目录 特性...7 CPU 特性... 7 周边特性... 8 概述...9 选型表...9 方框图...10 引脚图...10 引脚说明 极限参数...13 直流电气特性...14 交流电气特性...17 放大器电气特性...19 比较器电气特性...19 LDO 2.4V...20

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1 HT45F23A/HT45F24A 版本 : V1.10 日期 :

2 目录 特性...7 CPU 特性... 7 周边特性... 8 概述...9 选型表...9 方框图...10 引脚图...10 引脚说明 极限参数...13 直流电气特性...14 交流电气特性...17 放大器电气特性...19 比较器电气特性...19 LDO 2.4V...20 LDO 3.3V...20 上电复位特性...20 系统结构...21 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...23 结构 特殊向量 查表 查表范例 在线烧录 数据存储器...28 结构 特殊功能寄存器...29 间接寻址寄存器 IAR0,IAR 间接寻址指针 MP0,MP 存储区指针 BP 累加器 ACC 程序计数器低字节寄存器 PCL 表格寄存器 TBLP,TBHP,TBLH 状态寄存器 STATUS Rev

3 EEPROM 数据存储器...33 EEPROM 数据存储器结构 EEPROM 寄存器 从 EEPROM 中读取数据 写数据到 EEPROM 写保护 EEPROM 中断 编程注意事项 振荡器...37 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 外部振荡器 -- EC 内部 RC 振荡器 -- HIRC 外部 kHz 晶体振荡器 -- LXT 内部 32kHz 振荡器 -- LIRC 辅助振荡器 工作模式和系统时钟...42 系统时钟 系统工作模式 控制寄存器 快速唤醒 工作模式切换和唤醒 静态电流的注意事项 唤醒 编程注意事项 看门狗定时器...52 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...54 复位功能 复位初始状态 输入 / 输出端口...59 上拉电阻 PA 口唤醒 输入 / 输出端口控制寄存器 PB 口 NMOS 开漏极控制寄存器 输入 / 输出引脚结构 编程注意事项 Rev

4 定时 / 计数器...64 配置定时 / 计数器输入时钟源 定时 / 计数寄存器 TMR0,TMR1L,TMR1H 定时 / 计数控制寄存器 TMR0C,TMR1C 配置定时器模式 配置事件计数器模式 配置脉冲宽度测量模式 可编程分频器 PFD 预分频器 输入 / 输出接口 定时 / 计数器引脚内部滤波器 编程注意事项 定时 / 计数器应用范例 脉冲宽度调制器...73 PWM 操作 PWM 模式 PWM 模式 PWM 输出控制 PWM 应用范例 A/D 转换器...77 A/D 简介 A/D 转换寄存器介绍 A/D 转换器数据寄存器 ADRL,ADRH A/D 转换器控制寄存器 ADCR,ACSR,ADPCR A/D 操作 A/D 输入引脚 A/D 转换步骤 注意事项 A/D 转换功能 A/D 转换应用范例 串行接口模块 -- SIM...89 SPI 接口 SPI 寄存器 SPI 通信 I 2 C 接口 I 2 C 寄存器 I 2 C 总线通信 I 2 C 总线起始信号 从机地址 I 2 C 总线读 / 写信号 I 2 C 总线从机地址确认信号 I 2 C 总线数据和确认信号 外围时钟输出 外围时钟操作 Rev

5 带 SCOM 功能的 LCD LCD 操作 LCD 偏压控制 LDO 功能 运算放大器 OPA 运算放大器寄存器 运算放大器操作 运算放大器功能 OPA1 开关控制 OPA2 开关控制 比较器 比较器操作 比较器寄存器 比较器功能 中断 中断寄存器 中断操作 中断优先级 外部中断 外围中断 定时 / 计数器中断 SIM 中断 多功能中断 A/D 中断 时基中断 比较器中断 EEPROM 中断 LVD 中断 中断唤醒功能 编程注意事项 蜂鸣器 低电压检测 LVD LVD 寄存器 LVD 操作 语音输出 语音控制 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 Rev

6 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 指令集概要 惯例 指令定义 封装信息 pin NSOP (150mil) 外形尺寸 pin SSOP (150mil) 外形尺寸 pin SSOP (150mil) 外形尺寸 pin SSOP (150mil) 外形尺寸 Rev

7 特性 CPU 特性 工作电压 : fsys=32.768khz:2.2v~5.5v fsys=910khz:2.2v~5.5v fsys=2mhz:2.2v~5.5v fsys=4mhz:2.2v~5.5v fsys=8mhz:3.3v~5.5v 低功耗架构 (TinyPowerTM 技术 ) 提供暂停和唤醒功能, 以降低功耗 振荡器类型 : 外部晶振 -- HXT 外部 kHz 晶振 -- LXT 外部 RC -- ERC 内部 RC -- HIRC 内部 32kHz RC LIRC 外部时钟 EC 多种工作模式 : 正常 低速 空闲和休眠 内部集成 32kHz,910kHz,2MHz,4MHz 和 8MHz 振荡器, 无需外接元件 提供外部系统时钟选择 所有指令都可在 1 或 2 个指令周期内完成 查表指令 61 或 63 条指令 6 层堆栈 位操作指令 Rev

8 周边特性 Flash 程序存储 :2K 15~4K 16 RAM 数据存储 :128 8~192 8 EEPROM 存储器 :64 8 看门狗定时器功能 多达 26 个双向 I/O 口 4 个软件控制 SCOM 口 1/2 bias LCD 驱动 多个引脚与外部中断口共用 一个 8-bit 和一个 16-bit 具有溢出中断功能的可编程定时 / 计数器 双时基功能 串行接口模块 -- SIM, 用于 SPI 或 I 2 C 通信 两个比较器 两个运算放大器 运算放大器输出可连接到内部 2 通道 12-bit 的 A/D 转换器 多通道 12-bit 的 A/D 转换器 2 通道 8-bit PWM 12-bit 音频 D/A 转换器输出 PFD/Buzzer 用于产生音频频率 内置 2.4V/3.3V LDO 低电压复位功能 低电压检测功能 16-pin NSOP,20/24/28-pin SSOP 封装类型 Rev

9 概述 HT45F23A 和 HT45F24A 是具有 A/D 功能及 HOLTEK 低功耗架构的 8 位高性能精简指令集的 Flash 型单片机, 专门为需要直接接模拟信号的应用产品所设计 单片机具有更高的增益带宽, 更适合较高频率的应用 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 EEPROM 存储器 在模拟特性方面, 单片机包含一个多通道 12-bit A/D 转换器 两路 PWM 输出 两个运算放大器 两个比较器 一个内置 2.4V 或 3.3V LDO 电压调节器和一个用于语音输出的 12-bit D/A 转换器电路 内建完整的 SPI 和 I 2 C 功能, 为设计者提供了一个易与外部硬件通信的接口 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 单片机内建完整的系统振荡器, 无需外围元器件 提供了丰富的振荡器功能选项, 包括内部 外部 低速和高速振荡器功能 盛群半导体独特低功耗技术也使单片机具有极低电流功耗的特性, 该特性对于要求低功耗的电池电源应用方面极为重要 秉承 HOLTEK 单片机的一般特性, 单片机带有暂停和唤醒功能, 振荡器选项, 可编程分频器等丰富的功能选项, 只需使用极少的外部元器件便可实现用户的需求 外加时基功能 I/O 使用灵活等其它特性, 使单片机可以广泛应用于各种产品中, 例如烟感器 电子测量仪器 环境监控 手持式测量工具 家庭应用 电子控制工具 马达控制 家庭安全系统以及其它方面 选型表 型号 程序存储器 数据存储器 EEPROM 存储器 I/O 外部中断 HT45F23A 2K HT45F24A 4K 型号 A/D 定时器时基堆栈封装 HT45F23A HT45F24A 12-bit 6 12-bit 8 8-bit 1 16-bit 1 8-bit 1 16-bit NSOP 20/24 SSOP /24/28 SSOP Rev

10 方框图 Flash/EEPROM Programming Circuitry Watchdog Timer LDO Low Voltage Detect Internal RC Oscillators Low Voltage Reset 8-bit RISC MCU Core External Oscillators Reset Circuit EEPROM Data Memory Flash Program Memory ICP RAM Data Memory Time Base 12-bit A/D Converter Interrupt Controller PWM Generator PFD/Buzzer Driver LCD Driver I/O SIM Timers OPAs D/A Converter Comparators 引脚图 8,, 2 ) ) ! : : ) # ) " 5+ 2 * $ )! 4-5! " # $ % & $ # "! ' ) ) )! ) ) " ) ) # ) 2 2., 2 ) $ ) * 2 ) % ) - * 2 *! ) ) ) ! : : ) # ) " 5+ 2 * $ )! * ") ) 7, *!) * ! " # $ % & ' ' & % $ # "! 8,, ) ) )!) ) ") ) #) 2 2,. 2 ) $ ) * 2 ) %) - * 2 * 5, * 5,1 5, ) 0 6" #.! ) $ 5 2 ) 0 6" #.! ) " ) ) 2 +$ ! 2 +# " ) ) ! : : ) # ) " 5+ 2 * $ )! * # ) * ") ) 7, *! ) 5+ 5! " # $ % & ' "! ' & % $ # "! 2 ) ,, ) ) )! ) ) " ) ) # ) 2 2., 2 ) $ ) * 2 ) % ) - * 2 * 5, * 5, 1 5, ) 2 * $ ! 2 +# " ) ) ! : : ) # ) " 5+ 2 *$ )! *# ) *" ) ) 7, *! ) 5 +5! " # $ % & '! " & % $ # "! ' & % $ # 2 ) ,, ) ) )! ) )" ) )# ) 2 2,. 2 )$ ) * 2 )% ) - * 2 +% 2 *% 2 * 5, * 5,1 5,) 2 * " #.! ) " ) " ) 0 6" #. " ) & ) Rev

11 引脚说明 引脚名称功能 OPT I/T O/T 说明 PA0/CNP/SCOM0 PA1/C1OUT/TC0 PA2/A1P/C2OUT PA3/A1N/INT0 PA4/A1E/TC1 PA5/A2P/PFD PA6/A2N/BZ PA7/A2E/BZ PB0/SDO/INT1 PB1/SDI/SDA PA0 PAPU PAWU ST CMOS CNP CMP1C1 CMPI 比较器输入脚 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻和唤醒功能 SCOM0 LCDC SCOM 软件控制 1/2 bias LCD COM PA1 PAPU PAWU ST CMOS C1OUT CMP1C1 CMPO 比较器 1 输出脚 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 PA2 PAPU PAWU ST CMOS A1P OPA1C1 OPAI OPA1 同相输入脚 C2OUT CMP2C1 CMPO 比较器 2 输出脚 PA3 PAPU PAWU ST CMOS A1N OPA1C1 OPAI OPA1 反相输入脚 INT0 ST 外部中断 0 输入脚 PA4 PAPU PAWU ST CMOS A1E OPA1C1 OPAO OPA1 输出脚 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 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻和唤醒功能 TC1 ST 外部定时器 1 时钟输入脚 PA5 PAPU PAWU ST CMOS A2P OPA2C1 OPAI OPA2 同相输入脚 PFD MISC CMOS PFD 输出 PA6 PAPU PAWU ST CMOS A2N OPA2C1 OPAI OPA2 反相输入脚 BZ BPCTL CMOS 蜂鸣器输出脚 PA7 PAPU PAWU ST CMOS A2E OPA2C1 OPAO OPA2 输出脚 BZ BPCTL CMOS 蜂鸣器互补输出脚 PB0 PBPU MISC ST CMOS NMOS SDO CMOS SPI 数据输出脚 INT1 ST 外部中断 1 输入脚 PB1 PBPU MISC ST CMOS NMOS SDI ST SPI 数据输入脚 SDA ST NMOS I 2 C 数据线 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 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, 具有 NMOS 输出结构 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻, 具有 NMOS 输出结构 Rev

12 引脚名称功能 OPT I/T O/T 说明 PB2/SCK/SCL PB3/AN0/SCS PB4/AN1/AUD /PCK PB5/AN2/PINT PB6/AN3/RES PB2 PBPU MISC ST CMOS NMOS SCK ST SPI 串行时钟线 SCL ST NMOS I 2 C 时钟线 PB3 PBPU MISC ST CMOS NMOS AN0 ADCR AN A/D 通道 0 SCS ST SPI 从机片选脚 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻, 具有 NMOS 输出结构 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻, 具有 NMOS 输出结构 PB4 PBPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 AN1 ADCR AN CMOS A/D 通道 1 AUD DACTRL D/A 输出脚 PCK CMOS 外围时钟输出 PB5 PBPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 AN2 ADCR AN A/D 通道 2 PINT ST 外围中断 PB6 PBPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 AN3 ADCR AN A/D 通道 3 RES CO ST 复位脚 PB7 PB7 PBPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 PC0/AN4/OSC2 PC1/AN5/OSC1 PC2/XT1 PC0 PCPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 AN4 ADCR AN A/D 通道 4 OSC2 CO HXT HXT 脚 PC1 PCPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 AN5 ADCR AN A/D 通道 5 OSC1 CO HXT HXT/ERC 脚 PC2 PCPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 XT1 CO LXT LXT 脚 PC3/XT2 PC3 PCPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 XT2 CO LXT LXT 脚 PC4 PCPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 PC4/VREF/VCAP VREF ACSR AN A/D 转换器参考电压输入 /SCOM1 VCAP LDOC LDO 输出脚, 连接一个 0.1μF 电容到地 SCOM1 LCDC SCOM 软件控制 1/2 bias LCD COM PC5 PCPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 PC5/PWM0/C1N PWM0 BPCTL CMOS PWM0 输出脚 /SCOM2 C1N CMP1C1 CMPI 比较器 1 反相输入脚 SCOM2 LCDC SCOM 软件控制 1/2 bias LCD COM PC6 PCPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 PC6/PWM1/C2P PWM1 BPCTL CMOS PWM1 输出脚 /SCOM3 C2P CMP2C1 CMPI 比较器 2 同相输入脚 SCOM3 LCDC SCOM 软件控制 1/2 bias LCD COM PC7 PC7 PCPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 Rev

13 引脚名称功能 OPT I/T O/T 说明 PD0/AN6 PD1/AN7 PD0 PDPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 AN6 ADCR AN A/D 通道 6 PD1 PDPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 AN7 ADCR AN A/D 通道 7 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 ; DAO:D/A 输出 CMOS:CMOS 输出 ; NMOS:NMOS 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 OPAI: 运算放大器输入脚 ; OPAO: 运算放大器输出脚 CMPI: 比较器输入脚 ; CMPO: 比较器输出脚 AN: 模拟输入 PB7 PC7 PD0/AN6 和 PD1/AN7 仅存在于 HT45F24A 中 极限参数 电源供应电压... VSS-0.3V~VSS+6.0V 储存温度 C~125 C 端口输入电压... VSS-0.3V~VDD+0.3V 工作温度 C~85 C IOL 总电流 mA IOH 总电流 mA 总功耗...500mW 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

14 直流电气特性 符号 参数 VDD VDD 工作电压 IDD1 IDD2 IDD3 IDD4 工作电流 (HXT, ERC) 工作电流 (ERC, HIRC) 工作电流 (ERC, HIRC) 工作电流 (HXT, ERC) 3.3V 3.3V 3.3V 3.3V 测试条件 条件 fsys=910khz (HXT/ERC/HIRC) fsys=2mhz (HXT/ERC/HIRC) fsys=4mhz (HXT/ERC/HIRC/EC) fsys=8mhz (HXT/ERC/HIRC/EC) 无负载, fsys = fm = 455kHz, ADC off,lvr off, Comparator off,opas off 无负载, fsys = fm =455kHz, ADC off,lvr on, Comparator on,opas off 无负载, fm= 910kHz fsys=fslow= 455kHz, ADC off,lvr off, Comparator off,opas off 无负载, fm= 910kHz fsys=fslow= 455kHz, ADC off,lvr on, Comparator on,opas off 无负载, fsys = fm =910kHz, ADC off,lvr off, Comparator off,opas off 无负载, fsys = fm =910kHz, ADC off,lvr on, Comparator on,opas off 无负载, fsys = fm =1MHz, ADC off,lvr off, Comparator off,opas off 无负载, fsys = fm =1MHz, ADC off,lvr on, Comparator on,opas off Ta=25 C 最小 典型 最大 单位 V V V V μa μa μa μa μa μa μa μa Rev

15 符号 IDD5 IDD6 IDD7 IDD8 IDD9 IDD10 IDD11 IDD12 IDD13 ISTB1 ISTB2 参数 工作电流 (HXT, ERC, HIRC) 工作电流 (HXT, ERC, HIRC) 工作电流 (EC) 工作电流 (HXT, ERC, HIRC) 工作电流 ( 低速模式, fm=4mhz) (HXT, ERC, HIRC) 工作电流 ( 低速模式, fm=4mhz) (HXT, ERC, HIRC) 工作电流 ( 低速模式, fm=8mhz) (HXT, ERC, HIRC) 工作电流 ( 低速模式,fM=8MHz) (HXT, ERC, HIRC) 工作电流 (fsys=flxt 注 1 或 flirc) 静态电流 ( 休眠模式 ) (fsys, fsub, fs, fwdt=off) 静态电流 ( 休眠模式 ) (fsys off, fs on, fwdt=fsub=flxt 注 1 或 flirc) 测试条件 VDD 条件 最小 典型 最大 单位 无负载, fsys = fm =2MHz, ADC off,lvr off, μa 3.3V Comparator off,opas off 无负载, fsys = fm =2MHz, ADC off,lvr on, μa Comparator on,opas off 3V 无负载, μa 5V fsys = fm =4MHz,ADC off μa 3V 无负载, μa 5V fsys = fm =4MHz,ADC off μa 5V 无负载, fsys = fm =8MHz,ADC off ma 3V 无负载,ADC off μa 5V fsys=fslow= 1MHz, μa 3V 无负载,ADC off μa 5V fsys=fslow= 2MHz, μa 3V 无负载,ADC off μa 5V fsys=fslow= 2MHz, μa 3V 无负载,ADC off μa 5V fsys=fslow= 4MHz, μa 3V 无负载,WDT off, μa 5V ADC off μa 3V 无负载,WDT off, μa 5V 系统进入 HALT μa 3V 无负载,WDT on, μa 5V 系统进入 HALT μa ISTB3 静态电流 ( 空闲模式 ) (fsys off, fwdt off, fs=fsub= flxt 注 1 或 flirc) 3V 无负载,WDT off, 4 6 μa 5V 系统进入 HALT 6 9 μa ISTB4 静态电流 ( 空闲模式 ) (fsys on, fwdt off; fsys = fm =4MHz; fs=fsub= flxt 注 1 或 flirc) 3V 无负载,WDT off, 系统进入 HALT, μa SPI 或 I 2 C on,pck on, 5V μa fpck=fsys/8 Rev

16 符号 VIL1 VIH1 参数 输入 / 输出口 TCn 脚及 INTn 脚的低电平输入电压 输入 / 输出口 TCn 脚及 INTn 脚的高电平输入电压 VDD 测试条件 条件 最小典型最大单位 0 0.3VDD V 0.7VDD VDD V VIL2 低电平输入电压 (RES) 0 0.4VDD V VIH2 高电平输入电压 (RES) 0.9VDD VDD V VIL3 低电平输入电压 (PB1~PB3) 5V 1 V VIH3 高电平输入电压 (PB1~PB3) 5V 2 V VLVR1 VLVR =2.10V 2.10 VLVR2 VLVR =2.55V 2.55 低电压复位电压 -5% VLVR3 VLVR =3.15V % V VLVR4 VLVR =4.20V 4.20 VLVD1 LVDEN=1, VLVD=2.0V 2.0 VLVD2 LVDEN=1, VLVD=2.2V 2.2 VLVD3 LVDEN=1, VLVD=2.4V 2.4 VLVD4 LVDEN=1, VLVD=2.7V 2.7 低电压检测电压 -5% VLVD5 LVDEN=1, VLVD=3.0V % V VLVD6 LVDEN=1, VLVD=3.3V 3.3 VLVD7 LVDEN=1, VLVD=3.6V 3.6 VLVD8 LVDEN=1, VLVD=4.4V 4.4 IOL 输入 / 输出口灌电流 3V 6 12 ma VOL=0.1VDD 5V ma IOH 输入 / 输出口源电流 3V -2-4 ma VOH=0.9VDD 5V -5-8 ma RPH 上拉电阻 3V kω 5V kω AVDD ADC 工作电压 V VAD A/D 输入电压 0 VREF V VREF A/D 输入参考电压范围 AVDD=5V 2 VDD V DNL A/D 非线性微分误差 3V VREF=VDD, tad=1μs ±1 ±2 LSB 5V 3V INL A/D 非线性积分误差 VREF=VDD, tad=1μs ±2 ±4 LSB 5V 3V ma IADC 打开 A/D 增加的功耗 5V ma VBG 带隙参考缓冲电压 -3% % V LVD 或 LVR 开启时的 DC 3V ILVR μa 电流 5V Rev

17 符号 参数 VDD 测试条件 条件 最小典型最大单位 VSCOM LCD COM VDD/2 电压 5V 无负载 VDD LCD COM VLDO/2 电压 5V 无负载 VLDO ISEL=0, LCDBUF=0 10 µa ISEL=1, LCDBUF=0 25 µa IOUT 输出电流 5V ISEL=0, LCDBUF=1 2 ma ISEL=1, LCDBUF=1 2 ma 注 :1. tsys =1/fSYS;tSUB =1/fSUB 2. 细节请参考 LDO 章节 交流电气特性 Ta=25 C 符号 参数 测试条件 VDD 条件 最小 典型 最大 单位 fsys1 系统时钟 2.2V~5.5V khz (HXT,ERC,HIRC) 3.3V~5.5V khz 3.3V Ta=25 C -2% 8 +2% MHz fsys2 8MHz HIRC 3.3V Ta=-40 C~85 C -5% 8 +5% MHz 2.7V~5.5V Ta=-40 C~85 C -10% 8 +10% MHz 3.3V Ta=25 C -2% 4 +2% MHz fsys3 4MHz HIRC 3.3V Ta=-40 C~85 C -5% 4 +5% MHz 2.7V~5.5V Ta=-40 C~85 C -10% 4 +10% MHz 3.3V Ta=25 C -2% 2 +2% MHz fsys4 2MHz HIRC 3.3V Ta=-40 C~85 C -5% 2 +5% MHz 2.7V~5.5V Ta=-40 C~85 C -10% 2 +10% MHz 3.3V Ta=25 C -2% % MHz fsys5 910kHz HIRC 3.3V Ta=-40 C~85 C -5% % MHz 2.7V~5.5V Ta=-40 C~85 C -10% % MHz flxt 系统时钟 (LXT) khz 3.3V R=150kΩ,Ta=25 C -2% 4 +2% MHz R=150kΩ, 注 3 3.3V ferc 4MHz ERC Ta=-40 C~85 C -8% 4 +8% MHz 2.7V~5.5V R=150kΩ, Ta=-40 C~85 C -15% 4 +15% MHz tlirc 32kHz RC 周期 3V μs tres 外部复位低电平脉宽 1 μs tlvr 低压复位时间 μs tlvd 低压中断时间 μs Rev

18 符号 参数 VDD tlvds LVDO 稳定的时间 5V 测试条件 条件 LVR 除能, LVD 使能, VBG 就绪 最小典型最大单位 100 μs trstd 复位延迟时间 100 ms tsst1 tsst2 tsst3 tsst4 系统启动时间 (W/O 快速启动, HXT/TBC) 系统启动时间 (ERC,HIRC,EC) 系统启动时间 ( 快速启动,HXT/TBC) 系统启动时间 ( 快速启动,HXT/TBC) 上电或由休眠模式中唤醒 上电或由 HALT ( 空闲或休眠模式 ) 中唤醒 由空闲模式中唤醒 (fsl=ftbc) 由空闲模式中唤醒 (fsl=flirc) 1024 tsys* 注 tsys 注 ttbc 1 2 tlirc tint 中断脉宽 1 μs tad A/D 时钟周期 0.5 μs tadc 4 A/D 转换时间注 16 tad ton2st A/D 开启到 A/D 开始工作的时间 2.2V~5.5V 2 μs 注 :1. tsys =1/fSYS;tSUB =1/ fsub 2. ttbc 是 LXT 或 LIRC 振荡器的周期, 在空闲模式下, 该振荡器继续运行 3. 对于 ferc, 由于电阻精度会影响频率, 建议使用精密电阻 4. A/D 转换时间 (tad)=n (ADC 位数 )+4 ( 采样时间 ), 每位的转换时间需要 1 个 ADC 时钟 (tad) Rev

19 放大器电气特性 符号 DC 电气特性 参数 VDD 测试条件 条件 Ta=25 C 最小典型最大单位 VDD 工作电压 V IDD 静态电流 5V 无负载,A1OEN/ A2OEN 固定为 μa VOPOS 输入失调电压 5V mv IOPOS 输入失调电流 VDD=5V,VCM=1/2VDD, Ta=-40 C~85 C 10 na VCM 共模电压范围 VSS VDD-1.4V V PSRR 电源电压抑制比 db CMRR 共模抑制比 VDD=5V, VCM=0~VDD-1.4V db AC 电气特性 AOL 开环增益 db SR 电压转换速率 无负载 0.1 V/μs GBW 增益带宽 RL=1MΩ,CL=100pF 1 2 MHz 比较器电气特性 Ta=25 C 符号 参数 测试条件 VDD 条件 最小 典型 最大 单位 VDDC 比较器工作电压 V IDDC 比较器工作电流 3V μa 5V μa VCPOS1 比较器输入失调电压 5V CxOF[4:0]= mv VCPOS2 比较器输入失调电压 5V 校准后 -4 4 mv VCM 比较器共模电压范围 VSS VDD-1.4V V AOL 比较器开环增益 db tpd1 比较器响应时间 2mV 偏置 2 μs tpd2 比较器响应时间 10mV 偏置 1.5 μs Rev

20 LDO 2.4V 符号参数 VDD Ta=25 C 测试条件条件 最小 典型 最大 单位 VDDIN 电源电压 V VDDOUT 输出电压 V IDD 耗电流 启动后, 无负载 μa IOUT 输出电流 5V VCAP=1µF µa LDO 3.3V 符号 参数 VDD 测试条件 条件 Ta=25 C 最小典型最大单位 VDDIN 电源电压 V VDDOUT 输出电压 V IDD 耗电流 启动后, 无负载 μa IOUT 输出电流 5V VCAP=1μF μa 注 :1. 该 LDO 可为带 10μF 电容的 PIR 传感器提供一个稳定的电源电压 2.VREF 脚应连接一个 10μF 电容为 A/D 转换器和 PIR 传感器提供参考电压 上电复位特性 符号参数 VDD Ta=25 C 测试条件条件 最小 典型 最大 单位 VPOR 上电复位电压 100 mv RRVDD 上电复位电压速率 V/ms tpor VDD 保持为 VPOR 的最小时间 1 ms 8,, J ,, E A Rev

21 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, 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 和 A/D 控制系统时, 仅需要少数的外部器件 使得这些单片机适用于低成本和大批量的控制应用 时序和流水线结构 主系统时钟由晶振或 RC 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 T1~T4 时钟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 I?E = J +? H 5OIJ A +? 2 D = I A+? 6 2 D = I A+? 6 2 D = I A+? 6! 2 D = I A+? 6 " 2 H CH= + K JAH EF A E E C. AJ?D 1 IJ NA? KA J1 IJ 2+. AJ?D 1 IJ NA? KA J1 IJ 2+ 系统时序和流水线. AJ?D 1 I J 2+ - NA? K J1 IJ 2+ A 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! " # $, - ); 8 ) 0 + ),- ) ; AJ?D 1 IJ -NA?K JA 1 IJ. AJ?D 1 IJ - NA? K J1 IJ A. AJ?D 1 IJ! 指令捕捉. K ID 2 EF A E A. AJ?D 1 IJ $ - NA? K J1 I A J $. AJ?D 1 IJ % Rev

22 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 注意, 程序寄存器的宽度取决于所选单片机的程序存储器容量 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地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 单片机 程序计数器高字节 PCL 寄存器 HT45F23A PC10~PC8 PCL7~PCL0 HT45F24A PC11~PC8 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 堆栈 堆栈是一个特殊的存储空间, 用来存储程序计数器中的内容 单片机有 6 层堆栈, 堆栈既不是数据部分也不是程序空间部分, 而且它既不是可读取也不是可写入的 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 当一个芯片复位后, 堆栈指针将指向堆栈顶部 2 H C H = + K J A H 5 J=? 2 E JAH 6 F 5J=? B 5 J=? A L A 5 J=? A L A 5 J=? A L A! 2 H C H = A HO * JJ B 5 J=? 5 J=? A L A$ 如果堆栈已满, 且有非屏蔽的中断发生, 中断请求标志会被置位, 但中断响应将被禁止 当堆栈指针减少 ( 执行 RET 或 RETI), 中断将被响应 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 指令仍然可以被执行, 而造成堆栈溢出 使用时应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 Rev

23 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 Flash 程序存储器 程序存储器用来存放用户代码即储存程序 程序存储器为 FLASH 类型意味着可以多次重复编程, 方便用户使用同一芯片进行程序的修改 使用适当的单片机编程工具, 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 结构 程序存储器的容量为 2K 15~4K 16 位, 程序存储器用程序计数器来寻址, 其中也包含数据 表格和中断入口 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 特殊向量程序存储器内部某些地址保留, 被用作诸如复位和中断入口等特殊用途 地址 000H 该地址为程序初始化保留 系统复位后, 程序总是从 000H 开始执行 地址 004H 该地址为外部中断服务程序保留 如果 INT0 输入脚有效, 中断允许且堆栈未满, 则程序会跳转到 004H 地址开始执行 地址 008H 该地址为外部中断服务程序保留 如果 INT1 输入脚有效, 中断允许且堆栈未满, 则程序会跳转到 008H 地址开始执行 地址 00CH 该地址为定时 / 计数器 0 中断服务程序保留 当定时 / 计数器 0 溢出, 如果中断允许且堆栈未满, 则程序会跳转到 00CH 地址开始执行 地址 010H 该地址为定时 / 计数器 1 中断服务程序保留 当定时 / 计数器 1 溢出, 如果中断允许且堆栈未满, 则程序会跳转到 010H 地址开始执行 Rev

24 地址 014H 该地址为 SIM 中断服务程序保留 若 SIM 中断发生, 需要数据传输, 中断允许且堆栈未满, 则程序会跳转到 014H 地址开始执行 地址 018H 该地址为多功能中断服务程序保留 当时基溢出,A/D 转换完成, 外围设备中断引脚出现上升沿, 比较器输出中断,EEPROM 读写周期完成中断或 LVD 检测中断, 当这些中断中的任意一个发生, 如果中断允许且堆栈未满, 则程序会跳转到 018H 地址开始执行 0 "0 & "0 & 0 0 6" #. )! 1 EJE= EI=JE 8 A?J H - NJAH = JAHHK F 8A J?J H - NJAH = JAHHK F 8A J?J H 6 E AH+ K J A H 1 JAHHK F 8A J?J H 6 E AH+ K J A H 1 JAHHK F 8A J?J H JAHHK F 8A J?J H K JE. K?JE 1 JAHHK F 8A J?J H 0 6" #. ) " 1 EJE= EI=JE 8 A?J H - NJAH = JAHHK FJ8A?J H - NJAH = JAHHK FJ8A?J H 6 E AH+ K J A H 1 JAHHK FJ8A?J H 6 E AH+ K J A H 1 JAHHK FJ8A?J H JAHHK F 8A J?J H K JE. K?JE 1 JAHHK F 8A J?J H %.. 0 #>EJI J1 F A A JA@...0 程序存储器结构 $>EJI 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 这个寄存器定义表格总的地址 在设定完表格指针后, 表格数据可以使用 TABRDC [m] 或 TABRDL [m] 指令从当前的程序所在的存储器页或存储器最后一页中来查表读取 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, 而高字节中未使用的位将被读取为 0 下图是查表中寻址 / 数据流程 : Rev

25 =IJF= C A H 6 *0 24A C IJA E H 6 * 24A CEIJAH 2 H CH= A HO HA II, =J= # H $>EJI 指令 4 AC EIJA H6* 0 7 IA H5A A?JA@ 4 AC EIJA H 0 EC D*OJA M*OJA 表格地址 b11 b10 b9 b8 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 TABRDC [m] PC11 PC10 TABRDL [m] 表格存储单元 注 :@7~@0: 表格指针位 PC11~PC8: 当前程序计数器位对于 HT45F23A, 表格地址为 11 位, 从 b10~b0 对于 HT45F24A, 表格地址为 12 位, 从 b11~b0 查表范例以下范例说明在 HT45F24A 单片机中, 表格指针和表格数据如何被定义和执行 这个例子使用的表格数据用 ORG 伪指令储存在存储器的最后一页 ORG 指令 0F00H 指向的地址是 4K 程序存储器中最后一页的起始地址 表格指针的初始值设为 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 0F06H, 即最后一页起始地址后的第六个地址 值得注意的是, 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 TBLH 寄存器为只读寄存器, 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 Rev

26 表格读取程序范例 tempreg1 db? ; temporary register #1 tempreg2 db? ; temporary register #2 : : mov a,06h ; initialize table pointer note that this address ; is referenced mov tblp,a ; to the last page or present page mov a,0fh mov tbhp,a : : Tabrdl tempreg1 dec tblp tabrdl tempreg2 : : org 0F00h dc ; initialise high table pointer ; transfers value in table referenced by table pointer ; to tempreg1 data at prog. memory address 0F06H ; transferred to tempreg1 and TBLH ; reduce value of table pointer by one ; transfers value in table referenced by table pointer ; to tempreg2 ; data at prog. memory address 0F05H transferred to ; tempreg2 and TBLH ; in this example the data ²1AH² is transferred to ; to tempreg1 and data ²0FH² to register tempreg2 ; the value 00H will be transferred to the high byte ; register TBLH ; sets initial address of last page 00Ah, 00Bh, 00Ch, 00Dh, 00Eh, 00Fh, 01Ah, 01Bh : : Rev

27 在线烧录 Flash 型程序存储器提供用户便利地对同一芯片进行程序的更新和修改 另外, HOLTEK 单片机提供 5 线接口的在线编程方式 用户可将进行过编程或未经过编程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 在线烧录引脚名称 DATA CLK RES VDD VSS 功能 串行数据输入 / 输出 串行时钟 复位 电源 芯片内部程序存储器和 EEPROM 存储器都可以通过 5 线的接口在线进行烧录 其中一个引脚用于数据串行下载或上传 一个引脚用于串行时钟 两条用于提供电源, 另外一条用于复位 芯片在线烧写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, 烧录器会将 RES 脚一直拉低以除能单片机工作, 并控制 PA0 和 PA2 脚进行数据和时钟烧录, 用户必须确保这两个引脚没有连接至其它输出脚 地 在线烧录引脚 MCU 引脚 RES PB6 DATA PA0 CLK PA2 在线编程和 MCU 引脚 9 HEJA H+ A J H? 5 EC = I 9 HEJA H 8,, 2 H C H = 8,, E C 2 E I , )6 ), )6 ) HEJA H JD A +EH?KEJ H 注 :* 可能为电阻或电容 若为电阻则其值必须大于 1kΩ, 若为电容则其必须小于 1nF Rev

28 数据存储器 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 结构 数据存储器分为两个区, 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 第二部分数据存储器是做一般用途使用, 都可在程序控制下进行读取和写入 总的数据存储器被分为两个区 大部分特殊功能数据寄存器均可在所有 Bank 被访问, 处于 40H 地址的 EEC 寄存器却只能在 Bank 1 中被访问到 切换不同区域可通过设置区域指针 (BP) 实现 所有单片机的数据存储器的起始地址都是 00H 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用户进行读取和写入的操作 使用 SET [m].i 和 CLR [m].i 指令可对个别的位做置位或复位的操作, 方便用户在数据存储器内进行位操作 0 * = * = * = * = 0!.0 " *.0 5 F A?E= 2 KHF IA 4 A C IJA E HI / A A H = 2 KHF IA 4 A C IJA E HI!.0 " 0 " 0 " 0 "! , 2,+ 2, F A?E= 2 KHF IA 4 A C IJA E HI / A A H = 2 KHF IA 4 A C IJA E HI 7 KIA@ HA = I 7 KIA@ H A = I 0 6" #.! ) 0 6" #. " ) 数据存储器结构 注 : 除少数位外, 大部分的数据存储器位可以通过 SET [m].i 和 CLR [m].i 位操作指令对各个位直接进行操作 也可以通过存储器指针寄存器 MP0 和 MP1 对数据存储器进行寻址 Rev

29 特殊功能寄存器 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 0 0 0!0 "0 #0 $0 %0 &0 '0 )0 *0 +0, !0 "0 #0 $0 %0 &0 '0 )0 *0 +0, * = * = * = 1)4 2 1)4 2 * 2 ) * 2 6 * 0 6 *+ 5 6 ) K ) 2 ) + 2 * 2 * , +, ) * , ) + 2 ) + 0 0!0 "0 #0 $0 %0 &0 '0 )0 *0 +0,0-0.0! 0! 0! 0!!0! "0! #0! $0! %0! &0! '0! )0! *0! +0!,0! -0!.0 " 0 2 ) + 2 ) + 2 ) + ),4 ), 4 0 ), + 4 ) , 2 ) ) 27 2 * ), , / , 5 1 ) ) - -, +, +, +, ), )0 7 K !0 "0 #0 $0 %0 &0 '0 )0 *0 +0, !0 "0 #0 $0 %0 &0 '0 )0 *0 +0, * = 1)4 2 1)4 2 * 2 ) * 2 6 * 0 6 *+ 5 6 ) * ) 2 ) + 2 * 2 * , +, ) * , ) + 2) + 0 0!0 "0 #0 $0 %0 &0 '0 )0 *0 +0,0-0.0! 0! 0! 0!!0! "0! #0! $0! %0! &0! '0! )0! *0! +0!,0! -0!.0 " 0 " 0 " 0 "!0 *= 2) + 2) + 2) + ), 4 ),4 0 ),+ 4 ) , 2 ) ) * ), , / *= , 5 1 ) ) - -, +, +, +, ), )0 7 K K 2, 7 K + 7 K " #.! ) 0 6" #. " ) 注 :EEC PD PDC 和 PDPU 寄存器地址仅在 Bank 1 中 特殊数据存储器 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 和 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, 可以共同访问数据存储器 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 Rev

30 间接寻址指针 MP0,MP1 单片机提供两个间接寻址指针, 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间接寻址指针所指定的地址 MP0,IAR0 用于访问 Bank 0, 而 MP1 和 IAR1 可通过 BP 寄存器访问所有的 Bank 只有 Bank 0 可使用直接寻址, 其它所有 Bank 必须使用 MP1 和 IAR1 进行间接寻址 以下例子说明如何清除一个具有 4 RAM 地址的区块, 它们已事先定义成地址 adres1 到 adres4 间接寻址程序举例 data.section data adres1 db? adres2 db? adres3 db? adres4 db? block db? code.section at 0 code org 00h start: mov a,04h ; setup size of block mov block,a mov a,offset adres1 ; Accumulator loaded with first RAM address mov mp0,a ; setup memory pointer with first RAM address loop: clr IAR0 ; clear the data at address defined by mp0 inc mp0 ; increment memory pointer sdz block ; check if last memory location has been cleared jmp loop continue: 在上面的例子中有一点值得注意, 即并没有确定 RAM 地址 存储区指针 BP 数据存储器被分为两个部分, 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 只有 Bank 0 可使用直接寻址, Bank1 必须使用 MP1 和 IAR1 进行间接寻址 MP0,IAR0 用于访问 Bank 0, 而 MP1 和 IAR1 可通过 BP 寄存器访问所有的 Bank 复位后, 数据存储器会初始化到 Bank 0, 但是在空闲 / 休眠模式下的 WDT 溢出复位, 不会改变通用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 Bank 1, 则必须要使用间接寻址方式 Rev

31 BP 寄存器 Bit Name DMBP0 R/W R/W POR 0 Bit 7~1 未使用, 读为 0 Bit 0 DMBP0: 数据存储区选择位 0:Bank 0 1:Bank 1 累加器 ACC 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 表格寄存器 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 状态寄存器 STATUS 这 8 位的状态寄存器由零标志位 (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 PDF 和 TO 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 标志位通常反映最近运算的状态 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 注意,STATUS 寄存器中 bit 0~3 是读 / 写位. Rev

32 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 Bit 7~6 未使用, 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 为未知 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 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 也受循环移位指令的影响 Rev

33 EEPROM 数据存储器 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 EEPROM 数据存储器容量为 64 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 Bank 0 中的一个地址寄存器和一个数据寄存器以及 Bank 1 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 地址寄存器 EEA 数据寄存器 EED 及控制寄存器 EEC EEA 和 EED 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 EEC 位于 Bank 1 中, 不能被直接访问, 仅能通过 MP1 和 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,MP1 必须先设为 40H, BP 被设为 01H 寄存器名称 EEA 寄存器 位 EEA D5 D4 D3 D2 D1 D0 EED D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 EEC WREN WR RDEN RD EEPROM 寄存器列表 Bit Name D5 D4 D3 D2 D1 D0 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7~6 未定义, 读为 0 Bit 5~0 数据 EEPROM 地址数据 EEPROM 地址 Bit 5~Bit 0 为未知 Rev

34 EED 寄存器 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 为未知 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: 写周期有效此位为数据 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: 读周期有效此位为数据 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

35 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 RD 位已置为高而 RDEN 位还未被设置则不能开始读操作 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 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 写数据至 EEPROM,EEC 寄存器中的写使能位 WREN 先置为高以使能写功能 在此之后,EEC 寄存器中 WR 位必须被立刻置为高, 一个写周期将开始 这两条指令必须连续执行 执行任何写操作以前总中断控制位 EMI 首先被清零, 当写周期开始以后又被置为高 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 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 因此, 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 BP 将复位为 0, 这意味着数据存储区 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 写或读周期结束后将产生 EEPROM 写或读中断, 需先通过设置相关中断寄存器的 EE2I 位使能 EEPROM 中断 然而, 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, E2F 请求标志位及其相关多功能中断请求标志位将被置位 若 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 更多细节将在中断章节讲述 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增强保护功能 BP 指针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, 写数据 WR 位需立即置位, 来确保写周期正确执行 总中断 EMI 应当在写周期执行前被清零, 并且在写周期执行后又被再次使能 注意, 只有当 EEPROM 读或写操作全部完成单片机才能进入空闲或休眠模式 否则 EEPROM 读或写操作将不能被执行 Rev

36 程序举例 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 read/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 CLR EMI SET IAR1.3 ; set WREN bit, enable write operations SET IAR1.2 ; start Write Cycle - set WR bit SET EMI BACK: SZ IAR1.2 ; check for write cycle end JMP BACK CLR IAR1 ; disable EEPROM read/write CLR BP Rev

37 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 振荡器选择是通过配置选项和寄存器共同完成的 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 所有振荡器选择通过配置选项选择 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 类型 名称 频率 引脚 外部晶振 HXT 400kHz~8MHz OSC1/OSC2 外部 RC ERC 4MHz OSC1 内部高速 RC HIRC 910kHz,2/4/8MHz 外部时钟 EC 400kHz~8MHz OSC1 外部低速晶振 LXT kHz XT1/ XT2 内部低速 RC LIRC 32kHz 振荡器类型 系统时钟配置单片机有六个系统振荡器, 包括四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, 外部 RC 振荡器, 外部时钟和内部 910kHz 2MHz 4MHz 或 8MHz RC 振荡器 两个低速振荡器包括外部 kHz 振荡器和内部 32kHz 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 位及 CKS2~CKS0 位决定的, 系统时钟可动态选择 高速或低速振荡器的实际时钟源经由配置选项选择 低速或高速系统时钟频率由 SMOD 寄存器的 HLCLK 位及 CKS2~CKS0 位决定的 请注意, 两个振荡器必须做出选择, 即一个高速和一个低速振荡器 Rev

38 0 EC D5F A I?E = JE 0 :6-4+ B0 $ IJ= C A2HA I?= AH B0 - + B0 " M 5 FA A@ I?E = JE 0 EC D5F A A I?E JE + BECK H = E J FJE B0 & B0 $ B0! 14 + B B0 $" B5 ; 5 :6 M 5 FA I? E = JE + BECK H = E J FJE B5 7* > EJI. =I J9= A KBH F A H 1, A+ JH B H0: 6 O 系统时钟配置 外部晶体 / 陶瓷振荡器 -- HXT 外部高频晶体 / 陶瓷振荡器可通过配置选项选择 对于晶体振荡器, 只要简单地将晶体连接至 OSC1 和 OSC2, 则会产生振荡所需的相移及反馈, 而不需其它外部器件 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 C1 和 C2 到 VSS, 具体数值与客户选择的晶体 / 陶瓷晶振有关 为了确保振荡器的稳定性及减少噪声和串扰的影响, 晶体振荡器及其相关的电阻和电容以及它们之间的连线都应尽可能的接近单片机 + 4 F 5+ 4 B 1 JAH = I? = E J H + EH?K EJ E J A H =?EH?K EJI JA 4 FEI H = O HA J G KHA + = =HAHA G ) JD K C D ID J M F E D= I L A = H=IEJE? F =? = F = EJ=??A B= H % F. 晶体 / 陶瓷振荡器 -- HXT Rev

39 外部 RC 振荡器 -- ERC 晶体振荡器 C1 和 C2 值 晶体频率 C1 C2 8 MHz 0pF 0pF 4 MHz 0pF 0pF 1 MHz 100pF 100pF 注 :C1 和 C2 数值仅作参考用 晶体振荡器电容推荐值 ERC 振荡器只需要在 OSC1 和 VDD 之间连接一个阻值约在 56kΩ 到 2.4MΩ 之间的电阻,OSC1 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 150kΩ 电阻连接到 5V 电源电压, 在 25 C 下, 振荡器的频率为 4MHz, 容差 2% 外部 RC 振荡器仅使用 OSC1 引脚,OSC1 与 PC1 引脚共用, 此时 PC1 引脚可以作为普通的 I/O 口使用 为了确保振荡器的稳定性及减少噪声和串扰的影响, 需将电容及电阻尽可能的接近单片机 8,, 4 5+ F 外部 RC 振荡器 -- ERC 外部振荡器 -- EC 单片机的系统时钟也可来源于外部时钟, 这样就给用户提供了一种将外部硬件和单片机同步运行的选择 通过配置选项选择, 将外部时钟源接至 OSC1 引脚即可 如果使用的是外部振荡器提供的时钟源, 则 OSC2 引脚应处于浮空状态 内部振荡电路中有一个滤波电路, 它用于减少振荡器引脚的噪声引起单片机误动作的可能性, 然而这个滤波电路有一定的功耗, 可以通过振荡器配置选项来关闭这个滤波器 在功耗要求严格, 高集成度的外部时钟源和外部低阻抗时钟源的应用中, 不使用内部滤波器 内部 RC 振荡器 -- HIRC 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 振荡器具有四种固定的频率 :910kHz,2MHz,4MHz 和 8MHz 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 5V 及温度为 25 C 的条件下, 910kHz,2MHz,4MHz,8MHz 这四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 ;PC0 和 PC1 可以作为通用 I/O 口使用 Rev

40 外部 kHz 晶体振荡器 -- LXT 外部 kHz 晶体振荡器是一个低频振荡器, 经由配置选项选择 时钟频率固定为 kHz, 此时 XT1 和 XT2 间引脚必须连接 kHz 的晶体振荡器 需要外部电阻和电容连接到 32768Hz 晶振以帮助起振 对于那些要求精确频率的场合中, 可能需要这些元件来对由制程产生的误差提供频率补偿 在系统上电期间,LXT 振荡器启动需要一定的延时 +! %$ & F 1 JAH = I?E = J H + EH?K EJ 1 JA H = 4+ I?E = J H 6 E JA H =?EH?K EJI JA 4 F + + =HAHA G K HA@ E ) JD K C D JID M FE ID =LA=F= H = EJE? I?= F = EJ=?? A B=H % F. 外部 LXT 振荡器 当系统进入空闲 / 休眠模式, 系统时钟关闭以降低功耗 然而在某些应用, 比如空闲 / 休眠模式下要保持内部定时器功能, 必须提供额外的时钟, 且与系统时钟无关 然而, 对于一些晶体, 为了保证系统频率的启动与精度要求, 需要外接两个小容量电容 C1 和 C2, 具体数值与客户选择的晶体规格有关 外部并联的反馈电阻 RP, 是必需的 一些配置选项决定是否 XT1/XT2 脚是用于 LXT 还是作为普通 I/O 口使用 若 LXT 振荡器未被用于任何时钟源,XT1/XT2 脚能被用作一般 I/O 口使用 若 LXT 振荡器被用于一些时钟源,32.768kHz 晶体应被连接至 XT1/XT2 脚 为了确保振荡器的稳定性及减少噪声和串扰的影响, 晶体振荡器及其相关的电阻和电容以及它们之间的连线都应尽可能的接近单片机 LXT 振荡器 C1 和 C2 值 晶体频率 C1 C kHz 10pF 10pF 注 :1 C1 和 C2 数值仅作参考用 2 RP 的建议值为 5M~10MΩ kHz 振荡器电容推荐值 Rev

41 LXT 振荡器低功耗功能 LXT 振荡器可以工作在快速启动模式或低功耗模式, 可通过设置 TBC 寄存器中的 LXTLP 位进行模式选择 LXTLP 位 LXT 模式 0 快速启动 1 低功耗 系统上电时会清零 LXTLP 位来快速启动 LXT 振荡器 在快速启动模式,LXT 振荡器将起振并快速稳定下来 LXT 振荡器完全起振后, 可以通过设置 LXTLP 位为高进入低功耗模式 振荡器可以继续运行, 其间耗电将少于快速启动模式 在功耗敏感的应用领域如电池应用方面, 功耗必须限制为一个最小值 为了降低功耗, 建议系统上电 2 秒后, 在应用程序中将 LXTLP 位设为 1 应注意的是, 无论 LXTLP 位是什么值,LXT 振荡器会一直运作, 不同的只是在低功耗模式时启动时间更长 内部 32kHz 振荡器 -- LIRC 内部 32kHz 系统振荡器也是一个低频振荡器, 经由配置选项选择 有一个完全集成 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 因此, 内部 32kHz 振荡器频率在 25 C 温度 5V 电压下的精度保持在 10% 以内 辅助振荡器低速振荡器除了提供一个系统时钟源外, 也用来为看门狗定时器和时基中断提供时钟来源 Rev

42 工作模式和系统时钟 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 单片机提供高 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 系统时钟单片机为 CPU 和外围功能操作提供了多种不同的时钟源 用户使用配置选项和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 fh 或低频时钟源 fl, 通过 SMOD 寄存器中的 HLCLK 位及 CKS2~CKS0 位进行选择 高频时钟来自 HXT ERC HIRC 振荡器或 EC, 可通过配置选项选择, 低频系统时钟源来自内部时钟 fl, 若 fl 被选择, 可通过配置选项设定为 LXT 或 LIRC 振荡器 其它系统时钟还有高速系统振荡器的分频 fh/2~fh/64 另外两个内部时钟用于外围电路, 次时钟源 fsub 和周期时钟 ftbc 这两个时钟源来自 LXT 或 LIRC 振荡器, 通过配置选项选择 快速唤醒发生后,fSUB 为单片机提供一个次时钟, 使系统能够在更短的时间内快速唤醒 fsub 和 fsys/4 用于看门狗定时器的的时钟源 ftb 用于时基 0/1 中断功能的时钟源 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 Rev

43 0 EC D 5F A I? =JE E 0 :6-4+ B0 $ I J= C A2HAI?= A H B0 - + B0 " M 5 F A A@ I? =JE E 0 EC D 5F A I? E = JE + BEC K H = E J FJE B0 & B0 $ B0! 14 + B B0 $" B5 ; 5 :6 M 5 F A I? E = JE + BEC K H = E J FJE > JI E B5 7*. =I J9 = AK FBH A H 1, A + JH B H0: 6 O B6 *+ B5 ; 5 " B6 * 6 E A*= IA * K AH 6 *+ B5 7* B5 ; 5 " B5 9,6 + BEC K H = E J 系统时钟选项注 : 当系统时钟源 fsys 由 fh 到 fl 转换时, 高速振荡器将停止以节省耗电 因此, 没有为外围电路提供 fh/2~fh/64 的频率 FJE Rev

44 工作模式 说明 CPU fsys fsub fs ftbc 正常模式 On fh~fh/64 On On On 低速模式 On fl On On On 空闲模式 0 Off Off On On/Off On 空闲模式 1 Off On On On On 休眠模式 0 Off Off Off Off Off 休眠模式 1 Off Off On On Off 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 HXT ERC EC 或 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 CKS2~CKS0 位及 HLCLK 位选择的 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 LXT 或 LIRC 振荡器 单片机在此模式中运行所耗工作电流较低 在低速模式下,fH 关闭 休眠模式 0 在 HALT 指令执行后且 SMOD 寄存器中 IDLEN 位为低时, 系统进入休眠模式 在休眠模式 0 中,CPU fsub 及 fs 停止运行, 看门狗定时器功能除能 在该模式中 LVDEN 位需置为 0, 否则将不能进入休眠模式 0 中 休眠模式 1 在 HALT 指令执行后且 SMOD 寄存器中 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 然而当其时钟源经配置选项选择为 fsub 时, 若 LVDEN 位为 1 或看门狗定时器功能使能,fSUB 及 fs 继续运行 空闲模式 0 执行 HALT 指令后且 SMOD 寄存器中 IDLEN 位为高,WDTC 寄存器中 FSYSON 位为低时, 系统进入空闲模式 0 在空闲模式 0 中,CPU 停止, 但一些外围功能如看门狗定时器 时基 0 和 SIM 将继续工作 在空闲模式 0 中, 系统振荡器停止, 看门狗定时器时钟 fs 开启或关闭由 fs 所选时钟源决定 若时钟源为 fsys/4,fs 关闭 ; 若时钟源为 fsub,fs 开启 空闲模式 1 执行 HALT 指令后且 SMOD 寄存器中 IDLEN 位为高,WDTC 寄存器中 FSYSON 位为高时, 系统进入空闲模式 1 在空闲模式 1 中,CPU 停止, 但会提供一个时钟源给一些外围功能如看门狗定时器 时基 0 和 SIM 在空闲模式 1 中, 系统振荡器继续运行, 该系统振荡器可以为高速或低速系统振荡器 在该模式中看门狗定时器时钟 fs 开启 若时钟源为 fsys/4 或 fsub,fs 开启 Rev

45 控制寄存器 寄存器 SMOD 用于控制单片机内部时钟 SMOD 寄存器 Bit Name CKS2 CKS1 CKS0 FSTEN LTO HTO IDLEN HLCLK R/W R/W R/W R/W R/W R R R/W R/W POR Bit 7~5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 CKS2~CKS0: 当 HLCLK 为 0 时系统时钟选择位 000:fL(fLXT 或 flirc) 001:fL(fLXT 或 flirc) 010:fH/64 011:fH/32 100:fH/16 101:fH/8 110:fH/4 111:fH/2 这三位用于选择系统时钟源 除了 LXT 或 LIRC 振荡器提供的系统时钟源外, 也可使用高频振荡器的分频作为系统时钟 FSTEN: 快速唤醒控制位 ( 仅用于 HXT) 0: 除能 1: 使能此位为快速唤醒控制位, 用于决定单片机被唤醒后 fsub 是否开始工作 若此位为高, 当 fsub 有效时, 此时钟源可作为暂用系统时钟以提供一个较快的唤醒时间 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经唤醒后何时稳定下来 当系统处于休眠 0 模式时, 该标志为低 若系统时钟来自 LXT 振荡器, 系统唤醒后该位转换为高需 1024 个时钟周期 ; 若系统时钟来自 LIRC 振荡器, 该位转换为高需 1~2 个时钟周期 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总为 1 该标志由休眠模式或空闲模式 0 中唤醒后会处于低电平状态, 若使用 HXT 振荡器, 该位将在 1024 个时钟周期后变为高电平状态, 若使用 ERC 或 HIRC 振荡器则只需 15~16 个时钟周期即可 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

46 Bit 0 HLCLK: 系统时钟选择位 0:fH/2~ fh/64 或 fl 1:fH 此位用于选择 fh 或 fh/2~ fh/64 还是 fl 作为系统时钟 该位为高时选择 fh 作为系统时钟, 为低时则选择 fh/2~ fh/64 或 fl 作为系统时钟 当系统时钟由 fh 时钟向 fl 时钟转换时,fH 将自动关闭以降低功耗 快速唤醒 系统振荡器 单片机进入休眠模式或空闲模式 0 后, 系统时钟将停止以降低功耗 然而单片机再次唤醒, 原来的系统时钟重新起振 稳定且恢复正常工作需要一定的时间 为确保单片机能够尽快的开始工作, 系统提供了一个快速唤醒功能 需提供一个临时时钟源 fsub 先驱动系统直至原系统振荡器稳定, 这个临时时钟可来自 LXT 或 LIRC 振荡器 快速启动功能的时钟源为 fsub, 该功能仅在休眠模式 1 和空闲模式 0 中有效 当单片机由休眠模式 0 唤醒时, 因 fsub 已停止, 故快速唤醒功能不受影响 快速唤醒功能使能 / 除能由 SMOD 寄存器中 FSTEN 位控制的 若 HXT 振荡器作为正常模式的系统时钟, 且快速唤醒功能使能, 系统唤醒将需 1~2 个 tsub 时钟周期 系统开始在 fsub 时钟源下运行直至 1024 个 HXT 时钟周期后 HTO 标志转换为高, 系统将切换到 HXT 振荡器运行 若系统振荡器选用 ERC EC 或 HIRC, 将系统从休眠模式或空闲模式 0 中唤醒需 15~16 个时钟周期 ; 若选用 LIRC, 则需 1~2 个周期 快速唤醒位 FSTEN 在这些情况下不受影响 FSTEN 位 唤醒时间 ( 休眠模式 0) 唤醒时间 ( 休眠模式 1) 唤醒时间 ( 空闲模式 0) 唤醒时间 ( 空闲模式 1) 个 HXT 周期 1024 个 HXT 周期 1~2 个 HXT 周期 HXT 1~2 个 fsub 周期 个 HXT 周期 ( 系统在 fsub 下运行 1024 个 HXT 周期后切换到 HXT 振荡 1~2 个 HXT 周期 器运行 ) ERC 15~16 个 ERC 周期 15~16 个 ERC 周期 1~2 个 ERC 周期 EC 15~16 个 EC 周期 15~16 个 EC 周期 1~2 个 EC 周期 HIRC 15~16 个 HIRC 周期 15~16 个 HIRC 周期 1~2 个 HIRC 周期 LIRC 1~2 个 LIRC 周期 1~2 个 LIRC 周期 1~2 个 LIRC 周期 LXT 1024 个 LXT 周期 1024 个 LXT 周期 1~2 个 LXT 周期 唤醒时间注 : 若看门狗定时器除能, 意味着 LXT 和 LIRC 都关闭, 当单片机由休眠模式 0 中唤醒时快速唤醒功能不可用 Rev

47 工作模式切换和唤醒 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 WDTC 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 fh 转换成时钟源 fh/2~fh/64 或 fl 若时钟源来自 fl, 高速时钟源将停止运行以节省耗电 此时须注意, fh/16 和 fh/64 内部时钟源也将停止运行, 由此会影响到如 SIM 等内部功能的工作 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 4 ) B5 ; 5 B0 B0 $" B HK B5 ; 5 B6 *+ B5 7* 1, - 0 ) 6E IJHK?JE EIA N A? A J IJ F 1, -. 5; 5 B5 ; 5 B6 *+ B5 7* ) 6E IJHK?JE EIA N A? A J B5 ; 5 B IJ F 1, - B6 *+ B B5 7 * B 9,6 8, BB 1, - 0 ) 6E IJHK?JE EIA N A? A J IJ F 1, -. 5; 5 B5 ; 5 BB B6 *+ B5 7* ) 6E IJHK?JE EIA N A? A J B5 ; 5 BB IJ F 1, - B6 *+ BB B5 7* 9,6 H 8, 5 9 B5 ; 5 B B HK B5 ; 5 B6 *+ B5 7* B0 BB Rev

48 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 LXT 或 LIRC 振荡器, 因此要求这些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 位控制 N* A 9,6 8= HA = B 1, - 0 ) 6E IJHK?JE EIAN A?KJA@ A 9,6 H 8,EI 1, - 0 ) 6E IJHK?JE EIAN A?KJA@ A 1, -.5 ; 5 0 ) 6E IJHK?JE EIA N A? K J 1, A 1, -.5 ; 5 0 ) 6E IJHK?JE EIAN A?KJA@ 1, A Rev

49 低速模式切换到正常模式 在低速模式系统使用 LXT 或 LIRC 低速振荡器 切换到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 高速振荡器的稳定时间由所使用高速系统振荡器的类型决定 5 A * * = I0 + H0 + 4 A 9,6 8, = HA = B 1, - 0 ) 6E IJHK?JE EIAN A? JA@ K ,6 H 8, EI 1, - 0 ) 6E IJHK?JE EIAN A? JA@ K , -.5 ; 5 0 ) 6E IJHK?JE EIA N A? K J 1, A 1, -.5 ; 5 0 ) 6E IJHK?JE EIAN A? JA@ K 1, A Rev

50 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 WDT 时钟和时基时钟停止运行, 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 无论 WDT 时钟源来自 fsub 时钟或系统时钟,WDT 都将被清除并停止运行 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 : 系统时钟和时基时钟停止运行, 应用程序停止在 HALT 指令处 WDT 或 LVD 继续运行, 其时钟源来自 fsub 数据存储器中的内容和寄存器将保持当前值 若 WDT 使能且其时钟源来自 fsub, 则 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 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 WDTC 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, 时基时钟和 fsub 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 若 WDT 使能且其时钟源来自 fsub, 则 WDT 将被清零并重新开始计数 ; 若其时钟源来自系统时钟, 则 WDT 将停止运行 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 WDTC 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 时基时钟和 fsub 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 若 WDT 使能, 无论 WDT 时钟源来自 fsub 或是系统时钟, 则 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 Rev

51 静态电流的注意事项 由于单片机进入休眠或空闲模式的主要原因是将 MCU 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 还应注意的是, 如果使能配置选项中的 LXT 或 LIRC 振荡器, 会导致耗电增加 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, 额外的静态电流也可能会有几百微安 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 : 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, 则会发生看门狗定时器复位 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, 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 编程注意事项 HXT 和 LXT 振荡器使用相同的 SST 计数器 例如, 若系统从休眠模式 0 中唤醒, HXT 和 LXT 振荡器都需从关闭状态快速启动 HXT 振荡器结束其 SST 周期后, LXT 振荡器才开始使用 SST 计数器 若单片机从休眠模式 0 唤醒后进入正常模式, 高速系统振荡器需要一个 SST 周期 在 HTO 为 1 后, 单片机开始执行首条指令 此时, 若 fsub 时钟来源于 LXT 振荡器,LXT 振荡器可能不是稳定的, 上电状态可能会发生类似情况, 首条指令执行时 LXT 振荡器还未就绪 若单片机从休眠模式 1 唤醒后进入正常模式, 系统时钟源来自 HXT 振荡器且 FSTEN 为 1, 唤醒后, 系统时钟可切换至 LXT 或 LIRC 振荡器 一些外围功能, 如 WDT,TMs 和 SIM, 采用系统时钟 fsys 时, 在系统时钟源由 fh 切换至 fl 时, 以上这些功能的时钟源也要随之改变 当 WDT 时钟源选择为 fsub 时,fSUB 和 fs 的开启或关闭由 WDT 是否使能决定的 Rev

52 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 fs, 而 fs 的时钟源又是通过配置选项从 fsub 和 fsys/4 中选择 fsub 时钟由 LXT 或 LIRC 振荡器提供, 可通过配置选项设置 看门狗定时器的时钟源可分频为 2 13 ~2 20 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 电压为 5V 时内部振荡器 LIRC 的周期大约为 32kHz 需要注意的是, 这个特殊的内部时钟周期随 VDD 温度和制成的不同而变化 LXT 振荡器由一个外部 kHz 晶振提供 另一个看门狗定时器时钟源选项为 fsys/4 看门狗定时器时钟源可来自内部 LIRC 振荡器 LXT 振荡器或 fsys/4 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 寄存器结合配置选项控制看门狗定时器的工作 WDTC 寄存器 Bit Name FSYSON WS2 WS1 WS0 WDTEN3 WDTEN2 WDTEN1 WDTEN0 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7 Bit 6~4 Bit 3~0 FSYSON:fSYS 在空闲模式下的控制位 0: 除能 1: 使能 WS2,WS1,WS0:WDT 溢出周期选择位 000:2 13 /fs 001:2 14 /fs 010:2 15 /fs 011:2 16 /fs 100:2 17 /fs 101:2 18 /fs 110:2 19 /fs 111:2 20 /fs 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 WDTEN3,WDTEN2,WDTEN1,WDTEN0:WDT 软件控制位 1010: 除能其它 : 使能 Rev

53 看门狗定时器操作 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 通过配置选项选择看门狗定时器的一些选项, 如使能 / 除能 时钟源选择及清除指令类型 除了配置选项使能 / 除能看门狗定时器外,WDTC 寄存器中的 WDTEN3~WDTEN0 位也可用来除能看门狗定时器, 此时需设置 WDTEN3~WDTEN0 为 1010 若使用看门狗定时器功能, 推荐设置这四位为 0101, 提供最大可能的防干扰能力 注意, 若看门狗定时器被除能, 相关操作的任何指令都不会工作 WDT 配置选项 WDTEN3~WDTEN0 位 WDT 功能 WDT 使能 使能 WDT 除能 除 1010 外其它值 使能 WDT 除能 1010 除能 看门狗定时器使能 / 除能控制 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, 程序计数器 PC 和堆栈指针 SP 将被置位 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 ), 第二种是通过软件清除指令, 而第三种是通过 HALT 指令 软件指令有两种用于清除看门狗寄存器, 需通过配置选项选择 第一种选择是使用一条 CLR WDT 指令, 而第二种是使用 CLR WDT1 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 WDT1 和 CLR WDT2 两者才能成功的清除 WDT 关于第二种选择, 如果 CLR WDT1 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 WDT1 指令才可以清除看门狗定时器 当设置分频比为 2 20 时, 溢出周期最大 例如, 时钟源为 kHz LXT 振荡器, 分频比为 2 20 时最大溢出周期约 32s, 分频比为 2 13 时最小溢出周期约 250ms 如果 fsys/4 作为看门狗定时器时钟源, 需要注意, 当系统工作在休眠或空闲模式 0 时, 系统时钟停止工作, 看门狗失去保护作用 如果系统工作在干扰大的环境中, 强烈建议使用 fsub 作为时钟源 + 4 9,6. =C + 4 9,6. =C + A =H9,6 6 FO A + BECK H = E J FJE H1 IJHK?JE I + 4 : B5 ; 5 " 7 : B5 7* 7 : + BECK H = E J FJE + BECK H = E J FJ E B5 & IJ= C A, ELE@ AH 9,6 2 HA I?= AH & J 7 : ,6 6 E A K J! B 5 B 5 Rev

54 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 脚拉低复位方式相似 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 8,, JAH = 4A IA J ' 8,, J4 56, J5 5 6 注 :trstd 为上电延迟时间, 典型值为 100ms 上电复位时序图 RES 引脚复位由于复位引脚与 PB.6 共用, 复位功能必须使用配置选项选择 虽然单片机有一个内部 RC 复位功能, 如果电源上升缓慢或上电时电源不稳定, 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 trstd 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 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 Rev

55 8,,. 8,, " " & 9 9.! *$ 8 55 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 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 4-5 " 8,, ' 8,, J4 56, J JAH = 4A IA J 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~VLVR 的范围内, 这时 LVR 将会自动复位单片机 LVR 包含以下的规格 : 有效的 LVR 信号, 即在 0.9V~VLVR 的低电压状态的时间, 必须超过交流电气特性中 tlvr 参数的值 如果低电压存在不超过 tlvr 参数的值, 则 LVR 将会忽略它且不会执行复位功能 VLVR 参数值可通过配置选项进行设定 84 1 JAH = 4A IA J J4 56, J5 5 6 注 :trstd 为上电延迟时间, 典型值为 100ms 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 1 之外, 正常运行时看门狗溢出复位和 RES 复位相同 9,6 6 E A K J 1 JAH = 4A IA J J4 56, J5 5 6 注 :trstd 为上电延迟时间, 典型值为 100ms 正常运行时看门狗溢出时序图 Rev

56 休眠或空闲时看门狗溢出复位 休眠或空闲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 1 外, 绝大部分的条件保持不变 图中 tsst 的详细说明请参考交流电气特性 复位初始状态 9,6 6 E A K J 1 JAH = 4A IA J 注 : 如果系统时钟源为 ERC 或 HIRC 时,tSST 为 15~16 个时钟周期 ; 如果系统时钟源为 HXT 或 LXT, 则 tsst 为 1024 个时钟周期 ; 如果系统时钟源为 LIRC, 则 tsst 为 1~2 个时钟周期 J5 5 6 休眠或空闲时看门狗溢出复位时序图 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 RES 复位或 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 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 注 : u 代表不改变 项目程序计数器中断看门狗定时器定时 / 计数器输入 / 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 I/O 口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 若芯片有多种封装类型, 表格反应较大的封装的情况 Rev

57 Register HT45F23A HT45F24A Power-on Reset RES or LVR Reset WDT Time-out (Normal Operation) WDT Time-out (Idle/Sleep) PCL MP0 xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu uuuu uuuu MP1 xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu uuuu uuuu BP u ACC xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu uuuu uuuu TBLP xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu uuuu uuuu TBLH - xxx xxxx - uuu uuuu - uuu uuuu - uuu uuuu TBLH xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu uuuu uuuu TBHP xxx uuu uuu uuu TBHP xxxx uuuu uuuu uuuu STATUS xxxx - - uu uuuu - - 1u uuuu uuuu SMOD uuuu uuuu LVDC uu - uuu INTEDGE uuuu WDTC uuuu uuuu INTC uuu uuuu INTC uuu - uuu MFIC uuuu uuuu MFIC uuu - uuu PA uuuu uuuu PAC uuuu uuuu PB uuu uuuu PB uuuu uuuu PBC uuu uuuu PBC uuuu uuuu PC uuu uuuu PC uuuu uuuu PCC uuu uuuu PCC uuuu uuuu PD uu PDC uu PAWU uuuu uuuu PAPU uuuu uuuu PBPU uuu uuuu PBPU uuuu uuuu PCPU uuu uuuu PCPU uuuu uuuu PDPU uu PWM uuuu uuuu PWM uuuu uuuu Rev