钟源为 ERC 或 HIRC 时, 通过配置选项可以选择 t SST 为 2 个时钟周期 如果系统时钟源为 HXT 或 LXT 时, 则 t SST 为 28 个时钟周期 休眠时看门狗溢出复位时序图 Rev..0 32

38 复位初始状态 不同的复位形式以不同的途径影响复位标志位 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 上电时的 RES 复位 u u 正常模式或低速模式时的 RES 复位或 LVR 复位 u 正常模式或低速模式时的 WDT 溢出复位 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 项目程序计数器中断看门狗定时器定时 / 计数器预分频器输入 / 输出口堆栈指针 复位后情况清除为零所有中断被除能 WDT 清除并重新计数所有定时 / 计数器停止定时 / 计数器的预分频器清除所有 I/O 设为输入模式堆栈指针指向堆栈顶端 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 寄存器 HT48R063B HT48R064B HT48R065B HT48R066B 上电复位 RES 或 LVR 复位 WDT 溢出 ( 正常模式 ) WDT 溢出 ( 休眠模式 ) PCL MP0 xxx xxxx uuu uuuu uuu uuuu uuu uuuu MP xxx xxxx uuu uuuu uuu uuuu uuu uuuu MP0 xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu uuuu uuuu MP xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu uuuu uuuu ACC xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu uuuu uuuu TBLP xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu uuuu uuuu TBLH - -xx xxxx - -uu uuuu - -uu uuuu - -uu uuuu - xxx xxxx -uuu uuuu -uuu uuuu -uuu uuuu WDTS uuu STATUS xxxx - -uu uuuu - -u uuuu - - uuuu INTC uuu uuuu INTC u - - -u TMR0 xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx uuuu uuuu Rev..0 33

39 TMR0C uuuu uuuu TMR xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx uuuu uuuu TMRC uuuu u- - - PA uuuu uuuu PAC uuuu uuuu PAWK uuuu uuuu PAPU uuu uuuu PB uu uuuu PBC uu uuuu PBPU uu uuuu PC uuuu uuuu PCC uuuu uuuu PCPU uuuu uuuu PD uuuu PDC uuuu PDPU uuuu CTRL uuuu CTRL u- - uuuu uuuu uuuu SCOMC uuuu uuuu 注 : - 表示未定义 u 表示不改变 x 表示未知 Rev..0 34

40 输入 / 输出端口 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 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],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 上拉电阻 许多产品应用在端口处于输入状态时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, 当引脚规划为输入时, 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, PBPU,PCPU 和 PDPU 来设置, 它用一个 PMOS 晶体管来实现上拉电阻功能 注意,PA7 引脚没有上拉电阻功能 PA 口唤醒 当使用暂停指令 HALT 迫使单片机进入休眠模式, 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 PA0~PA7 的其中一个引脚从高电平转为低电平 使用暂停指令 HALT 迫使单片机进入休眠模式状态后, 处理器将会一直保持低功耗状态, 直到 PA 口上被选为唤醒输入的引脚电平发生下降沿跳变 这个功能特别适合于通过外部开关来唤醒的应用 注意,PA0~PA7 是可以通过设置 PAWK 寄存器来单独选择是否具有唤醒功能 PAWK, PAC, PAPU, PBC, PBPU, PCC, PCPU, PDC, PDPU 寄存器 HT48R063B 寄存器 Bit POR 名称 PAWK 00H PAWK7 PAWK6 PAWK5 PAWK4 PAWK3 PAWK2 PAWK PAWK0 PAC FFH PAC7 PAC6 PAC5 PAC4 PAC3 PAC2 PAC PAC0 PAPU 00H PAPU6 PAPU5 PAPU4 PAPU3 PAPU2 PAPU PAPU0 PBC 3FH PBC5 PBC4 PBC3 PBC2 PBC PBC0 PBPU 00H PBPU5 PBPU4 PBPU3 PBPU2 PBPU PBPU0 未定义, 读为 0 PAWKn:PA 唤醒功能使能 0: 除能 : 使能 PACn/PBCn:I/O 类型选择 0: 输出 : 输入 PAPUn/PBPUn: 上拉功能使能 0: 除能 : 使能 Rev..0 35

41 HT48R064B HT48R063B/064B/065B/066B 寄存器 Bit POR 名称 PAWK 00H PAWK7 PAWK6 PAWK5 PAWK4 PAWK3 PAWK2 PAWK PAWK0 PAC FFH PAC7 PAC6 PAC5 PAC4 PAC3 PAC2 PAC PAC0 PAPU 00H PAPU6 PAPU5 PAPU4 PAPU3 PAPU2 PAPU PAPU0 PBC 3FH PBC5 PBC4 PBC3 PBC2 PBC PBC0 PBPU 00H PBPU5 PBPU4 PBPU3 PBPU2 PBPU PBPU0 PCC FFH PCC7 PCC6 PCC5 PCC4 PCC3 PCC2 PCC PCC0 PCPU 00H PCPU7 PCPU6 PCPU5 PCPU4 PCPU3 PCPU2 PCPU PCPU0 未定义, 读为 0 PAWKn:PA 唤醒功能使能位 0: 除能 : 使能 PACn/PBCn/PCCn:I/O 类型选择位 0: 输出 : 输入 PAPUn/PBPUn/PCPUn: 上拉功能使能位 0: 除能 : 使能 HT48R065B/HT48R066B 寄存器 Bit POR 名称 PAWK 00H PAWK7 PAWK6 PAWK5 PAWK4 PAWK3 PAWK2 PAWK PAWK0 PAC FFH PAC7 PAC6 PAC5 PAC4 PAC3 PAC2 PAC PAC0 PAPU 00H PAPU6 PAPU5 PAPU4 PAPU3 PAPU2 PAPU PAPU0 PBC 3FH PBC5 PBC4 PBC3 PBC2 PBC PBC0 PBPU 00H PBPU5 PBPU4 PBPU3 PBPU2 PBPU PBPU0 PCC FFH PCC7 PCC6 PCC5 PCC4 PCC3 PCC2 PCC PCC0 PCPU 00H PCPU7 PCPU6 PCPU5 PCPU4 PCPU3 PCPU2 PCPU PCPU0 PDC 0FH PDC3 PDC2 PDC PDC0 PDPU 00H PDPU3 PDPU2 PDPU PDPU0 未定义, 读为 0 PAWKn:PA 唤醒功能使能位 0: 除能 : 使能 PACn/PBCn/PCCn/PDCn:I/O 类型选择位 0: 输出 : 输入 PAPUn/PBPUn/PCPUn/PDPUn: 上拉功能使能位 0: 除能 : 使能 Rev..0 36

42 输入 / 输出端口控制寄存器 HT48R063B/064B/065B/066B 每一个输入 / 输出口都具有各自的控制寄存器 (PAC,PBC,PCC,PDC) 用来控制输入 / 输出状态 从而每个 I/O 引脚都可以通过软件控制, 动态的设置带上拉电阻或不带上拉电阻 所有的 I/O 端口的引脚都各自对应于 I/O 端口控制的某一位 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 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 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 引脚共用功能 引脚的共用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 多功能输入 / 输出的功能选择, 有些是由配置选项进行设定, 有些则是在应用程序中进行控制 外部中断输入 外部中断引脚 INT 与一个 I/O 引脚共用 为了使用该引脚作为外部中断输入引脚, 需要正确设置 INTC0 寄存器中的有关位 此外, 还需要通过端口控制寄存器来设置该引脚为输入脚 如果需要, 可以通过上拉电阻寄存器来选择带上拉电阻 注意即使该引脚被配置为外部中断输入, 引脚的输入 / 输出功能将依然存在 外部定时 / 计数器输入 定时 / 计数器引脚 (TC0 TC) 与输入 / 输出引脚共用 如果设定为定时 / 计数器的输入, 则需要通过设置外部定时 / 计数器控制寄存器相应的位将外部定时 / 计数器配置为外部事件计数模式或者脉冲宽度测量模式, 同时该引脚需要通过端口控制寄存器设置为输入, 上拉电阻也可以通过上拉电阻寄存器进行设置 注意的是即使该引脚被配置为外部定时 / 计数器输入, 输入 / 输出功能依然存在 PFD 输出 此系列单片机包含有两路 PFD 信号输出功能, 与输入 / 输出引脚共用 引脚的 PFD 的输出功能可通过 CTRL0 寄存器进行设置 注意端口控制寄存器相应的位需要设置为输出, 才能使能 PFD 的输出 如果端口控制寄存器被设置为输入, 即使正确设置了 PFD 的输出, 该引脚都只作为普通逻辑输入脚, 并且允许选择上拉电阻 SCOM 口驱动引脚 PB 端口中的 PB0~PB3 能被用做 LCD COM 的驱动引脚 该功能由 SCOMC 寄存器来控制 通过设置 SCOMC 寄存器, 可以使 PB0~PB3 四个引脚上输出驱动 LCD 所需要的 /2 bias 偏置电压 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 Rev..0 37

43 通用输入 / 输出端口 PA7 NMOS 输入 / 输出端口 PB 输入 / 输出端口 Rev..0 38

44 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, 或者使用指令 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 读写时序图 PA0~PA7 的每个引脚可通过 PAWK 寄存器设置带唤醒功能 单片机处于休眠模式时, 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..0 39

45 定时 / 计数器 定时 / 计数器在任何单片机中都是一个很重要的部分, 提供程序设计者一种实现和时间有关功能的方法 该系列单片机具有 个或 2 个 8 位的向上计数器 定时 / 计数器有三种不同的工作模式, 可以当作一个普通定时器 外部事件计数器或脉冲宽度测量使用 并且提供了一个内部时钟分频器, 以扩大定时器的范围 有两种和定时 / 计数器相关的寄存器 第一种类型的寄存器是用来存储实际的计数值, 赋值给此寄存器可以设定初始值, 读取此寄存器可获得定时 / 计数器的内容 ; 第二种类型的寄存器为定时器控制寄存器, 用来定义定时 / 计数器工作模式和定时设置 定时 / 计数器的时钟源可来自内部时钟源或外部定时器引脚 配置定时 / 计数器输入时钟源 定时 / 计数器的时钟源可有多种选择, 可以是内部时钟, 也可以是外部引脚 当定时 / 计数器工作在定时器模式或脉冲宽度测量模式时, 使用内部时钟作为时钟源 对于某些定时 / 计数器, 内部时钟首先由分频器分频, 分频比由定时器控制寄存器的位 T0PSC0~ T0PSC2 来确定 对于定时 / 计数器 0, 内部时钟源可以通过 TMR0C 寄存器的 T0S 位来选择 f SYS 或者 LXT 振荡器 当定时 / 计数器在事件计数模式时, 使用外部时钟源, 时钟源由外部时钟输入引脚 TCn 提供 每次外部引脚由高电平到低电平或者由低电平到高电平 ( 由 TnEG 位决定 ) 进行转换时, 计数器增加一 定时 / 计数寄存器 TMR0, TMR 定时 / 计数寄存器 TMR0 和 TMR, 是位于特殊数据存储器内的特殊功能寄存器, 用于储存定时器的当前值 在用作内部定时且收到一个内部计数脉冲或用作外部计数且外部定时 / 计数器引脚发生状态跳变时, 此寄存器的值将会加一 定时器将从预置寄存器所载入的值开始计数, 到 FFH 时定时器溢出且会产生一个内部中断信号 定时器的值随后被预置寄存器的值重新载入并继续计数 注意的是上电后预置寄存器处于未知状态 为了得到定时器的最大计算范围, 预置寄存器需要先清为零 定时 / 计数器在关闭条件下, 写数据到预置寄存器, 会立即写入实际的定时器 而如果定时 / 计数器已经打开且正在计数, 在这个周期内写入到预置寄存器的任何新数据将保留在预置寄存器, 只到溢出发生时才被写入实际定时器 定时 / 计数器控制寄存器 TMR0C, TMRC Holtek 单片机灵活的特性也表现在定时器的多功能上, 定时 / 计数器能提供三种不同的工作模式, 由相应的控制寄存器来选择定时 / 计数器的工作方式 定时 / 计数控制寄存器为 TMRnC, 配合相应的 TMRn 寄存器控制定时 / 计数器的全部操作 在使用定时器之前, 需要先正确地设定定时 / 计数控制寄存器, 以便保证定时器能正确操作, 而这个过程通常在程序初始化期间完成 定时 / 计数控制寄存器的第 7 位和第 6 位, 即 TnM/TnM0, 用来设定定时器的工作模式 定时 / 计数控制寄存器的第 4 位即 TnON, 用于定时器开关控制, 设定为逻辑高时, 计数器开始计数, 而清零时则停止计数 定时 / 计数控制寄存器的第 0~2 位用来控制输入时钟预分频器 如果使用外部时钟源, 预分频器位将不起作用 如果定时 / 计数器工作在外部事件计数模式或脉冲宽度测量模式, TnEG 位即 TMRC 寄存器的第 3 位将可用来选择上升沿或下降沿触发 TnS 位用来选择内部时钟源 Rev..0 40

46 Timer/Time Base 时钟源结构图 8 位定时 / 计数器 0 结构图 8 位定时 / 计数器 结构图 TMR0C 寄存器 Bit Name T0M T0M0 T0S T0ON T0EG T0PSC2 T0PSC T0PSC0 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7,6 Bit 5 T0M, T0M0: 选择 Timer0 工作模式 00: 无可用模式 0: 计数器模式 0: 定时器模式 : 脉冲宽度测量模式 T0S: 定时器时钟源 0: f SYS : LXT 振荡器 Rev..0 4

47 Bit 4 Bit 3 Bit 2~0 T0S 用来选择 Timer0 和时基的时钟源 f TP T0ON: 定时 / 计数器使能 0: 除能 : 使能 T0EG: 计数器有效边沿选择 0: 在上升沿计数 : 在下降沿计数脉冲宽度测量有效边缘选择 0: 在下降沿启动计数, 在上升沿停止计数 : 在上升沿启动计数, 在下降沿停止计数 T0PSC2, T0PSC, T0PSC0: 选择定时器预分频比定时器内部时钟 = 000: f TP 00: f TP /2 00: f TP /4 0: f TP /8 00: f TP /6 0: f TP /32 0: f TP /64 : f TP /28 TMRC 寄存器 Bit Name TM TM0 TS TON TEG R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7,6 TM, TM0: 选择 Timer 工作模式 00: 无可用模式 0: 计数器模式 0: 定时器模式 : 脉冲宽度测量模式 Bit 5 TS: 定时器时钟源 0: f SYS /4 : LXT 振荡器 Bit 4 TON: 定时 / 计数器使能 0: 除能 : 使能 Bit 3 TEG: 计数器有效边沿选择 0: 在上升沿计数 : 在下降沿计数脉冲宽度测量有效边缘选择 0: 在下降沿启动计数, 在上升沿停止计数 : 在上升沿启动计数, 在下降沿停止计数 Bit 2~0 未定义, 读为 0 定时器模式 在这个模式下, 定时器可以用来测量固定时间间隔, 当定时器发生溢出时, 就会产生一个内部中断信号 为使定时 / 计数器工作在这个模式,TnM/TnM0 需要设置成 和 0 Bit7 Bit6 0 控制寄存器的模式选择位 Rev..0 42

48 在定时器模式中,f SYS f SYS /4 或 LXT 振荡器被用来当定时器的输入时钟源 然而, 该定时器时钟源被预分频器进一步分频, 分频比是由定时器控制寄存器的 TnPSC2~TnPSC0 位来确定 定时器控制寄存器第 4 位, 即 TnON 位需要设为逻辑高, 才能令定时器工作 每次内部时钟由高到低的电平转换都会使定时器值增加一 当定时器计数已满即溢出时, 会产生中断信号且定时器会重新载入预置寄存器的值, 然后继续计数 定时器溢出以及相应的内部中断产生也是唤醒暂停模式的一种方法 通过设置中断寄存器 INTCn 中的位 TnE 为 0, 可以禁止计数器中断 外部事件计数器模式 定时器模式时序图 定时 / 计数器工作在外部事件计数模式, 可以通过定时 / 计数器来记录发生在 TCn 引脚的外部逻辑事件变化的次数 为使定时 / 计数器工作在外部事件计数模式,TnM/TnM0 需要设置成 0 和 Bit7 Bit6 0 控制寄存器的模式选择位 在外部事件计数模式, 外部定时脚 TCn 被用来当定时 / 计数器的计时源且不被内部预分频器进一步分频 在设置完定时 / 计数控制寄存器其它位, 定时 / 计数器控制寄存器第 4 位, 即 TnON 位需要设为逻辑高, 才能使计数器工作 当定时控制寄存器第 3 位, 即 TnEG 设置为逻辑低时, 每次外部计数引脚接收到由低到高电平的转换将使计数器加一 而当 TnEG 为逻辑高时, 每次外部定时 / 计数器引脚接收到由高到低电平的转换将使计数器加一 当计数器计数满, 即溢出时会产生中断信号且计数器会重新加载预置寄存器的值, 然后继续计数 计数器溢出中断可通过设置相应的中断寄存器中的定时 / 计数器中断使能位为 0 而禁止 由于外部时钟引脚和普通输入 / 输出引脚共用, 为了确保工作在外部事件计数模式, 要注意两点 首先是要将定时 / 计数器的工作模式设定在事件计数模式, 其次是确定端口控制寄存器将这个引脚设定为输入状态 注意, 在外部事件计数模式下, 当单片机工作在休眠模式时也保持对外部 TCn 引脚的事件计数功能 当计数器溢出时, 将产生一个定时器中断, 并且可以作为唤醒暂停模式的一种方法 脉冲宽度测量模式 事件计数器模式时序图 (TnEG=) 定时 / 计数器工作在脉冲宽度测量这个模式, 可以测量外部定时器引脚上的外部脉冲宽度 为使定时 / 计数器工作在脉冲宽度测量模式,TnM/TnM0 需要设置 和 Bit7 Bit6 控制寄存器的模式选择位 Rev..0 43

49 在脉冲宽度测量模式中,f SYS,f SYS /4 或 LXT 作为 8 位定时 / 计数器的内部时钟源, 并可被预分频器进一步分频 分频比由预分频选择位 TnPSC2~TnPSC0, 即定时控制寄存器的第 2~0 位来确定 在设置完定时 / 计数控制寄存器其它位, 定时器控制寄存器第 4 位, 即 TnON 位需要设为逻辑高, 才能使定时 / 计数器工作 然而, 只有当在外部定时器引脚上接收到有效的逻辑转换时, 定时 / 计数器才真正开始启动计数 当定时控制寄存器第 3 位, 即 TnEG 设置为逻辑低时, 每次外部定时器引脚接收到由高到低电平的转换时将开始计数直到外部定时 / 计数器引脚回到它原来的高电平 此时使能位将自动清除为 0 以停止计数 而当 TnEG 为逻辑高时, 每次外部定时器接收到由低到高电平的转换时将开始计数直到外部定时 / 计数器引脚回到它原来的低电平 同样使能位将自动清除为 0 以停止计数 注意, 在脉冲宽度测量模式中, 当外部定时器上的外部控制信号回到它原来的电平时, 使能位将自动地清除为 0 而在其它两种模式, 使能位只能在程序控制下清除为 0 可以通过程序读取定时 / 计数器当前值, 获得 TCn 外部引脚的信号脉冲宽度 当使能位重新复位, 任何出现在外部定时器引脚上信号脉冲将被忽略 直到使能位被程序重新置高, 开始重新测量外部脉冲 这种方式使得测量窄脉冲将会很容易实现 注意, 在这种模式下, 定时 / 计数器是通过外部定时器引脚上的逻辑转换来控制, 而不是通过逻辑电平 当定时 / 计数器计满, 即溢出时会产生中断信号且定时 / 计数器会重新加载预置寄存器的值, 然后继续向上计数 定时 / 计数器溢出中断可通过设置相应的中断寄存器中的定时 / 计数器使能位为 0 而禁止 由于 TCn 引脚和普通输入 / 输出引脚共用, 为了确保工作在脉冲宽度测量模式, 要注意两点 首先是要将定时 / 计数器的工作模式设定在脉冲宽度测量模式, 其次是确定端口控制寄存器将这个引脚设定为输入状态 预分频器 脉冲宽度测量模式时序图 (TnEG=0) TMR0C 寄存器的 T0PSC0~T0PSC2 位用来确定定时 / 计数器的内部时钟的分频比, 从而能够设置更长的定时器溢出周期 PFD 功能 PFD(Programmable Frequency Divider) 提供了一个可编程分频器, 适用于像蜂鸣器驱动或者其他需要精确频率的场合 对于不同的单片机,PFD 引脚可做单一的输出 PFD, 也可以做成对输出 PFD 和 PFD, 此引脚是 与输入 / 输出口共用的, 由 CTRL0 寄存器来控制 要注意的是 PFD 引脚是 PFD 引脚的互补输出, 两者配合可以产生更强的输出功率以驱动蜂鸣器等器件 控制寄存器 CTRL0 中的 PFDEN[:0] 可选择单一 的 PFD 输出, 或一对输出 PFD 和 PFD 提供给需要双输出的设备 PFD 功能的时钟源是定时 / 计数器溢出信号, 由 CTRL0 中的 PFDCS 来控制 该时钟源可以来自定时 / 计数器 0 或者定时 / 计数器 输出频率的控制可以通过设置适当值到预分频器和定时寄存器来达到要求的分频比 计数器将开始从预置值开始向上计数, 直到满, 此时, 将产生一个溢出信号, 导致 PFD 和 PFD 输出改变状态 然后, 计数器将自动从预置寄存器中加载预置值, 并且继续向上计数 Rev..0 44

50 如果 CTRL0 寄存器已经选择 PFD 功能, 为了能对蜂鸣器输出进行操作,PA 控制寄存器 PAC 的设置是至关重要的, 需要设置 PFD 引脚为输出 当其中一只引脚设置为 PFD 输出时, 另一个引脚可作为普通的数据输入引脚使用 然而, 如果两个引脚都设置为输入, 则 PFD 功能将关闭 对于具有双输出 PFD 的单片机而言,PA0 设置为高会激活 PFD 而具有单输出 PFD 的单片机,PA 需要设置为高来激活 PFD 输出数据位可以用来作为 PFD 输出的开关控制位 需要注意的是, 如果输出数据位清零,PFD 输出将一直输出低 如果使用晶体振荡器作为系统时钟, 通过该方法能产生非常准确的频率 PFD 功能 互补输出 输入 / 输出接口 PFD 功能 单通道输出 当定时 / 计数器运行在计数或者脉冲宽度测量模式下, 定时 / 计数器需要使用外部定时器引脚以确保正确的动作 由于该引脚是共用引脚, 因此需要正确的将其配置为定时 / 计数器输入引脚 这可以通过定时 / 计数器控制寄存器的模式选择位来选择是计数模式或脉冲宽度测量模式 此外, 相应的端口控制寄存器位需要被设置为高, 来确保该引脚是作为输入脚 即使该引脚用作定时 / 计数器输入, 任何连接到这个引脚的上拉电阻将仍然是有效的 编程注意事项 当定时 / 计数器工作在定时器模式时, 内部的系统时钟作为定时器的时钟源, 因此与单片机所有运算都能同步 在这个模式下, 当定时器寄存器溢出时, 微控制器将产生一个内部中断信号, 使程序进入相应的内部中断向量 对于脉冲宽度测量模式, 定时器时钟源同样使用内部的系统时钟, 然而, 只有正确的逻辑条件出现在定时器输入引脚时, 定时器才开始运行 当这个外部事件没有和内部定时器时钟同步时, 只有当下一个定时器时钟到达时, 单片机才会看到这个外部事件, 因此在测量值上可能有小的差异, 需要程序设计者在程序应用时加以注意 同样的情况发生在定时器设置为外部事件计数模式时, 它的时钟来源是外部事件, 与内部系统时钟或者定时器时钟不同步 当读取定时 / 计数器值或写数据到预置寄存器时, 计数时钟会被禁止以避免发生错误, 但这样做可能会导致计数错误, 所以程序设计者应该考虑到这点 在第一次使用定时 / 计数器之前, 要仔细确认有没有正确地设定初始值 中断控制寄存器中的定时器使能位需要正确的设置, 否则相应定时 / 计数器内部中断仍然无效 定时 / 计数器控制寄存器中的触发边沿选择 定时 / 计数器工作模式和时钟源 Rev..0 45

51 控制位也需要正确的设定, 以确保定时 / 计数器按照应用需求而正确的配置 在定时 / 计数器打开之前, 需要确保先载入定时 / 计数器寄存器的初始值, 这是因为在上电后, 定时 / 计数器寄存器中的初始值是未知的 定时 / 计数器初始化后, 可以使用定时 / 计数器控制寄存器中的使能位来打开或关闭定时器 当定时 / 计数器产生溢出, 中断控制寄存器中相应的中断请求标志将置位 若中断允许, 将会依次产生一个中断信号 不管中断是否允许, 在省电状态下, 定时 / 计数器的溢出也会产生唤醒 这种情况可能发生在外部信号变化的计数模式中 定时 / 计数器向上计数直至溢出并唤醒系统 若在省电模式下, 不需要定时器中断唤醒系统, 可以在执行 HALT 指令之前将相应中断请求标志位置位 定时 / 计数器应用范例 这个例子说明了如何设置定时 / 计数器的寄存器, 如何设置和控制中断 另外还需注意的是, 怎样通过寄存器的第 4 位来启停定时 / 计数器 此应用范例设置定时 / 计数器为定时模式, 时钟来源于内部的系统时钟 PFD 编程应用范例 org 04h ; external interrupt vector org 08h ; Timer Counter 0 interrupt vector jmp tmr0int ; jump here when Timer 0 overflows : : org 20h ; main program : : ;internal Timer 0 interrupt routine tmr0int: : ;Timer 0 main program placed here : : begin: ;setup Timer 0 registers mov a,09bh ; setup Timer 0 preload value mov tmr0,a mov a,08h ; setup Timer 0 control register mov tmr0c,a ; timer mode and prescaler set to /2 ;setup interrupt register mov a,00dh ; enable master interrupt and both timer interrupts mov intc0,a : : set tmr0c.4 ; start Timer 0 : : 时基功能 此单片机具有时基功能, 用来产生一个有规律的时间间隔信号 时基功能中时间长度可以通过内部 3 级计数器设置时钟源的分频比来实现, 而分频比则是由 CTRL 寄存器中的 TBSEL0 和 TBSEL 来设置 另外,TMR0C 寄存器中的 T0S 位可以用来选择时基的时钟源 当时基溢出时, 将产生一个时基中断信号 需要注意的是, 时基中断时钟源和定时 / 计数器的时钟源相同, 在编程的时候要多加小心 Rev..0 46

52 中断 中断是单片机一个重要功能 当发生外部中断或内部中断 ( 如定时 / 计数器或时基 ), 系统会中止当前的程序, 而转到相对应的中断服务程序中 单片机提供一个外部中断和多个内部中断, 外部中断由 INT 引脚信号触发, 而内部中断由定时 / 计数器和时基溢出控制 中断寄存器 所有中断允许和请求标志均由 INTC0 和 INTC 寄存器控制 通过控制相应的中断使能位实现对应中断的打开或关闭 当发生中断, 相应有中断请求标志将被置位 总中断请求标志清零将关闭所有中断允许 HT48R063B/HT48R064B/HT48R065B INTC0 寄存器 Bit Name TBF T0F INTF TBE T0E INTE EMI 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 TBF: 时基中断请求标志 0: 无效 : 有效 Bit 5 T0F: 定时 / 计数器 0 中断请求标志 0: 无效 : 有效 Bit 4 INTF: 外部中断请求标志 0: 无效 : 有效 Bit 3 TBE: 时基中断使能 0: 除能 : 使能 Bit 2 T0E: 定时 / 计数器 0 中断使能 0: 除能 : 使能 Bit INTE: 外部中断使能 0: 除能 : 使能 Bit 0 EMI: 总中断使能 0: 除能 : 使能 HT48R066B INTC0 寄存器 Bit Name TF T0F INTF TE T0E INTE EMI 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 TF: 定时 / 计数器 中断请求标志 0: 无效 Rev..0 47

53 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit Bit 0 : 有效 T0F: 定时 / 计数器 0 中断请求标志 0: 无效 : 有效 INTF: 外部中断请求标志 0: 无效 : 有效 TE: 定时 / 计数器 中断使能 0: 除能 : 使能 T0E: 定时 / 计数器 0 中断使能 0: 除能 : 使能 INTE: 外部中断使能 0: 除能 : 使能 EMI: 总中断使能 0: 除能 : 使能 INTC 寄存器 Bit Name TBF TBE R/W R/W R/W POR 0 0 Bit 7~5,3~ 未定义, 读为 0 Bit 4 TBF: 时基中断请求标志 0: 无效 : 有效 Bit 0 TBE: 时基中断使能 0: 除能 : 使能 中断操作 定时 / 计数器溢出 时基事件或者外部中断引脚上有一个有效的边沿信号都会产生一个中断请求, 如果相应的中断允许, 系统将要执行指令的下条地址压入堆栈, 并将相应的中断向量地址加载至 PC 中, 然后从此向量取下条指令 中断向量处通常为跳转指令, 以跳转到相应的中断服务程序 中断服务程序需以 RETI 指令返回, 系统将先前压入堆栈的地址返回 PC, 以继续执行中断发生时的程序 各个中断使能位以及相应的请求标志位, 以优先级的顺序如下图所示 Rev..0 48

54 中断示意图 一旦中断子程序被响应, 所有其它的中断将被屏蔽 ( 系统自动清除 EMI 位 ), 这个方式可以防止中断嵌套 如果其它的中断请求发生在此期间, 只有中断请求标志位会被置位 也可以开启中断嵌套, 即在某个中断服务子程序中置位 EMI, 此时如果有另一个中断发生则允许响应此中断 如果堆栈已满, 即使此中断使能, 中断请求也不会被响应, 直到 SP 减少为止 如果要求中断服务程序立即响应, 则堆栈需避免成为储满状态 当中断请求产生后, 需要插入 2 个或 3 个指令周期, 程序才能跳转到相应的中断向量地址 而单片机在休眠模式被唤醒时, 需要插入 3 个指令周期, 程序才能跳转到相应的中断向量地址 Main Program Interrupt Request or Interrupt Flag Set by Instruction N Enable Bit Set? Y Main Program Automatically Disable Interrupt Clear EMI & Request Flag Wait for 2 ~ 3 Instruction Cycles ISR Entry RETI (it will set EMI automatically) 中断流程图 Rev..0 49

55 中断优先级 HT48R063B/064B/065B/066B 当中断发生在两个连续的 T2 脉冲上升沿之间时, 如果相应的中断请求被允许, 中断将在后一个 T2 脉冲响应 下表指出在同时提出请求的情况下的优先权 中断请求可以通过重新设定 EMI 位来 加以屏蔽 HT48R063B/064B/065B 中断源 优先级 向量 外部中断 04H 定时 / 计数器 0 溢出中断 2 08H 时基溢出中断 3 0CH HT48R066B 中断源 优先级 向量 外部中断 04H 定时 / 计数器 0 溢出中断 2 08H 定时 / 计数器 溢出中断 3 0CH 时基溢出中断 4 0H 当外部中断和内部中断均被使能, 如果同时发生中断, 则外部中断永远优先处理, 首先被响应 使用中断寄存器适当地屏蔽个别中断, 可以防止同时发生的情况 外部中断 要使外部中断发生, 总中断控制位 EMI 外部中断使能位 INTE 需先被置位 外部中断通过外部 INT 引脚上的电平转换来触发, 并置位外部中断请求标志位 INTF 通过 INTEG0 和 INTEG 位 (CTRL 寄存器的第 6 位和第 7 位 ) 可以设置外部中断触发方式为下降沿触发 上升沿触发或者双边沿触发, 也可以设置关闭外部中断功能 INTEG INTEG0 边缘触发类型 0 0 外部中断关闭 0 上升沿触发 0 下降沿触发 双边沿触发 外部中断与 PA3 共用引脚, 如果 INTC0 中相应的外部中断使能位被置位并且在 CTRL 寄存器中也设置了中断边沿触发类型,PA3 将只能被作为外部中断输入口使用, 同时 PAC.3 需将 PA3 设为输入口 当中断使能 堆栈未满且外部中断产生时, 将调用位于地址 04H 处的子程序 当进入外部中断服务程序时, 外部中断请求标志位 INTF, 位 EMI 都会被自动清零以屏蔽其它中断 注意, 即使作为外部中断引脚,PA3 依然可以设置带有上拉电阻功能 定时 / 计数器中断 要产生定时 / 计数器中断, 总中断控制位 EMI 和相应的定时 / 计数器中断使能位 TnE 需先被置位 当定时 / 计数器发生溢出, 相应的中断请求标志位 TnF 将置位并触发定时 / 计数器中断 若中断使能, 堆栈未满, 当发生定时 / 计数器中断时, 将调用相应定时器中断子程序 当定时 / 计数器中断被响应时, 中断请求标志位 TnF 被复位且 EMI 被清零以除能其它中断 时基中断 要产生时基中断, 总中断使能位 EMI 和时基中断使能位 TBE 需先被置位 当时基发生溢出, 将置位时基请求标志位 TBF, 并触发时基中断 当中断被允许且堆栈未满, 一旦时基发生溢出, 将 Rev..0 50

56 调用相应时基中断子程序 当时基中断响应时, 时基中断标志位 TBF 被复位且 EMI 位被清零以除能其它中断 编程注意事项 通过除能中断使能位, 可以屏蔽中断请求 然而, 一旦请求标志位被置位, 它将保存在中断寄存器中, 直到相应的中断被响应或被软件指令清除 建议用户不要在中断子程序中使用 Call 子程序 指令 中断通常发生在不可预料的情况或需要立即执行的某些应用 假如只剩下一层堆栈且没有控制好中断, 一旦 Call 子程序 在中断子程序中执行时, 将破坏原来的控制序列 所有的中断都具有将处于休眠模式的单片机唤醒的功能 但只有程序计数器被压入堆栈中, 一旦中断服务程序使寄存器和状态寄存器中的内容发生改变, 则会破坏想要的控制序列, 因此需要事先将这些数据保存起来 Rev..0 5

57 带 SCOM 功能的 LCD 此系列的单片机可以用来驱动外部 LCD 面板 LCD 驱动的 COM 口 (SCOM0~SCOM3) 与 PB0~PB3 引脚共用 LCD 控制信号 (COM & SEG) 由软件编程实现 LCD 操作 单片机通过设置 PB0~PB3 作为 COM 引脚, 其它输出口作为 SEG 引脚, 以驱动外部的液晶面板 LCD 驱动功能是由 SCOMC 寄存器来控制, 另外, 该寄存器可设置 LCD 的开启和关闭以及输出偏压值等功能, 使得 COM 口输出 V DD /2 的电压, 从而实现 /2 bias LCD 的显示 SCOMC 寄存器中的 SCOMEN 位是 LCD 驱动的主控制位, 它与 COMnEN 位搭配共同设置 PB 端口是否用于 LCD 驱动 注意, 作为 LCD 驱动时,PBC 控制寄存器不需要设置为输出,PB 即可输出 V DD /2 电压 LCD 偏压控制 SCOM 电路 SCOMEN COMnEN 引脚功能 O/P Level 0 X I/O 0 或 0 I/O 0 或 SCOMn V DD /2 输出控制 LCD 驱动器可以提供多种驱动电流选择以适应不同 LCD 面板的需求 通过设置 SCOMC 寄存器中 ISEL0 位和 ISEL 位可以配置不同的偏压电阻 SCOMC 寄存器 Bit Name ISEL ISEL0 SCOMEN COM3EN COM2EN COMEN COM0EN R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7 Bit 6,5 Bit 4 保留位 : 不可预测的操作 该位不能设置为高 0: 正确电平值 该位需清除为 0 ISEL, ISEL0: 选择 SCOM 工作电流 (V DD =5V) 00: 25μA 0: 50μA 0: 00μA : 200μA SCOMEN:SCOM 模块打开 / 关闭控制位 0: 关闭 : 打开如果 SCOMEN=,COMnEN 能打开 SCOMn Rev..0 52

58 Bit 3 Bit 2 Bit Bit 0 COM3EN: 选择 PB3 或者 SCOM3 0: GPIO : SCOM3 COM2EN: 选择 PB2 或者 SCOM2 0: GPIO : SCOM2 COMEN: 选择 PB 或者 SCOM 0: GPIO : SCOM COM0EN: 选择 PB0 或者 SCOM0 0: GPIO : SCOM0 Rev..0 53

59 配置选项 配置选项在烧写程序时写入 OTP 程序存储器单片机 通过 HT-IDE 的软件开发环境, 使用者在开发过程中可以选择配置选项 当配置选项烧入单片机后, 无法再通过应用程序修改 所有位需要按系统的需要定义, 具体内容可参考下表 : 编号 选 项 看门狗定时器 : 打开或关闭 2 看门狗定时器时钟源 :LXT,LIRC 或者 f SYS /4 注 : 如果 WDT 时钟源来自 LXT, 在 OSC 配置选项需要选择 LXT 振荡器 3 清除看门狗指令 : 条或 2 条 4 系统振荡器配置选项 :HXT,HIRC,ERC,HIRC+LXT 5 LVR 功能 : 使能或禁止 6 LVR 电压 :2.V,3.5V 或 4.2V 7 RES 或 PA7 选择 8 内部 RC:4MHz,8MHz 或 2MHz 应用电路 Rev..0 54

60 指令集介绍 简介 任何单片机成功运作的核心在于它的指令集, 此指令为一组程序指令码, 用来指导单片机如何去执行指定的工作 在盛群单片机中, 提供了丰富且灵活的指令集, 共超过 60 条, 程序设计师可以事半功倍地实现他们的应用 为了更容易的了解各式各样的指令码, 接下来按功能分组介绍它们 指令周期 大部分的操作均只需要一个指令周期来执行 分支 调用或查表则需要两个指令周期 一个指令周期相当于四个系统时钟周期, 因此如果在 8MHz 的系统时钟振荡器下, 大部分的操作将在 0.5μs 中执行完成, 而分支或调用操作则将在 μs 中执行完成 虽然需要两个指令周期的指令通常指的是 JMP CALL RET RETI 和查表指令, 但如果牵涉到程序计数器低字节寄存器 PCL 也将多花费一个周期去加以执行 即指令改变 PCL 的内容进而导致直接跳转至新地址时, 需要多一个周期去执行 例如 CLR PCL 或 MOV PCL,A 对于跳转命令必须注意, 如果比较的结果牵涉到跳转动作将多花费一个周期, 如果没有则需一个周期即可 数据的传送 单片机程序的数据传送是使用最为频繁的操作之一 使用三种 MOV 的指令, 数据不但可以从寄存器转移至累加器 ( 反之亦然 ), 而且能够直接移动立即数到累加器 数据传送最重要的应用之一是从接收端口接收数据或者传送数据到输出端口 算术运算 算术运算和数据处理是大部分单片机应用所需具备的能力, 在盛群单片机内部的指令集中, 可直接实现加与减的运算 当加法的结果超出 255 或减法的结果少于 0 时, 要注意正确的处理进位和借位的问题 INC INCA DEC 和 DECA 指令提供了对一个指定地址的值加一或减一的功能 逻辑和移位运算 标准逻辑运算例如 AND OR XOR 和 CPL 全都包含在盛群单片机内部的指令集中, 如同大多数牵涉到数据运算的指令, 数据的传送必须通过累加器 在所有逻辑数据运算中, 如果运算结果为零, 则零标志位将被置位 另外逻辑数据运用形式还有移位指令, 例如 RR RL RRC 和 RLC 提供了向左或向右移动一位的方法 移位指令常用于串行端口的程序应用, 数据可从内部寄存器转移至进位标志位, 而此位则可被检验 移位运算还可应用在乘法与除法的运算组成中 分支和控制的转换 程序分支是采取使用 JMP 指令跳转到指定地址或使用 CALL 指令调用子程序的形式 两者之不同在于当子程序被执行完毕后, 程序必须马上返回原来的地址 这个动作是由放置在子程序里的返回指令 RET 来实现, 它可使程序跳回 CALL 指令之后的地址 在 JMP 指令中, 程序则只是跳到一个指定的地址而已, 并不需如 CALL 指令跳回 一个非常有用的分支指令是条件跳转, 条件是由数据存储器或指定位来加以决定 遵循跳转条件, 程序将继续执行下一条指令或略过且跳转至接下来的指令 这些分支指令是程序走向的关键, 跳转条件可能是外部开关输入, 或者是内部数据位的值 位运算 提供数据存储器单一位的运算指令是盛群单片机的特性之一, 这特性对于输出端口位的规划尤其有用, 其中个别的位或端口的引脚可以使用 SET [m].i 或 CLR [m].i 指令来设定其为高位或低位 如果没有这特性, 程序设计师必须先读入输出口的 8 位数据, 处理这些数据, 然后再输出正确的新数据 这种读入 - 修改 - 写出的程序现在则由位指令所取代 Rev..0 55

61 查表运算 HT48R063B/064B/065B/066B 数据的储存通常由寄存器完成, 然而当处理大量的数据时, 其庞大与复杂的内容常造成对指定存储器储存上的不便, 为了改善此问题, 盛群单片机允许在程序存储器中设定一块数据可直接存取的区域, 只需要一组简易的指令即可对数据进行查表 其它运算 除了上述功能指令外, 其它指令还包括用于省电的 HALT 指令和使程序在极端电压或电磁环境下仍能正常工作的看门狗定时器控制指令 这些指令的使用则请查阅相关的章节 Rev..0 56

62 指令设定一览表 下表中说明了按功能分类的指令集, 用户可以将该表作为基本的指令参考 惯例 x: 立即数 m: 数据存储器地址 A: 累加器 i: 第 0~7 位 addr: 程序存储器地址 算术运算 助记符说明周期影响标志位 ADD A,[m] ADDM A,[m] ADD A,x ADC A,[m] ADCM A,[m] SUB A,x SUB A,[m] SUBM A,[m] SBC A,[m] SBCM A,[m] DAA [m] 逻辑运算 AND A,[m] OR A,[m] XOR A,[m] ANDM A,[m] ORM A,[m] XORM A,[m] AND A,x OR A,x XOR A,x CPL [m] CPLA [m] 递增和递减 INCA [m] INC [m] DECA [m] DEC [m] 移位 RRA RR RRCA RRC RLA RL RLCA RLC [m] [m] [m] [m] [m] [m] [m] [m] ACC 与数据存储器相加, 结果放入 ACC ACC 与数据存储器相加, 结果放入数据存储器 ACC 与立即数相加, 结果放入 ACC ACC 与数据存储器 进位标志相加, 结果放入 ACC ACC 与数据存储器 进位标志相加, 结果放入数据存储器 ACC 与立即数相减, 结果放入 ACC ACC 与数据存储器相减, 结果放入 ACC ACC 与数据存储器相减, 结果放入数据存储器 ACC 与数据存储器 进位标志相减, 结果放入 ACC ACC 与数据存储器 进位标志相减, 结果放入数据存储器将加法运算中放入 ACC 的值调整为十进制数, 并将结果放入数据存储器 ACC 与数据存储器做 与 运算, 结果放入 ACC ACC 与数据存储器做 或 运算, 结果放入 ACC ACC 与数据存储器做 异或 运算, 结果放入 ACC ACC 与数据存储器做 与 运算, 结果放入数据存储器 ACC 与数据存储器做 或 运算, 结果放入数据存储器 ACC 与数据存储器做 异或 运算, 结果放入数据存储器 ACC 与立即数做 与 运算, 结果放入 ACC ACC 与立即数做 或 运算, 结果放入 ACC ACC 与立即数做 异或 运算, 结果放入 ACC 对数据存储器取反, 结果放入数据存储器对数据存储器取反, 结果放入 ACC 递增数据存储器, 结果放入 ACC 递增数据存储器, 结果放入数据存储器递减数据存储器, 结果放入 ACC 递减数据存储器, 结果放入数据存储器 数据存储器右移一位, 结果放入 ACC 数据存储器右移一位, 结果放入数据存储器带进位将数据存储器右移一位, 结果放入 ACC 带进位将数据存储器右移一位, 结果放入数据存储器数据存储器左移一位, 结果放入 ACC 数据存储器左移一位, 结果放入数据存储器带进位将数据存储器左移一位, 结果放入 ACC 带进位将数据存储器左移一位, 结果放入数据存储器 注 注 注 注 注 注 注 注 注 注 注 注 注 注 注 Z, C, AC, OV Z, C, AC, OV Z, C, AC, OV Z, C, AC, OV Z, C, AC, OV Z, C, AC, OV Z, C, AC, OV Z, C, AC, OV Z, C, AC, OV Z, C, AC, OV C Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z 无无 C C 无无 C C Rev..0 57

63 数据传送 MOV A,[m] MOV [m],a MOV A,x 位运算 CLR [m].i SET [m].i 转移 将数据存储器送至 ACC 将 ACC 送至数据存储器将立即数送至 ACC 清除数据存储器的位置位数据存储器的位 注 注 注 无无无 无无 JMP addr SZ [m] SZA [m] SZ [m].i SNZ [m].i SIZ [m] SDZ [m] SIZA [m] SDZA [m] CALL addr RET RET A,x RETI 无条件跳转如果数据存储器为零, 则跳过下一条指令数据存储器送至 ACC, 如果内容为零, 则跳过下一条指令如果数据存储器的第 i 位为零, 则跳过下一条指令如果数据存储器的第 i 位不为零, 则跳过下一条指令递增数据存储器, 如果结果为零, 则跳过下一条指令递减数据存储器, 如果结果为零, 则跳过下一条指令递增数据存储器, 将结果放入 ACC, 如果结果为零, 则跳过下一条指令递减数据存储器, 将结果放入 ACC, 如果结果为零, 则跳过下一条指令子程序调用从子程序返回从子程序返回, 并将立即数放入 ACC 从中断返回 2 注 注 注 注 注 注 注 注 无无无无无无无无 无 无无无无 查表 TABRDC TABRDL 其它指令 [m] [m] NOP CLR [m] SET [m] CLR WDT CLR WDT CLR WDT2 SWAP [m] SWAPA [m] HALT 读取当前页的 ROM 内容, 并送至数据存储器和 TBLH 读取最后页的 ROM 内容, 并送至数据存储器和 TBLH 空指令清除数据储存器置位数据储存器清除看门狗定时器预清看门狗定时器预清看门狗定时器交换数据储存器的高低字节, 结果放入数据存储器交换数据储存器的高低字节, 结果放入 ACC 进入休眠模式 注 2 注 2 注 注 注 Z Z 无无无 TO, PDF TO, PDF TO, PDF 无无 TO, PDF 注 :. 对跳转指令而言, 如果比较的结果牵涉到跳转即需 2 个周期, 如果没有跳转发生, 则只需一个周期即可 2. 任何指令若要改变 PCL 的内容将需要 2 个周期来执行 3. 对于 CLR WDT 和 CLR WDT2 指令而言,TO 和 PDF 标志位也许会受执行结果影响, CLR WDT 和 CLR WDT2 被连续执行后,TO 和 PDF 标志位会被清零, 除此外 TO 和 PDF 标志位保持不变 Rev..0 58