SM2965

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莺筹仲孙
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1 产品清单 SM2965C40, 主频 40MHz, 内带 64KB 闪存的 MCU 总体描述 SM2965 系列产品是一种内嵌 64KB 闪存和 1K 字节 RAM 的 8 位单片微控制器它是 80C52 微控制器家族的派生产品具有在系统可编程 (ISP) 功能其 PDIP 封装具有 32 个 I/O 口而 PLCC/QFP 封装则具有多达 36 个 I/O 口 64K 字节的闪存既可以当作程序空间又可以当作数据空间或者数据和程序混合空间其硬件特征和强大的指令系统使它成为一种性能价格比高的控制器片上闪存的编程可以使用商用编程器进行并行编程也可以根据其 ISP 特性利用串行或并行接口进行编程订货信息 SM2965ihhk 空片 SM2965ihh-yyyk i 工艺标志 {C} hh 工作时钟单位为 MHz{40} yyy 产品代码 {001,,999} k 封装形式后缀 { 如下表所示 } 后缀封装管脚排列图尺寸 P 40 脚 PDIP 见 2 页见 19 页 J 44 脚 PLCC 见 2 页见 20 页 Q 44 脚 QFP 见 2 页见 21 页特性工作电压 4.5V 到 5.5V 编程电压 5V 与通用 80C52 家族完全兼容每个机器周期为 12 个时钟周期 64K 字节片上闪存可以实现在系统编程 (ISP) 1024 字节片上数据 RAM 3 个 16 位定时 / 计数器 1 个看门狗定时器 PDIP 封装具有 4 个 8 位 I/O 口 PLCC 或 QFP 封装具有 4 个 8 位 I/O 口外加 1 个 4 位 I/O 口全双工串口通道位操作指令页自由跳转 8 位无符号除运算 8 位无符合乘运算 BCD 码运算直接地址访问间接地址访问嵌套中断两个中断优先级 1 个串行 I/O 口省电模式空闲模式和掉电模式代码保护功能低 EMI( 禁止 ALE) 复位时如果 00H 地址为空白即启动 ISP 服务程序 PID /01

2 管脚分配图 PID /01

3 系统框图 PID /01

4 管脚描述 40L 44L PDIP QFP 引脚引脚号号 44L PLCC 引脚号管脚定义正常状态 I/O T2/P1.0/FA0 I/O P1 口或闪存或外部存储器地址的位 0 定时器 T2EX/P1.1/FA1 I/O P1 口或闪存或外部存储器地址的位 1 定时器控制位 P1.2/FA2 I/O P1 口或闪存或外部存储器地址的位 P1.3/FA3 I/O P1 口或闪存或外部存储器地址的位 P1.4/FA4 I/O P1 口或闪存或外部存储器地址的位 P1.5/FA5 I/O P1 口或闪存或外部存储器地址的位 P1.6/FA6 I/O P1 口或闪存或外部存储器地址的位 P1.7/FA7 I/O P1 口或闪存或外部存储器地址的位 RES H I 复位 RXD/P3.0 -/-/L I/O P3 口的位 0, 接收数据端或闪存块使能 TXD/P3.1 I/O P3 口的位 1, 发送数据端 #INT0/P3.2 L/- I/O P3 口的位 2, 中断 0 低电平触发端 #INT1/P3.3 L/-/L I/O P3 口的位 3, 中断 1 低电平触发端 T0/P3.4 -/-/L I/O P3 口的位 4, 定时器 T1/P3.5 -/-/L I/O P3 口的位 5, 定时器 #WR/P3.6 L/- I/O P3 口的位 6, 外部存储器写 #RD/P3.7/#FEW L/- I/O P3 口的位 7, 外部存储器读或闪存块写使能 XTAL2 O 晶振输出 XTAL1 I 晶振输入 VSS 供电电源地 P2.0/FA8 I/O P2 口的位 0, 闪存或外部存储器地址的位 P2.1/FA9 I/O P2 口的位 1, 闪存或外部存储器地址的位 P2.2/FA10 I/O P2 口的位 2, 闪存或外部存储器地址的位 P2.3/FA11 I/O P2 口的位 3, 闪存或外部存储器地址的位 P2.4/FA12 I/O P2 口的位 4, 闪存或外部存储器地址的位 P2.5/FA13 I/O P2 口的位 5, 闪存或外部存储器地址的位 P2.6/FA14 I/O P2 口的位 6, 闪存或外部存储器地址的位 P2.7/FA15 L/L I/O P2 口的位 7, 闪存或外部存储器地址的位 #PSEN/#FOE -/L O/I 外部程序存储器使能, 闪存块 O/P 操作使能 ALE/#FCE L O/I 地址锁存使能, 闪存块片使能 #EA I 外部访问 P0.7/FD7 I/O P0 口的位 7, 闪存或外部存储器的位 P0.6/FD6 I/O P0 口的位 6, 闪存或外部存储器的位 P0.5/FD5 I/O P0 口的位 5, 闪存或外部存储器的位 P0.4/FD4 I/O P0 口的位 4, 闪存或外部存储器的位 P0.3/FD3 I/O P0 口的位 3, 闪存或外部存储器的位 P0.2/FD2 I/O P0 口的位 2, 闪存或外部存储器的位 P0.1/FD1 I/O P0 口的位 1, 闪存或外部存储器的位 P0.0/FD0 I/O P0 口的位 0, 闪存或外部存储器的位 VDD 驱动电压,+5V P4.0 I/O P4 口的位 P4.1 I/O P4 口的位 P4.2 I/O P4 口的位 P4.3 I/O P4 口的位 PID /01

5 扩展功能描述存储器结构 SM2965 是在通用 80C52 内核的基础上集成了 ISP 功能的单片微控制器与通用的 80C52 内部存储器的结构相同程序存储器它的内部存储器结构 SM2965 具有 64K 字节的片内闪存通常情况下可当作通用程序存储器 64K 字节闪存中包括高达 4K 的特殊存储空间专门用来存储 ISP 服务程序 64K 闪存的地址范围为 0000H FFFFH 而 ISP 服务程序的存储空间为 F000H FFFFH ISP 服务程序的占用空间大小是 512 字节的 N N=0 8 倍当 N 0 时意味着片内无 ISP 服务程序 64K 的 FLASH 空间可以全部用来存储用户程序 N=1 时 ISP 服务程序的的大小为 512 字节占用 FLASH 的地址空间为 FE00H FFFFH N=2 时 ISP 服务程序占用 1K 的 FLASH 地址空间即 FC00H FFFFH 其余依次类推 N 值可以设置并可以通过编程器写进 SM2965 内 64K 程序存储空间 ISP 服务程序空间高达 4K FFFF FE00 FC00 FA00 F800 F600 F400 F200 F000 N=8 N=7 --- N=0 N=1 数据存储器 SM2965 具有 1K 字节的片内 RAM 低 256 字节与 80C52 的片内 RAM 结构一样扩展的高 768 字节 RAM 可以用访问外部存储器的方式进行访问 ( 利用指令 MOVX) 扩展的 768 字节的 RAM 可以用指令 MOVX 直接外部方式访问 FF F 高 128 字节 ( 只能用间接地址方式访问 ) 低 128 字节 ( 可用直接或间接地址方式访问 ) SFR 空间 ( 只能用直接地址方式访问 ) FF PID /01

6 数据存储器低 128 字节数据存储器从 00H FFH 的地址空间同 80C52 是相同的 00H 7FH 的地址空间可以直接访问也可以间接访问 00H 1FH 的地址空间是寄存器空间 20H 2FH 的地址空间是位寻址空间 30H 7FH 的地址空间是通用数据存储区数据存储器高 128 字节数据存储器的高 128 字节范围是 80H FFH 只可以用间接地址方式访问这部分空间也是数据存储区数据存储器扩展的 768 字节从外部地址 0000H 02FFH 是片内扩展 RAM 区共 768 字节这部分地址空间只能用直接外部地址方式访问利用 MOVX 指令如果指令所访问的地址大于 02FFH 时 SM2965 会自动产生访问外部存储器的控制信号特殊功能寄存器 SCONF 的位 1 OME 的值决定了允许还是禁止访问扩展的 768 字节 RAM 该位的默认设置为 1 可以访问内部扩展的 768 字节 RAM 指令所能访问的地址空间由特殊函数寄存器 IMPSR 85H 的位 1 PS1 和位 0 PS0 决定 PS1 和 PS2 的默认设置是 00 数据存储器的一页是 256 字节 PS1 PS0 00 指令的 Rn 映射为数据存储器的第 0 页地址空间为 0000H 00FFH PS1 PS0 01 指令的 Rn 映射为数据存储器的第 1 页地址空间为 0100H 01FFH PS1 PS0 10 指令的 Rn 映射为数据存储器的第 2 页地址空间为 0200H 02FFH PS1 PS0 11 指令的所能访问的地址空间为 XY00H XYFFH 高位地址由 P2 口决定 (SM2965 会自动产生访问外部存储器的控制信号 ) 特殊功能寄存器 SFR 特殊功能寄存器的地址范围为 80H FFH 只能通过直接地址方式访问下面的表格中列出了 SM2965 与 80C52 相同的特殊功能寄存器和其特有的扩展特殊功能寄存器 PID /01

7 F8H F0H E8H E0H D8H D0H C8H C0H B8H B0H A8H A0H 98H 90H 88H 80H B FAH FAL FDAT FCR ACC P4 PSW T2CON RC2H RC2L TL2 TH2 IP SCONF P3 IE P2 SCON SBUF WDTC P1 TCON TMOD TL0 TL1 TH0 TH1 P0 SP DPL DPH (Reserved) IMPSR PCON 注意用黑体标注的特殊功能寄存器是 SM2965 的扩展特殊功能寄存器 FFH F7H EFH E7H DFH D7H CFH C7H BFH B7H AFH A7H 9FH 97H 8FH 87H SM2965 扩展的特殊功能寄存器 Port4(P4,D8H) P4.3 P4.2 P4.1 P MSB 位 3 位 2 位 1 和位 0 分别对应着 P4.3 P4.2 P4.1 P4.0 的输出设置 LSB 内部存储区页选择寄存器 (IMPSR,85H) R R R R R R PS1 PS MSB LSB 注意 R 表示系统保留下同 SM2965 片内具有只能用访问外部存储器的方式进行访问的 768 字节扩展 RAM MOVX 指令所访问的地址空间由 IMPSR 寄存器的位 1 和位 0(PS1,PS0) 决定认设置值是 00( 页 0) 访问时用指令 PS1,PS0 的默 PID /01

8 系统控制寄存器 (SCONF,BFH) WDR R R R R ISPE OME ALE MSB 上面寄存器内的值为系统复位值 WDR: 看门狗定时器复位位当看门狗定时器溢出而使系统复位时 WDR 位被置 1 ISPE:ISP 功能的使能位 OME: 片内高 768 字节使能位 ALE1:ALE 输出禁止位可降低 EMI 看门狗定时器寄存器 (WDTC,9FH) WDTE R R R R PS2 PS1 PS MSB 上面寄存器内的值为系统复位值 WDTE: 看门狗定时器使能位 CLEAR: 看门狗定时器复位位 PS2 PS0: 时钟源分频选择位 FLASH 控制寄存器 (FCR,F7H) START R R R R R F1 F MSB 上面寄存器内的值为系统复位值 START:ISP 功能开始位 F1 F0 ISP 功能选择位 FLASH 高位地址寄存器 (FAH,F4H) FA15 FA14 FA13 FA12 FA11 FA10 FA9 FA MSB 上面寄存器内的值为系统复位值 FA15 FA8: 在实现 ISP 功能时所选择 FLASH 单元的高位地址 FLASH 低位地址寄存器 (FAL,F5H) FA7 FA6 FA5 FA4 FA3 FA2 FA1 FA MSB 上面寄存器内的值为系统复位值 FA7 FA0: 在实现 ISP 功能时所选择 FLASH 单元的低位地址 FLASH 数据寄存器 (FDAT,F6H) FD7 FD6 FD5 FD4 FD3 FD2 FD1 FD MSB 上面寄存器内的值为系统复位以后寄存器的值 FD7 FD0: 在实现 ISP 功能时对某一 FLASH 单元的操作数据 PID /01 LSB LSB LSB LSB LSB LSB

9 在系统可编程功能 SM2965 能够通过内部电路产生操作 FLASH 的控制信号利用 FCR,FAH,FAL 和 FDAT 几个控制寄存器就可以实现 ISP 功能而不需要将 SM2965 芯片从系统中移出通过内部电路所产生的 FLASH 控制信号 SM2965 可以执行 FLASH 编程页擦除片擦除和保护功能只要为 SM2965 设计好可以为其输入数据的任何外围接口电路就可以利用其 ISP 功能执行诸如编程擦除校验以及保护等功能 ISP 服务程序 ISP 服务程序是一个用户设计并驻留在 ISP 服务程序空间内的固件程序用户设计完 ISP 服务程序后可以根据服务程序的大小来决定 ISP 服务程序的大小为了能够运行 ISP 服务程序用户需要将其编程到 SM2965 芯片上既然 ISP 服务程序是用户自行设计的那么它应该包括与 FLASH 存储器有关的特性以及 SM2965 与 PC 机进行数据传输的通讯协议例如若用户设计使用串行口进行 SM2965 与 PC 机之间的通信 ISP 服务程序就应该包括波特率校验和奇偶校验或其他一些错误检测机制避免数据传输错误 ISP 服务程序的执行可在 SM2965 空闲或正常运行状态下被引发但是在调电模式下不可以锁定位 (N) 锁定位 (N) 有两个功能其一是对服务程序的空间进行配置其二是对服务程序空间进行加密以免服务程序被误删除 ISP 服务程序的地址空间可以从 F000H 到 FFFFH 它被分成大小为 512 字节的 N 块其中 N 0 8 N 0 表示没有 ISP 服务程序 FlASH 空间的全部 64K 字节都可以用来存放用户程序 N 1 表示 ISP 服务程序大小为 512 字节则其余的 63.5K 字节的 FLASH 空间可用来作为用户程序的存储空间 N 8 时 ISP 的服务程序空间最大为 4K 字节当 N 确定以后 SM2965 会按照 N 所确定的值保留从地址 FFFFH 开始向下的 ISP 服务程序空间对于 ISP 服务程序空间的结构请参阅第 5 页的程序存储器框图锁定位的功能不同于 FLASH 的保护功能锁定位功能是对 ISP 服务程序空间进行写保护的一旦设定锁定位后对 FLASH 的擦除操作仅可以擦除掉 ISP 服务程序空间以外的闪存空间而 FLASH 保护功能是通常意义所指的加密功能即为了防止芯片内的程序被读出若没有 FLASH 保护功能则 ISP 服务程序就可以从芯片内读出如果设定了保护功能则 ISP 服务程序包括用户程序都不会被读出编程 ISP 服务程序当锁定位 N 被设定且 ISP 服务程序被写入芯片以后 ISP 服务程序空间就被自动写保护锁定了锁定位 N 有它自己的编程 / 擦除时序不同于 FLASH 存储区的编程 / 擦除时序, 因此加密以后的 ISP 服务程序不会被 FLASH 擦除功能所擦除若用户需要擦除加密的 ISP 服务程序只能通过编程器来完成当 SM2965 在系统运行状态时用户不能改变其 ISP 服务程序 PID /01

10 启动 ISP 服务程序将 PC 的值赋值为 ISP 服务程序入口地址并执行即可启动 ISP 服务程序有两种方法可以实现 ISP 功能 1 空片复位硬件复位后如果检查到 00H 单元为空 (FFH) 则将 PC 的值赋值为 ISP 服务程序的入口地址执行 ISP 服务程序 2 执行跳转指令将 PC 指针赋值为 ISP 服务程序的入口地址执行 ISP 服务程序也可以利用通用 80C52 的中断功能来启动 ISP 服务程序 ISP 服务程序执行完成后需要复位 SM2965 可以通过硬件复位或者看门狗复位或者跳转到 0000H 处重新启动用户程序 ISP 寄存器 FLASH 高位地址寄存器 (FAH,F4H) 和低位地址寄存器 (FAL,F5H) FAH & FAL 为 ISP 功能提供 16 位的 FLASH 地址 FLASH 存储器地址不包括 ISP 服务程序地址空间如果 FLASH 操作的地址空间与 ISP 服务程序的地址空间重叠则相应的 FLASH 编程 / 页擦除操作不会执行 ISP 寄存器 FLASH 数据寄存器 (FDAT,F6H) FDAT 寄存器为 ISP 功能提供 8 位数据 ISP 寄存器 FLASH 控制寄存器 (FCR,F7H) START R R R R R F1 F0 START:ISP 功能起始位 1 执行由位 1 位 0(F1,F0) 所指定的 ISP 功能 0 空操作 START 位被置 1 后 SM2965 内部硬件电路会锁存地址和数据总线并且保持住 PC 指针直到 START 位置 0 这时 ISP 功能完成用户不必对 START 位的状态进行软件查询 F1 F0 ISP 功能选择位 F[1:0] ISP 功能 00 字节编程 01 片保护 10 页擦除 11 片擦除 FLASH 存储器的一页为 512 字节在执行字节编程 / 页擦除的 ISP 功能以前首先需要指定 FLASH 地址执行页擦除时 Sm2965 会整个擦除由 FAH & FAL 所指定的页例如 FLASH 地址 XYMNH 页擦除指令会擦除从 XY00H X(Y+1)FFH(Y 偶数 ) 或页擦除指令会擦除从 X(Y-1)00H XYFFH(Y: 奇数 ) PID /01

11 执行片擦除操作时会擦除掉除 ISP 服务程序以外的所有 FLASH 存储空间并且芯片也会自动失去保护功能在执行 ISP 的保护功能以后从 FLASH 存储器读出的数据全部是 00H 例如 ISP 服务程序执行字节编程在地址 1005H 写入数据 22H MOV BFH,#04H ; 使能 ISP 编程功能 MOV F4H,#10H ; 设置 FLASH 高位地址寄存器的值为 10H MOV F5H,#05H ; 设置 FLASH 低位地址寄存器的值为 05H MOV F6H,#22H ; 设置 FLASH 数据寄存器的值为 22H MOV F7H,#80H ; 设置 FLASH 控制寄存器的值为 80H 启动 ISP 编程功能编程完毕 ; 以后 START 位被自动置 0 PC 指针指向下一条指令 ISP 寄存器系统控制寄存器 (SCONF,BFH) WDR R R R R ISPE OME ALE1 SCONF 的位 2(ISPE) 是 ISP 功能的使能位该位置 1 使能 ISP 功能置 0 禁止 ISP 功能 ISPE 位就象一把安全锁可以防止由于软件设计失误而造成的芯片擦除操作看门狗定时器 (WDT) 看门狗定时器 (WDT) 是 1 个 16 位自运行计数器在计数器溢出时会产生复位信号 WDT 对那些易受噪声干扰电压波动或放电现象影响的系统很有用在程序跑飞或死机的情况下 WDT 可以使用户程序脱离不正常状态 WDT 不同于 8052 系统的定时器 0 定时器 1 和定时器 2 通过软件周期性的清除 WDT 计数器的值可以防止 WDT 产生复位信号 SM2965 可以对基准时钟源选择分频输入要选择分频输入就要相应地设置 WDT 控制寄存器的位 2 位 0 的值置位 WDT 的位 7 (WDTE) 即可使能 WDT WDTE 位置 1 后 16 位计数器根据 PS2 PS0 所确定的时钟输入开始工作计数器溢出时会产生复位信号此时 WDT 的 WDTE 位会被清零另外硬件复位也可以将 WDTE 清零置位 WDT 的位 5(CLEAR) 可以复位 WDT 同时清除计数器的内容使计数器重新开始计数看门狗定时器寄存器 WDT 控制寄存器 (WDTC,9FH) WDTR 0 CLEAR 0 0 PS2 PS1 PS0 WDTR: 看门狗定时器使能设置位 CLEAR: 看门狗复位设置位 PS2 PS0: 时钟源分频设置位 PID /01

12 PS[2:0] 分频器晶振输入时钟周期看门狗定时器寄存器系统控制寄存器 (SCONF,BFH) WDR R R R R R OME ALE1 SCONF 的位 7(WDR) 是看门狗复位位当由于 WDT 溢出而产生复位信号时该位被置 1 在任何不可预测的复位发生时用户应该检查该位的值降低 EMI 功能 SM2965 允许用户通过置位 SCONF 寄存器的位 0(ALE1) 来降低 EMI 该项功能的作用就是禁止 Fosc/6 Hz 的时钟信号输出至 ALE 引脚在系统没有外扩程序存储器或数据存储器的时候可以使用这个功能 PID /01

13 工作条件符号描述最小典型最大单位注释 TA 环境温度 VCC5 供电电压 V SM2965C Fosc 16 晶振 MHz SM2965C16 Fosc 25 晶振 MHz SM2965C25 Fosc 40 晶振 MHz SM2965C40 直流特性 16/25/40MHz 典型工作条件同样适用于 SM89516 系列符号参数有效范围最小最大单位测试情况 VIL1 输入低电平端口 0,1,2,3,4 和 /EA V Vcc=5V VIL2 输入低电平 RES,XTAL V.. VIH1 输入高电平端口 0,1,2,3,4 和 /EA 2.0 Vcc+0.5 V.. VIH2 输入高电平 RES,XTAL 70%Vcc Vcc+0.5 V.. VOL1 输出低电平端口 0,ALE,/PSEN 0.45 V IOL=3.2mA VOL2 输出低电平端口 0,1,2,3, V IOL=1.6mA VOH1 输出高电平端口 V IOH=-800uA 90%Vcc V IOH=-80uA VOH2 输出高电平端口 2.4 V IOH=-60uA 1,2,3,4,ALE,/PSEN 90%Vcc V IOH=-10uA IIL 逻辑 0 输入电端口 1,2,3,4-75 ua Vin=0.45V 流 ITL 逻辑转换电流端口 1,2,3,4-650 ua Vin=2.0V ILI 输入吸收电流端口 0,/EA 10 ua 0.45<Vin<Vcc R RES 复位下拉电阻 RES Kohm C IO 管脚电容 10 pf Freq=1MHz,Ta=25 ICC 电源提供电流 Vdd 20 ma 有效方式 40MHz 15 ma 有效方式 25MHz 10 ma 有效方式 16MHz 10 ma 空闲方式 40MHz 7.5 ma 空闲方式 25MHz 6 ma 空闲方式 16MHz 150 ua 掉电方式 ICC 在正常运行方式下测试电流 ICC 在空闲方式下测试电流 PID /01

14 交流特性 16/25/40MHz 工作条件端口 0 ALE 和 PSEN 的负载电容为 150uF 其余负载电容为 80pF PID /01

15 数据存储器读周期时序程序存储器读周期时序 PID /01

16 数据寄存器写周期时序 I/O 端口时序 PID /01

17 时序临界值对外部时钟的要求假定 Vss=0.0V Tm.I 外部程序存储器读周期 Tm.II 外部数据存储器读周期 PID /01

18 Tm.III 外部数据存储器写周期应用指南对于 SM2965 而言的有效值 X tal 3MHz 6MHz 9MHz 12MHz C1 30p 30p 30p 30p C2 30p 30p 30p 30p R Open Open Open Open X tal 16MHz 25MHz 33MHz 40MHz C1 30pF 15pF 10pF 2pF C2 30pF 15pF 10pF 2pF R Open 62K 6.8K 4.7K 注意在较高频率时因为每种石英或陶瓷谐振器都有自己的特性所以晶振电路会因石英或陶瓷谐振器的不同而不同用户应与石英或陶瓷谐振器生产厂商协商以选取合适的外部器件值 PID /01

19 40 脚 PDIP 封装 PID /01

20 44 脚 PQFP 封装 PID /01

21 44 脚 PLCC 封装 PID /01

DPJJX1.DOC

DPJJX1.DOC 8051 111 2K 1 2 3 ' ' 1 CPU RAM ROM / A/D D/A PC CPU 40 68 10 20 8 51 PIII 8051 2 MCS51 8051 8031 89C51 8051 8031 89C51? MCS51 INTEL INTEL 8031 8051 8751 8032 8052 8752 8051 8051 8051 MCS51 8031 8031