目录 特性...1 CPU 特性... 1 周边特性... 1 概述...2 选型表...2 方框图...3 引脚图...4 引脚说明...5 极限参数...8 直流电气特性...8 交流电气特性...10 上电复位特性...10 系统结构 时序和流水线结构 程序计数器...

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1 8-Bit 触控按键式 Flash 单片机 BS83B08A-3/BS83B08A-4 BS83B12A-3/BS83B12A-4 BS83B16A-3/BS83B16A-4 版本 : V1.00 日期 :

2 目录 特性...1 CPU 特性... 1 周边特性... 1 概述...2 选型表...2 方框图...3 引脚图...4 引脚说明...5 极限参数...8 直流电气特性...8 交流电气特性...10 上电复位特性...10 系统结构 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...14 结构 特殊向量 查表 查表范例 在线烧录 数据存储器...17 结构 特殊功能寄存器描述...17 间接寻址寄存器 IAR0,IAR 间接寻址指针 MP0, MP 间接寻址程序范例 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.1.00 II

3 EEPROM 数据存储器...23 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 程序举例 振荡器...27 振荡器概述 系统时钟配置 内部高速 RC 振荡器 HIRC 内部低速 RC 振荡器 LIRC 工作模式和系统时钟...28 系统时钟 控制寄存器 系统工作模式 工作模式切换 正常模式切换到低速模式 低速模式切换到正常模式 进入休眠模式 进入空闲模式 进入空闲模式 静态电流的注意事项 唤醒 编程注意 看门狗定时器...36 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...39 复位功能 复位初始状态 输入 / 输出端口...49 输入 / 输出寄存器列表 上拉电阻 PA 口唤醒 输入 / 输出端口控制寄存器 编程注意事项 Rev III

4 定时 / 计数器...54 配置定时 / 计数器输入时钟源 定时 / 计数寄存器 TMR 定时 / 计数控制寄存器 TMRC 定时器操作 预分频器 编程注意事项 触摸按键功能...57 触摸按键结构 触摸按键寄存器描述 触摸按键操作 触摸按键中断 编程注意事项 串行接口模块 SIM...67 SPI 接口 SPI 接口操作 SPI 寄存器 SPI 通信 I 2 C 接口 I 2 C 接口操作 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 I 2 C 超时控制 中断...83 中断寄存器 中断寄存器内容 中断操作 外部中断 时基中断 定时 / 计数器中断 EEPROM 中断 触控按键中断 SIM 中断 中断唤醒功能 编程注意事项 应用电路...90 Rev.1.00 IV

5 指令集介绍...91 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 指令集概要...93 惯例 指令定义...96 封装信息 pin NSOP(150mil) 外形尺寸 pin SSOP(150mil) 外形尺寸 pin SOP(300mil) 外形尺寸 pin SSOP(150mil) 外形尺寸 pin SOP(300mil) 外形尺寸 pin SSOP(150mil) 外形尺寸 Rev V

6 特性 CPU 特性 周边特性 工作电压 : BS83B08A-3/BS83B12A-3/BS83B16A-3 fsys=8mhz:2.7v~5.5v fsys=12mhz:2.7v~5.5v fsys=16mhz:4.5v~5.5v BS83B08A-4/BS83B12A-4/BS83B16A-4 fsys=8mhz:2.2v~5.5v fsys=12mhz:2.7v~5.5v fsys=16mhz:4.5v~5.5v VDD=5V, 系统时钟为 16MHz 时, 指令周期为 0.25μs 集成 8/12/16 触摸按键功能 -- 不需要增加外接元件 暂停和唤醒功能, 以降低功耗 集成高 / 低速振荡器 低速 -- 32kHz 高速 -- 8MHz,12MHz,16MHz 多种工作模式 : 正常模式, 低速模式, 空闲模式和休眠模式 所有指令都可在 1 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 Flash 程序存储器 :2K 16 数据存储器 :160 8~288 8 EEPROM 存储器 :64 8 看门狗定时器功能 多达 22 个双向 I/O 口 与 I/O 口复用的外部中断输入 一个 8 位可编程定时 / 计数器 一个时基功能, 用于产生固定时间的中断信号 I 2 C 和 SPI 接口 低电压复位功能 8/12/16 个触控按键 高电流 LED 驱动 Rev

7 概述 选型表 该系列单片机是一款 8 位具有高性能精简指令集且完全集成触摸按键功能的 Flash 单片机 此系列单片机含有触摸按键功能和可多次编程的 Flash 存储器特性, 为各种触摸按键的应用提供了一种简单而又有效的实现方法 触摸按键功能完全集成于单片机内, 使用较少的外部元件便可实现触摸按键的应用 该系列单片机除了 Flash 程序存储器, 还包括 RAM 数据存储器和用于存储串列数据 校准数据等非易失性数据的 EEPROM 存储器 内部看门狗定时器和低电压保护功能具有良好的抗噪声和抗 ESD 保护功能, 确保单片机在恶劣的电气环境中仍能保持稳定的操作 该系列单片机内部集成了高 / 低速振荡器, 在应用中不需增加外部元件 动态切换高低系统时钟的能力, 为用户提供了优化单片机操作和降低功耗的能力 通过内部 I 2 C 和 SPI 接口, 可方便与外部 MCU 之间的通讯,I/O 灵活 8-bit 定时器和其它特性增强了该系列单片机的功能和灵活性 该系列触摸按键单片机能广泛应用于各种触摸按键产品中, 例如仪器仪表, 家用电器, 电子控制工具等等 该系列单片机的大多特性都相同, 他们的主要不同之处在于输入 / 输出引脚个数和触摸按键 以下表格概述了每款单片机的主要特性 型号 BS83B08A-3 BS83B08A-4 BS83B12A-3 BS83B12A-4 BS83B16A-3 BS83B16A-4 内部时钟 8MHz 12MHz 16MHz 8MHz 12MHz 16MHz 8MHz 12MHz 16MHz 8MHz 12MHz 16MHz 8MHz 12MHz 16MHz 8MHz 12MHz 16MHz VDD 2.7V~ 5.5V 2.2V~ 5.5V 2.7V~ 5.5V 2.2V~ 5.5V 2.7V~ 5.5V 2.2V~ 5.5V 系统时钟 程序存储器 数据存储器 数据 EEPROM 输入 / 输出口 8 位定时器 实基 触摸按键个数 SPI/ I 2 C LVR 堆栈封装形式 8MHz~ 16MHz 2K V 4 16NSOP/ SSOP 8MHz~ 16MHz 2K V 4 16SOP/ SSOP 8MHz~ 16MHz 2K V 4 20SOP/ SSOP 8MHz~ 16MHz 2K V 4 20NSOP/ SSOP 8MHz~ 16MHz 2K V 4 24SOP/ SSOP 8MHz~ 16MHz 2K V 4 24SOP/ SSOP Rev

8 方框图 Rev

9 引脚图 BS83B08A-3/BS83B08A-4 16 NSOP/SSOP-A BS83B12A-3/BS83B12A-4 20 SOP/SSOP-A BS83B16A-3/BS83B16A-4 24 SOP/SSOP-A Rev

10 引脚说明 下表中列出了每个引脚的功能, 而每个引脚功能的细节将在文中其它章节有详细的描述 BS83B08A-3/BS83B08A-4 引脚名称功能 OP I/T O/T 说明 PA0/SDI/ SDA PA1/SDO PA2/SCK/ SCL PA3/SCS PA4/INT PA7 PA0 PAWU PAPU ST CMOS SDI ST SPI 数据输入 SDA ST NMOS I 2 C 数据 PA1 PAWU PAPU ST CMOS SDO SIMC0 CMOS SPI 数据输出 PA2 PAWU PAPU ST CMOS SCK SIMC0 ST CMOS SPI 串行时钟 SCL SIMC0 ST NMOS I 2 C 时钟 PA3 PAWU PAPU ST CMOS SCS SIMC0 ST CMOS SPI 从机选择 PA4 PAWU PAPU ST CMOS INT INTEG ST 外部中断 PA7 PAWU PAPU 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 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和唤醒功能 PB0/KEY1~ PB0~PB3 PBPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 PB3/KEY4 KEY1~KEY4 TKM0C1 NSI 触摸按键输入口 PB4/KEY5~ PB4~PB7 PBPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 PB7/KEY8 KEY5~KEY8 TKM1C1 NSI 触摸按键输入口 VDD VDD PWR 电源电压 * AVDD AVDD PWR 触控按键电路电源电压 * VSS VSS PWR 地 ** AVSS AVSS PWR 触控按键电路地 ** 注 :I/T: 输入类型 O/T: 输出类型 OP: 通过设置寄存器来选择功能 PWR: 电源 ST: 斯密特触发输入 CMOS:CMOS 输出 NMOS:NMOS 输出 NSI: 无标准输入 *:VDD 是单片机电源电压, 而 AVDD 是触控按键电路电源电压 AVDD 与 VDD 相连 **:VSS 是单片机地引脚, 而 AVSS 是触控按键电路地引脚 AVSS 与 VSS 相连 Rev

11 BS83B12A-3/BS83B12A-4 引脚名称功能 OP I/T O/T 说明 PA0/SDI/ SDA PA1/SDO PA2/SCK/ SCL PA3/SCS PA4/INT PA7 PA0 PAWU PAPU ST CMOS SDI ST SPI 数据输入 SDA ST NMOS I 2 C 数据 PA1 PAWU PAPU ST CMOS SDO SIMC0 CMOS SPI 数据输出 PA2 PAWU PAPU ST CMOS SCK SIMC0 ST CMOS SPI 串行时钟 SCL SIMC0 ST NMOS I 2 C 时钟 PA3 PAWU PAPU ST CMOS SCS SIMC0 ST CMOS SPI 从机选择 PA4 PAWU PAPU ST CMOS INT INTEG ST 外部中断 PA7 PAWU PAPU 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 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和唤醒功能 PB0/KEY1~ PB0~PB3 PBPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 PB3/KEY4 KEY1~KEY4 TKM0C1 NSI 触摸按键输入口 PB4/KEY5~ PB4~PB7 PBPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 PB7/KEY8 KEY5~KEY8 TKM1C1 NSI 触摸按键输入口 PC0/KEY9~ PC0~PC3 PCPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 PC3/KEY12 KEY9~KEY12 TKM2C1 NSI 触摸按键输入口 VDD VDD PWR 电源电压 * AVDD AVDD PWR 触控按键电路电源电压 * VSS VSS PWR 地 ** AVSS AVSS PWR 触控按键电路地 ** 注 :I/T: 输入类型 O/T: 输出类型 OP: 通过设置寄存器来选择功能 PWR: 电源 ST: 斯密特触发输入 CMOS:CMOS 输出 NMOS:NMOS 输出 NSI: 无标准输入 *:VDD 是单片机电源电压, 而 AVDD 是触控按键电路电源电压 AVDD 与 VDD 相连 **:VSS 是单片机地引脚, 而 AVSS 是触控按键电路地引脚 AVSS 与 VSS 相连 Rev

12 BS83B16A-3/BS83B16A-4 引脚名称功能 OP I/T O/T 说明 PA0/SDI/ SDA PA1/SDO PA2/SCK/ SCL PA3/SCS PA4/INT PA7 PA0 PAWU PAPU ST CMOS SDI ST SPI 数据输入 SDA ST NMOS I 2 C 数据 PA1 PAWU PAPU ST CMOS SDO SIMC0 CMOS SPI 数据输出 PA2 PAWU PAPU ST CMOS SCK SIMC0 ST CMOS SPI 串行时钟 SCL SIMC0 ST NMOS I 2 C 时钟 PA3 PAWU PAPU ST CMOS SCS SIMC0 ST CMOS SPI 从机选择 PA4 PAWU PAPU ST CMOS INT INTEG ST 外部中断 PA7 PAWU PAPU 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 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和唤醒功能 PB0/KEY1~ PB0~PB3 PBPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 PB3/KEY4 KEY1~KEY4 TKM0C1 NSI 触摸按键输入口 PB4/KEY5~ PB4~PB7 PBPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 PB7/KEY8 KEY5~KEY8 TKM1C1 NSI 触摸按键输入口 PC0~PC3 PCPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 PC0/KEY9~ PC3/KEY12 KEY9~ TKM2C1 NSI 触摸按键输入口 KEY12 PC4~PC7 PCPU ST CMOS 通用 I/O 口, 可通过寄存器设置上拉电阻 PC4/KEY13~ PC7/KEY16 KEY13~ TKM3C1 NSI 触摸按键输入口 KEY16 VDD VDD PWR 电源电压 * AVDD AVDD PWR 触控按键电路电源电压 * VSS VSS PWR 地 ** AVSS AVSS PWR 触控按键电路地 ** 注 :I/T: 输入类型 O/T: 输出类型 OP: 通过设置寄存器来选择功能 PWR: 电源 ST: 斯密特触发输入 CMOS:CMOS 输出 NMOS:NMOS 输出 NSI: 无标准输入 *:VDD 是单片机电源电压, 而 AVDD 是触控按键电路电源电压 AVDD 与 VDD 相连 **:VSS 是单片机地引脚, 而 AVSS 是触控按键电路地引脚 AVSS 与 VSS 相连 Rev

13 极限参数 电源供应电压...VSS-0.3V~VSS+6.0V 端口输入电压...VSS-0.3V~VDD+0.3V 储存温度 C~125 C 工作温度 C~85 C IOL 总电流... 80mA IOH 总电流...-80mA 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 C 符号 参数 测试条件 VDD 条件 最小 典型 最大 单位 fsys=8mhz V VDD 工作电压 (HIRC) fsys=12mhz V fsys=16mhz V 3V 无负载, fh=8mhz ma 5V WDT 使能 ma IDD1 工作电流 (HIRC) 3V 无负载, fh=12mhz ma (fsys=fh, fs=fsub=flirc) 5V WDT 使能 ma 3V 无负载, fh=16mhz ma 5V WDT 使能 ma 3V 无负载, fh=12mhz, ma 5V fl=fh/2, WDT 使能 ma 3V 无负载,fH=12MHz, ma 5V fl=fh/4, WDT 使能 ma 3V 无负载, fh=12mhz, ma IDD2 工作电流 (HIRC) 5V fl=fh/8, WDT 使能 ma (fsys=fl, fs=fsub=flirc) 3V 无负载, fh=12mhz, ma 5V fl=fh/16, WDT 使能 ma 3V 无负载, fh=12mhz, ma 5V fl=fh/32, WDT 使能 ma 3V 无负载, fh=12mhz, ma 5V fl=fh/64, WDT 使能 ma IDD3 工作电流 (LIRC) 3V 无负载, WDT 使能, μa (fsys=fl=flirc, fs=fsub=flirc) 5V LVR 使能 μa Rev

14 符号 ISTB1 ISTB2 ISTB3 ISTB4 ISTB5 ISTB6 ISTB7 ISTB8 VIL VIH VLVR VLVR 参数 IDLE 模式静态电流 (HIRC) (fsys=fh, fs=fsub=flirc) IDLE 模式静态电流 (HIRC) (fsys=off, fs=fsub=flirc) IDLE 模式静态电流 (HIRC) (fsys=fl, fs=fsub=flirc) IDLE 模式静态电流 (HIRC) (fsys=off, fs=fsub=flirc) IDLE 模式静态电流 (LIRC) (fsys=fl=flirc,fs=fsub=flirc) IDLE 模式静态电流 (LIRC) (fsys=off,fs=fsub=flirc) SLEEP 模式静态电流 (HIRC) (fsys=off,fs=fsub=flirc) SLEEP 模式静态电流 (LIRC) (fsys=off,fs=fsub=flirc) 输入 / 输出口或输入引脚低电平输入电压 输入 / 输出口或输入引脚高电平输入电压低电压复位电压 (BS83B08A-3, BS83B12A-3 BS83B16A-3) 低电压复位电压 (BS83B08A-4, BS83B12A-4 BS83B16A-4) 测试条件 VDD 条件 最小 典型 最大 单位 3V 无负载, 系统 HALT, ma 5V WDT 使能, fsys=12mhz ma 3V 无负载, 系统 HALT, μa WDT 使能,fSYS=12MHz, 5V LVR 使能 μa 3V 无负载, ma 系统 HALT,WDT 使能, 5V fsys=12mhz/ ma 3V 无负载, μa 系统 HALT,WDT 使能, 5V fsys=12mhz/64,lvr 使能 μa 3V 无负载, 系统 HALT, μa 5V WDT 使能,fSYS=32kHz μa 3V 无负载, 系统 HALT, μa WDT 使能,fSYS=32kHz, 5V LVR 使能 μa 3V 无负载, 系统 HALT, μa WDT 使能, 5V fsys=12mhz,lvr 使能 μa 3V 无负载, 系统 HALT, μa 5V WDT 使能,fSYS=32kHz μa 5V V 0 0.2VDD V 5V V 0.8VDD VDD V LVR 使能,2.55V -5% % V LVR 使能,2.10V -5% % V ILVR 低电压复位电流 LVR 使能 μa IOL 输入 / 输出口灌电流 3V VOL=0.1VDD 4 8 ma 5V VOL=0.1VDD ma IOH 输入 / 输出口源电流 3V VOH=0.9VDD -2-4 ma 5V VOH=0.9VDD ma RPH 上拉电阻 ( 输入 / 输出口 ) 3V kω 5V kω Rev

15 交流电气特性 符号参数 VDD 测试条件条件 fsys 系统时钟 (HIRC) 3V/5V Ta=25 C 2.7V~5.5V ftimer Ta=25 C 最小 典型 最大 单位 -2% 8 +2% MHz -2% 12 +2% MHz -2% 16 +2% MHz 8 MHz 定时器输入频率 2.7V~5.5V 12 MHz 4.5V~5.5V 16 MHz flirc 系统时钟 (32kHz) 5V Ta=25 C -3% 32 +3% khz tres 外部复位低电压脉宽 1 μs tint 中断脉冲宽度 1 μs tlvr 低电压复位宽度 μs teerd EEPROM 读时间 tsys teewr EEPROM 写时间 ms tsst 系统启动延时周期 ( 从 HALT 模式下唤醒 ) fsys=hirc 15~16 20 fsys=lirc 1~2 tsys 注 :1. tsys=1/fsys 2. 为了保持内部 HIRC 振荡器频率的准确性, 需要在 VDD 和 VSS 之间接入一个 0.1μF 的去耦电容, 并且尽可能地靠近单片机 上电复位特性 符号参数 VDD 测试条件最小典型最大单位条件 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 Rev

16 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, 该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或 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实用性 I/O 控制系统时, 仅需要少数的外部器件 这些特性使得该系列单片机适用于低成本, 大批量生产的控制应用 时序和流水线结构主系统时钟由内部 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 Rev

17 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 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 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 中断或复位等, 单片机通过加载所需要的位址到程序寄存器来控制程序, 对于条件跳转指令, 一旦条件符合, 在当前指令执行时取得的下一条指令将会被舍弃, 而由一个空指令周期来取代 程序计数器的低字节, 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 PCL 的使用可能引起程序跳转, 因此需要额外的指令周期 单片机型号 BS83B08A-3 BS83B08A-4 BS83B12A-3 BS83B12A-4 BS83B16A-3 BS83B16A-4 程序计数器程序计数器高字节 PCL 寄存器 PC10~PC8 PC10~PC8 PCL7~PCL0 PC10~PC8 程序计数器 Rev

18 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 该系列单片机含有 4 层堆栈 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 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 ( 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 如果堆栈溢出, 第一个保存在堆栈中的 PC 会丢失 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

19 Flash 程序存储器 程序存储器用来存放用户代码即存储程序 该系列单片机提供可多次编程的存储器 (Flash), 用户可以很方便的在同一个芯片中修改他们的应用代码 通过使用合适的编程工具, 该系列 Flash 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 程序存储器的容量为 2K 16 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中某些地址保留用作诸如复位和中断的入口等特殊用途 000H 是保留用做单片机复位后的程序起始地址 在芯片初始化后, 程序将会跳转到这个地址并开始执行 Flash 程序存储器结构 查表 程序存储器中的任何地址都可以定义为一个表格, 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, 其方式是将表格的地址放在表格指针寄存器 TBLP 和 TBHP 中 这两个寄存器定义的是表格总的地址 在设定完表格指针后, 表格数据可以使用 TABRDC [m] 或 TABRDL [m] 指令从程序存储器中查表来读取 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 : Rev

20 指令 表格地址位 b10 b9 b8 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 @0 TABRDL [m] 1 注 :b10~b0: 表格指针 (TBLP) 表格指针 (TBHP) 位 表格地址 查表范例以下范例说明在芯片中表格指针和表格数据如何被定义和执行 这个实例使用的表格数据用 ORG 伪指令储存在存储器的最后一页, 在此 ORG 伪指令中的值为 700H, 即 2K 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 706H, 即最后一页起始地址后的第 6 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 TABRDC [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 表格读取程序范例 tempreg1 db? ; temporary register #1 tempreg2 db? ; temporary register #2 : : mov a,06h ; initialise table pointer - note that this address mov tblp, a ; is referenced mov a,07h ; initialise high table pointer mov tbhp,a : : tabrdc tempreg1 ; transfers value in table referenced by table pointer ; data at program memory address 706H transferred to ; tempreg1 and TBLH dec tblp tabrdc tempreg2 : : org 700h ; reduce value of table pointer by one ; transfers value in table referenced by table pointer ; data at program memory address 705H transferred to ; tempreg2 and TBLH, in this example the data 1AH is ; transferred to tempreg1 and data 0FH to register ; tempreg2 ; sets initial address of program memory dc 00Ah, 00Bh, 00Ch, 00Dh, 00Eh, 00Fh, 01Ah, 01Bh : : Rev

21 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 4 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 Holtek 烧录引脚名称 BS83BxxA-3 引脚名称 功能 ICPDA PA0 串行地址和数据 读 / 写 ICPCK PA2 地址和数据串行时钟输入 VDD VDD 电源 (5.0V) VSS VSS 地 芯片内部程序存储器和 EEPROM 存储器都可以通过 4 线的接口在线进行编程 其中 PA0 用于数据串行下载或上传 PA2 用于串行时钟 两条用于提供电源 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 在编程过程中, 编程器控制 PA0 和 PA2 脚进行数据和时钟编程, 用户必须确保这两个引脚没有连接至其它输出脚 在线编程接口注 :* 可能为电阻或电容 若为电容则其必须小于 1nF, 若为电阻则其值必须大于 1kΩ Rev

22 数据存储器 数据存储器是内容可以更改的 8 位 RAM 内部存储器, 用来存储临时数据 结构 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 该系列单片机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 单片机型号 容量 Bank 0 Bank 1 BS83B08A-3 BS83B08A H~FFH BS83B12A-3 BS83B12A H~FFH 80H~FFH BS83B16A-3 BS83B16A H~FFH 80H~FFH 通用数据存储器 特殊功能寄存器描述 大部分特殊功能寄存器的细节将在相关功能中描述, 但有几个寄存器在此章节单独描述 间接寻址寄存器 IAR0,IAR1 间接寻址寄存器 IAR0 和 IAR1, 位于数据存储区, 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和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 MP1) 所指定的存储器地址产生对应的读 / 写操作 IAR0 和 MP0,IAR1 和 MP1 对数据存储器中数据的操作是成对出现的,MP0 和 IAR0 用于访问 Bank 0, 而 MP1 和 IAR1 可访问所有的 Bank 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, MP1 该系列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样被写入和操作, 因此提供了一个有效的间接寻址和数据追踪的方法 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 MP0 和 IAR0 用于访问 Bank 0, 而 MP1 和 IAR1 可访问所有的 Bank 注意, 对于该系列单片机, 间接寻址指针 MP0 和 MP1 为 8 位寄存器, 常与 IAR0 IAR1 搭配一起对数据存储器寻址 Rev

23 * 5&! * &! *5 ) &! * & " ) * 5&! *! *5 ) &! * " ) 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 +0,0-0.0 * = * = * = 1)4 2 1)4 2 * 2 ) * 2 6 * 0 6 * ) , / ) 2 ) + 2 ) 27 2 ) 9 7 9,6 + 6 * ) - -, 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 #!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 $0 %0 &0 '0 )0 *0 +0, $, 6 $, $, 6 $, $, 6 $, * = * = * = 1)4! 0 2! 0 1)4! 0 2 * 2!!0! "0 ) * 2 6 * 0 6 * ) 76 5! #0! $0! %0! &0! '0! ) ,! * / ) 2 ) + 2 ) 27 2 ) 97! +0!,0! -0!.0 " 0 " 0 " 0 "!0 " "0 " #0 " $0 " %0 7 K I $, 6 $, " &0 6 $, " '0 6 $, 0 9,6 + " ) *+ " * " ", ) " -0 6 $, - -, ".0 6 $, 0 2 * # * + # * 27 # #! # "0 6 $, # #0 6 $, 0 5 1, # $ ) # % # &0 6 + # '0 6 + # )0 # *0 # +0 #,0 # -0 #.0 特殊功能数据存储器 BS83B08A-3/BS83B08A-4/BS83B12A-3/BS83B12A-4 Rev

24 * 5&! * $! *5 ) &! * $ " ) 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 +0,0-0.0 * = * = * = 1)4! 0 2! 0 1)4! 0 2 * 2!!0! "0 ) * 2 6 * 0 6 * ) 76 5! #0! $0! %0! &0! '0! ) ,! * ! /!,0 5, ) 2 ) + 2 ) ) 97! -0!.0 " 0 " 0 " 0 "!0 " "0 " #0 " $0 " %0 7 K I $, 6 $, " &0 6 $, " '0 6 $, 0 9,6 + " ) *+ " * " ", ) " -0 6 $, - -, ".0 6 $, 0 2 * # * + # * 2 7 # #! # "0 6 $, # #0 6 $, 0 5 1, # $ ) # % # &0 6 + # '0 6 + # )0 6! $, # *0 6! $, 0 # +0 6!4 #,0 6!4 0 # -0 6!+ #.0 6!+ 特殊功能数据存储器 BS83B16A-3/BS83B16A-4 $ 0 * 5 &! * )! & * 5&!* & ) " * 5 &! * )! * 5 &! * ) " * 5 &! * )! $ * 5 &! * ) " $ $ 0 * = * = * = & 通用数据存储器 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 adres1 到 adres4 Rev

25 间接寻址程序范例 data. section data adres1 db? adres2 db? adres3 db? adres4 db? block db? code. section at 0 code org 00h start: mov a,04h mov block,a mov a,offset adres1 mov mp0,a ;setup size of block ; Accumulator loaded with first RAM address ; 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: 在以上的例子中, 没有提及具体的数据存储器地址 存储区指针 BP 该系列单片机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 位 0 用来选择数据存储器 Bank 0~1 复位后, 数据存储器会初始化到 Bank 0, 但是在暂停模式下的 WDT 溢出复位, 不会改变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 要访问除 Bank 0 外的其它 Bank, 则必须要使用间接寻址方式 存储区指针寄存器 BP Bit Name DMBP0 R/W R/W POR 0 Bit 7~1 未定义, 读为 0 Bit 0 DMBP0: 数据存储区选择 0:Bank 0 1:Bank 1 Rev

26 累加器 ACC 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 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, 指向表格的地址 它的值必须在任何表格读取指令执行前加以设定 由于它的值可以被如 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用户指定的地址 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 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 C: 当加法运算的结果产生进位, 或减法运算的结果没有产生借位时, 则 C 被置位, 否则 C 被清零, 同时 C 也会被带进位的移位指令所影响 AC: 当低半字节加法运算的结果产生进位, 或高半字节减法运算的结果没有产生借位时,AC 被置位, 否则 AC 被清零 Z: 当算术或逻辑运算结果是零时,Z 被置位, 否则 Z 被清零 OV: 当运算结果高两位的进位状态异或结果为 1 时,OV 被置位, 否则 OV 被清零 PDF: 系统上电或执行 CLR WDT 指令会清零 PDF, 而执行 HALT 指令则会置位 PDF TO: 系统上电或执行 CLR WDT 或 HALT 指令会清零 TO, 而当 WDT 溢出则会置位 TO 另外, 当进入一个中断程序或执行子程序调用时状态寄存器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 注意, 状态寄存器的 0~3 位可以读取和写入 Rev

27 状态寄存器 Bit Name TO PDF OV Z AC C R/W R R R/W R/W R/W R/W POR 0 0 x x x x x 表示未知 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 1:WDT 溢出 Bit 4 PDF: 暂停标志位 0: 系统上电或执行 CLR WDT 指令 1: 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 1: 当运算结果高两位的进位状态异或结果为 1 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 1: 算数运算或逻辑运算的结果为零时 Bit 1 AC: 辅助进位标志位 0: 没有辅助进位时 1: 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 1: 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 C 也受循环移位指令的影响 Rev

28 EEPROM 数据存储器 该系列单片机内建 EEPROM 数据存储器 Electrically Erasable Programmable Read Only Memory 为电可擦可编程只读存储器, 由于其非易失性的存储结构, 即使在电源掉电的情况下存储器内的数据仍然保存完好 通过 EEPROM 数据存储器, 可以给设计者提供一个全新的主机应用 应用 EEPROM 的存储功能使得该系列单片机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 读取和写数据到 EEPROM 存储器的过程已经变得很容易 EEPROM 数据存储器结构 该系列单片机内部 EEPROM 数据寄存器容量为 64 8 位 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 中的一个地址和数据寄存器以及 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 单片机容量地址 BS83B08A-3 BS83B08A-4 BS83B12A-3 BS83B12A-4 BS83B16A-3 BS83B16A H~3FH H~3FH H~3FH 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 EEPROM 寄存器列表 Name EEA D5 D4 D3 D2 D1 D0 EED D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 EEC WREN WR RDEN RD EEA 寄存器 Bit Name D5 D4 D3 D2 D1 D0 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR 为未知 Bit 7~6 未使用, 读为 0 Bit 5~0 数据 EEPROM 地址 数据 EEPROM 地址 Bit 5~Bit 0 Rev

29 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 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 Bit 2 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 Bit 1 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 Bit 0 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 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 Rev

30 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 写数据至 EEPROM,EEPROM 中写入数据的地址要先放入 EEA 寄存器中, 写入的数据需存入 EED 寄存器中 EEC 寄存器中的写使能位 WREN 先置为高以使能写功能 此后, EEC 寄存器中 WR 位须立即被置为高, 以初始化一个写周期 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 将重置为 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 写周期结束后将产生 EEPROM 写中断, 需先通过设置相关中断寄存器的 DEE 位使能 EEPROM 中断 当 EEPROM 写周期结束,DEF 中断请求标志位将被置位 若 EEPROM 中断使能且堆栈未满的情况下将跳转到相应的中断向量中执行 当中断被响应,EEPROM 中断标志将自动复位 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 写数据时,WREN 位置高后,WR 位须立即置为高, 以确保写周期的正确执行 写周期执行前, 总中断控制位应清除, 写周期开始后再重新使能该控制位 Rev

31 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 write CLR BP MOV A, EED ; move read data to register MOV READ_DATA, A 写数据到 EEPROM 轮询法 CLR EMI MOV A, EEPROM_ADRES MOV EEA, A MOV A, EEPROM_DATA MOV EED, A MOV A, 040H MOV MP1, A MOV A, 01H MOV BP, A SET IAR1.3 SET IAR1.2 ; user defined address ; user defined data ; setup memory pointer MP1 ; MP1 points to EEC register ; setup Bank Pointer ; set WREN bit, enable write operations ; Start Write Cycle-set WR bit-executed ; immediately after set WREN bit SET EMI BACK: SZ IAR1.2 ; check for write cycle end JMP BACK CLR IAR1 CLR BP ; disable EEPROM write Rev

32 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 振荡器选项是通过寄存器来完成的 振荡器概述该系列单片机有两个内部振荡器, 一个低速振荡器和一个高速振荡器 它们都可以作为系统时钟源, 低速振荡器还可以作为看门狗定时器, 时基功能和定时 / 计数器的时钟源 集成的两个内部振荡器不需要任何外接器件 所有振荡器选项通过寄存器设置 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 振荡类型 名称 频率范围 内部高速 RC HIRC 8, 12 或 16MHz 内部低速 RC LIRC 32kHz 振荡器类型 系统时钟配置该系列单片机有两个方式产生系统时钟, 一个高速内部时钟源和一个低速内部时钟源 高速振荡器为内部 8MHz,12MHz 或 16MHz RC 振荡器, 低速振荡器为内部 32kHz RC 振荡器 这两个振荡器都是内部全集成的振荡器, 无需外接器件 选择高速或低速振荡器作为系统振荡器, 是通过 SMOD 寄存器中的 HLCLK 位及 CKS2~CKS0 位进行选择 内部高速 RC 振荡器 HIRC 内部高速 RC 振荡器是一个全集成的系统振荡器, 不需其它外部器件 内部 RC 振荡器上电时的频率为 8MHz, 但是它可以通过 CTRL 寄存器中的 HIRCS1 和 HIRCS0 位进行选择 8MHz,12MHz 或 16MHz 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 内部低速 RC 振荡器 LIRC 内部 32kHz 系统振荡器为低速振荡器 LIRC 是一个全集成的 RC 振荡器, 无需外接器件, 在常温 5V 条件下, 振荡频率值为 32kHz 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 系统上电,LIRC 振荡器就使能, 不存在将该振荡器除能的寄存器位 Rev

33 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 此系列单片机提供高 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 系统时钟主系统时钟可来自高频时钟源 fh 或低频时钟源 fsub, 通过 SMOD 寄存器中的 HLCLK 位及 CKS2~CKS0 位进行选择 高频时钟和低频时钟都来自内部 RC 振荡器 系统时钟配置注 : 当系统时钟源 fsys 由 fh 到 fsub 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 Rev

34 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 LTO HTO IDLEN HLCLK R/W R/W R/W R/W R R R/W R/W POR Bit 7~5 CKS2~CKS0: 当 HLCLK 为 0 时系统时钟选择位 000:fSUB(fLIRC) 001:fSUB(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 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 Bit 4 未使用, 读为 0 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 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后何时稳定下来 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, 15~16 个时钟周期后改标志会处于高电平状态 IDLEN: 空闲模式控制位 0: 除能 1: 使能此位为空闲模式控制位, 用于决定 HALT 指令执行后发生的动作 若此位为高, 当指令 HALT 执行后, 单片机进入空闲模式 若 FSYSON 位为高, 在空闲模式 1 中 CPU 停止运行, 系统时钟将继续工作以保持外围功能继续工作 ; 若 FSYSON 为低, 在空闲模式 0 中 CPU 和系统时钟都将停止运行 若此位为低, 单片机将在 HALT 指令执行后进入休眠模式 HLCLK: 系统时钟选择位 0:fH/2~fH/64 或 fsub 1:fH 此位用于选择 fh 或 fh/2~fh/64 还是 fsub 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 fsub 作为系统时钟 当系统时钟由 fh 时钟向 fsub 时钟转换时,fH 将自动关闭以降低功耗 Rev

35 CTRL 寄存器 Bit Name FSYSON HIRCS1 HIRCS0 LVRF LRF WRF R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR x 0 0 x 表示未知 Bit 7 FSYSON: 空闲模式下的 fsys 控制 0: 除能 1: 使能 Bit 6 未使用, 读为 0 Bit 5~4 HIRCS1~HIRCS0: 高频时钟选择位 00:8MHz 01:16MHz 10:12MHz 11:8MHz Bit 3 未使用, 读为 0 Bit 2 LVRF: 有效低电压复位标志位 0: 无效 1: 有效 当低电压复位情况发生时此位设置为 1 此位只能通过程序清零 Bit 1 LRF: 由设置 LVRC 寄存器引起的复位 0: 无效 1: 有效 当 LVRC 寄存器包含任何未定义的 LVR 电压值时此位设置为 1, 用作软件 复位功能 此位只能通过程序清零 Bit 0 WRF: 由设置 WE[4:0] 引起的复位 0: 无效 1: 有效 当 WDT 控制寄存器软件复位时此位设置为 1 此位只能通过程序清零 Rev

36 系统工作模式 该系列单片机有 5 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 3 种工作模式 : 休眠模式 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 工作模式 说明 CPU fsys fsub fs 正常模式 On fh~fh/64 On On 低速模式 On fsub On On 空闲模式 0 Off Off On On 空闲模式 1 Off On On On 休眠模式 Off Off On On 正常模式顾名思义, 这是主要的工作模式之一, 单片机的所有功能均可在此模式中实现且系统时钟由一个高速振荡器提供 该模式下单片机正常工作的时钟源来自 HIRC 振荡器 高速振荡器频率可被分为 1~64 的不等比率, 实际的比率由 SMOD 寄存器中的 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 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 在休眠模式中,CPU 停止运行 然而 fsub 振荡器继续运行, 看门狗定时器继续运行 空闲模式 0 执行 HALT 指令后且 SMOD 寄存器中 IDLEN 位为高,CTRL 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, 系统振荡器停止运行, 因此 CPU 停止工作 空闲模式 1 执行 HALT 指令后且 SMOD 寄存器中 IDLEN 位为高,CTRL 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 定时 / 计数器 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 Rev

37 工作模式切换单片机可在各个工作模式间自由切换, 使得用户可根据所需选择最佳的性能 / 功耗比 用此方式, 对单片机工作的性能要求不高的情况下, 可使用较低频时钟以减少工作电流, 在便携式应用上延长电池的使用寿命 简单来说, 正常模式和低速模式间的切换仅需设置 SMOD 寄存器中的 HLCLK 位及 CKS2~CKS0 位即可实现, 而正常模式 / 低速模式与休眠模式 / 空闲模式间的切换经由 HALT 指令实现 当 HALT 指令执行后, 单片机是否进入空闲模式或休眠模式由 SMOD 寄存器中的 IDLEN 位和 CTRL 寄存器中的 FSYSON 位决定的 当 HLCLK 位变为低电平时, 时钟源将由高速时钟源 fh 转换成时钟源 fh/2~fh/64 或 fsub 若时钟源来自 fsub, 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 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 Rev

38 Rev

39 正常模式切换到低速模式系统运行在正常模式时使用高速系统振荡器, 因此较为耗电 可通过设置 SMOD 寄存器中的 HLCLK 位为 0 及 CKS2~CKS0 位为 000 或 001 使系统时钟切换至运行在低速模式下 此时将使用低速系统振荡器以节省耗电 用户可在对性能要求不高的操作中使用此方法以减少耗电 低速模式的时钟源来自 LIRC 振荡器 因此要求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 低速模式切换到正常模式在低速模式系统使用 LIRC 低速振荡器 切换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 进入休眠模式进入休眠模式的方法仅有一种 应用程序中执行 HALT 指令前需设置寄存器 SMOD 中 IDLEN 位为 0 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 但 fsub 继续运行 数据存储器中的内容和寄存器将保持当前值 WDT 将被清零并重新开始计数 输入 / 输出口将保持当前值 状态寄存器中暂停标志 PDF 将被置起, 看门狗溢出标志 TO 将被清除 进入空闲模式 0 进入空闲模式 0 的方法仅有一种 应用程序中执行 HALT 指令前需设置寄存器 SMOD 中 IDLEN 位为 1 且 CTRL 寄存器中的 FSYSON 位为 0 在上述条件下执行该指令后, 将发生的情况如下 : 系统时钟停止运行, 应用程序停止在 HALT 指令处, 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 WDT 将被清零并重新开始计数 输入 / 输出口将保持当前值 状态寄存器中暂停标志 PDF 将被置起, 看门狗溢出标志 TO 将被清除 进入空闲模式 1 进入空闲模式 1 的方法仅有一种 应用程序中执行 HALT 指令前需设置寄存器 SMOD 中 IDLEN 位为 1 且 CTRL 寄存器中的 FSYSON 位为 1 在上述条件下执行该指令后, 将发生的情况如下 : 系统时钟和 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 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

40 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 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 : PA 口下降沿 系统中断 WDT 溢出若由 WDT 溢出唤醒, 则会发生看门狗定时器复位 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 系统振荡器 唤醒时间 ( 休眠模式 ) 唤醒时间 ( 空闲模式 0) 唤醒时间 ( 空闲模式 1) HIRC 15~16 HIRC 周期 1~2 HIRC 周期 LIRC 1~2 LIRC 周期 1~2 LIRC 周期 唤醒时间 编程注意高速和低速振荡器都使用 SST 计数器 例如, 如果系统从休眠模式下唤醒, HIRC 振荡器起振需要一定的延迟时间 如果单片机从休眠模式唤醒到正常模式, 则高速振荡器需要 SST 的系统延迟 HTO 为高后, 单片机会执行第一条指令 Rev

41 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低速振荡器 fsub 看门狗定时器的时钟源可分频为 2 8 ~2 18 以提供更大的溢出周期, 分频比由 WDTC 寄存器中的 WS2~WS0 位来决定 电压为 5V 时内部振荡器 LIRC 的频率大约为 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 看门狗定时器控制寄存器 WDTC 寄存器用于控制 WDT 功能的使能及选择溢出周期 任何单片机复位, WDTC 都为 B, 且这个值在暂停模式下 WDT 溢出也不会改变 WDTC 寄存器 Bit Name WE4 WE3 WE2 WE1 WE0 WS2 WS1 WS0 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7~3 Bit 2~0 WE4~WE0:WDT 操作 10101B: 使能 01010B: 使能 ( 默认值 ) 其它值 :MCU 复位 ( 需要 2~3 个 LIRC 周期响应复位 ) 如果单片机复位且由 WDTC 寄存器中的 WE[4:0] 引起, 则在复位后 CTRL 寄存器中的 WRF 标志位会被置位 WS2~WS0:WDT 溢出周期选择位 000:2 8 /fs 001:2 10 /fs 010:2 12 /fs 011:2 14 /fs 100:2 15 /fs 101:2 16 /fs 110:2 17 /fs 111:2 18 /fs 这三位控制看门狗时钟的分频比, 进而控制看门狗的溢出周期 Rev

42 CTRL 寄存器 Bit Name FSYSON HIRCS1 HIRCS0 LVRF LRF WRF Bit 7 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR x 0 0 FSYSON: 空闲模式下的 fsys 控制其它地方有详细描述 Bit 6 未使用, 读为 0 Bit 5~4 HIRCS1~HIRCS0: 高频时钟选择位其它地方有详细描述 Bit 3 未使用, 读为 0 Bit 2 Bit 1 Bit 0 LVRF: 有效低电压复位标志位其它地方有详细描述 x 表示未知 LRF: 由设置 LVRC 寄存器引起的复位其它地方有详细描述 WRF: 由设置 WE[4:0] 引起的复位 0: 无效 1: 有效当 WDT 控制寄存器软件复位时此位设置为 1 且通过程序清零 此位只能通过程序清零 Rev

43 看门狗定时器操作该系列单片机的看门狗定时器时钟源来自 fsub 振荡器, 它总是开启的 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 WDTC 寄存器中的 WE4~WE0 位可使能看门狗定时器 如果 WE4~WE0 为 则 WDT 或 则 WDT 使能, 如果 WE4~WE0 为其它任意值, 则单片机复位 要 2~3 个 LIRC 周期响应复位 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 WDT 复位, 即将 WE4~WE0 位设置成除了 01010B 和 10101B 外的任意值 ; 第二种是通过软件清除指令, 而第三种是通过 HALT 指令 该系列单片机只使用一条清看门狗指令 CLR WDT 因此只要执行 CLR WDT 便清除 WDT 当设置分频比为 2 18 时, 溢出周期最大 例如, 时钟源为 32kHz LIRC 振荡器, 分频比为 2 18 时最大溢出周期约 8s, 分频比为 2 8 时最小溢出周期约 7.8ms CLR WDT CLR f SUB fs 11 stage divider WDT Time-out 8-to-1 MUX WS2~WS0 (fs/2 1 ~ fs/2 11 ) 7-stage Divider WS[2:0]= 000: 2 8 /fs 001: 2 10 /fs 010: 2 12 /fs 011: 2 14 /fs 100: 2 15 /fs 101: 2 16 /fs 110: 2 17 /fs 111: 2 18 /fs 看门狗定时器 Rev

44 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 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 还有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 复位功能包括内部和外部事件触发复位, 单片机共有四种复位方式 : 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 VDD Power-on Reset SST Time-out t RSTD 上电复位时序图 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 低电压复位功能始终使能于特定的电压值,VLVR 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且 CTRL 寄存器中的 LVRF 标志位置位 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 LVRC 寄存器中的 LVS 位设置 若由于受到干扰 LVS7~LVS0 变为其它值时, 需经过 2~3 个 LIRC 周期响应复位 此时 CTRL 寄存器的 LRF 位被置位 上电后寄存器的值为 B 正常执行时 LVR 会于休眠或空闲时自动除能关闭 低电压复位时序图 Rev

45 LVRC 寄存器 BS83B08A-3/BS83B12A-3/BS83B16A-3 Bit Name LVS7 LVS6 LVS5 LVS4 LVS3 LVS2 LVS1 LVS0 R/W R/W R/W R/W R/W R R R/W R/W POR Bit 7~0 LVS7~LVS0:LVR 电压选择 :2.55V( 默认 ) :2.55V :2.55V :2.55V 其它值 :MCU 复位 ( 需要 2~3 个 LIRC 周期响应复位 ) 注 : 可以通过 S/W 写 00H~FFH 来控制 LVR 电压, 也可复位单片机 如果单片机复位且由 LVRC 寄存器引起, 则在复位后 CTRL 寄存器中的 LRF 标志位会被置位 LVRC 寄存器 BS83B08A-4/BS83B12A-4/BS83B16A-4 Bit Name LVS7 LVS6 LVS5 LVS4 LVS3 LVS2 LVS1 LVS0 R/W R/W R/W R/W R/W R R R/W R/W POR Bit 7~0 LVS7~LVS0:LVR 电压选择 :2.10V( 默认 ) :2.10V :2.10V :2.10V 其它值 :MCU 复位 ( 需要 2~3 个 LIRC 周期响应复位 ) 注 : 可以通过 S/W 写 00H~FFH 来控制 LVR 电压, 也可复位单片机 如果单片机复位且由 LVRC 寄存器引起, 则在复位后 CTRL 寄存器中的 LRF 标志位会被置位 LVRC 在端口复位 LVR 软件复位 WDT 复位或 WDT 软件复位时复位后的值都为 B, 且在 LVR 复位或者暂停模式下的 WDT 溢出复位都不改变 Rev

46 CTRL 寄存器 Bit Name FSYSON HIRCS1 HIRCS0 LVRF LRF WRF Bit 7 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR x 0 0 FSYSON: 空闲模式下的 fsys 控制详见其它地方的描述 Bit 6 未使用, 读为 0 Bit 5~4 HIRCS1~HIRCS0: 高频时钟选择位详见其它地方的描述 Bit 3 未使用, 读为 0 Bit 2 Bit 1 Bit 0 x 表示未知 LVRF: 有效低电压复位标志位 0: 无效 1: 有效当低电压复位情况发生时此位设置为 1 此位只能通过程序清零 LRF: 由设置 LVRC 寄存器引起的复位 0: 无效 1: 有效当 LVRC 寄存器包含任何未定义的 LVR 电压值时此位设置为 1, 相当于软件复位功能 此位只能通过程序清零 WRF: 由设置 WE[4:0] 引起的复位详见其它地方的描述 正常运行时看门狗溢出复位正常运行时看门狗溢出会使看门狗溢出标志位 TO 设为 1 正常运行时看门狗溢出时序图 空闲 / 休眠时看门狗溢出复位空闲 / 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 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 注 : 如果系统时钟为 HIRC 时, 则 tsst 为 15~16 个时钟周期 如果为 LIRC, 则 tsst 为 1~2 个时钟周期 空闲 / 休眠时看门狗溢出复位时序图 Rev

47 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, 由空闲 / 休眠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 : T0 PDF 复位条件 0 0 上电复位 u u 正常模式或低速模式时的 LVR 复位 1 u 正常模式或低速模式时的 WDT 溢出复位 1 1 空闲模式或休眠模式时的 WDT 溢出复位 u 代表不改变 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 清除并重新计时定时 / 计数器停止所有 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 注意若芯片有多种封装类型, 表格反应较大的封装的情况 Rev

48 BS83B08A-3/BS83B08A-4 寄存器 LVR& 上电复位 WDT 溢出 ( 正常模式 ) WDT 溢出 (HALT 模式 ) IAR MP0 xxxx xxxx xxxx xxxx uuuu uuuu IAR MP1 xxxx xxxx xxxx xxxx uuuu uuuu BP u ACC xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu PCL TBLP xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu TBLH xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu TBHP x x x x u u u u u u u u STATUS --00 xxxx --1u uuuu --11 uuuu SMOD uuuu uuuu CTRL x x00 u-uu -uuu INTEG u u INTC uuu uuuu INTC uuu -uuu LVRC uuuu uuuu PA u--u uuuu PAC u--u uuuu PAPU u--u uuuu PAWU u--u uuuu WDTC uuuu uuuu TBC u u TMR uuuu uuuu TMRC u u - u u u EEA uu uuuu EED uuuu uuuu PB uuuu uuuu PBC uuuu uuuu PBPU uuuu uuuu I2CTOC uuuu uuuu SIMC uuuu -uu- SIMC uuuu -uuu SIMD uuuu uuuu SIMC uu uuuu SIMA uuuu uuuu TKTMR uuuu uuuu TKC uuu uuuu TK16DL uuuu uuuu Rev

49 寄存器 LVR& 上电复位 WDT 溢出 ( 正常模式 ) WDT 溢出 (HALT 模式 ) TK16DH uuuu uuuu TKC u u TKM016DL uuuu uuuu TKM016DH uuuu uuuu TKM0ROL uuuu uuuu TKM0ROH u u TKM0C uuuu uuuu TKM0C u-uu uuuu TKM116DL uuuu uuuu TKM116DH uuuu uuuu TKM1ROL uuuu uuuu TKM1ROH u u TKM1C uuuu uuuu TKM1C uuuu uuuu EEC u u u u 注 : - 表示未定义 x 表示未知 u 表示不改变 Rev

50 BS83B12A-3/BS83B12A-4 寄存器 LVR& 上电复位 WDT 溢出 ( 正常模式 ) WDT 溢出 (HALT 模式 ) IAR MP0 xxxx xxxx xxxx xxxx uuuu uuuu IAR MP1 xxxx xxxx xxxx xxxx uuuu uuuu BP u ACC xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu PCL TBLP xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu TBLH xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu TBHP x x x x u u u u u u u u STATUS --00 xxxx --1u uuuu --11 uuuu SMOD uuuu uuuu CTRL x x00 u-uu -uuu INTEG u u INTC uuu uuuu INTC uuu -uuu LVRC uuuu uuuu PA u--u uuuu PAC u--u uuuu PAPU u--u uuuu PAWU u--u uuuu WDTC uuuu uuuu TBC u u TMR uuuu uuuu TMRC u u - u u u EEA uu uuuu EED uuuu uuuu PB uuuu uuuu PBC uuuu uuuu PBPU uuuu uuuu I2CTOC uuuu uuuu SIMC uuuu -uu- SIMC uuuu -uuu SIMD uuuu uuuu SIMC uu uuuu SIMA uuuu uuuu PC uuuu uuuu PCC uuuu uuuu PCPU uuuu uuuu Rev

51 寄存器 LVR& 上电复位 WDT 溢出 ( 正常模式 ) WDT 溢出 (HALT 模式 ) TKTMR uuuu uuuu TKC uuu uuuu TK16DL uuuu uuuu TK16DH uuuu uuuu TKC u u TKM016DL uuuu uuuu TKM016DH uuuu uuuu TKM0ROL uuuu uuuu TKM0ROH u u TKM0C uuuu uuuu TKM0C u-uu uuuu TKM116DL uuuu uuuu TKM116DH uuuu uuuu TKM1ROL uuuu uuuu TKM1ROH u u TKM1C uuuu uuuu TKM1C uuuu uuuu TKM216DL uuuu uuuu TKM216DH uuuu uuuu TKM2ROL uuuu uuuu TKM2ROH u u TKM2C uuuu uuuu TKM2C uuuu uuuu EEC u u u u 注 : - 表示未定义 x 表示未知 u 表示不改变 Rev

52 BS83B16A-3/BS83B16A-4 寄存器 LVR& 上电复位 WDT 溢出 ( 正常模式 ) WDT 溢出 (HALT 模式 ) IAR MP0 xxxx xxxx xxxx xxxx uuuu uuuu IAR MP1 xxxx xxxx xxxx xxxx uuuu uuuu BP u ACC xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu PCL TBLP xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu TBLH xxxx xxxx uuuu uuuu uuuu uuuu TBHP x x x x u u u u u u u u STATUS --00 xxxx --1u uuuu --11 uuuu SMOD uuuu uuuu CTRL x x00 u-uu -uuu INTEG u u INTC uuu uuuu INTC uuu -uuu LVRC uuuu uuuu PA u--u uuuu PAC u--u uuuu PAPU u--u uuuu PAWU u--u uuuu WDTC uuuu uuuu TBC u u TMR uuuu uuuu TMRC u u - u u u EEA uu uuuu EED uuuu uuuu PB uuuu uuuu PBC uuuu uuuu PBPU uuuu uuuu I2CTOC uuuu uuuu SIMC uuuu -uu- SIMC uuuu -uuu SIMD uuuu uuuu SIMC uu uuuu SIMA uuuu uuuu PC uuuu uuuu PCC uuuu uuuu PCPU uuuu uuuu Rev

53 寄存器 LVR& 上电复位 WDT 溢出 ( 正常模式 ) WDT 溢出 (HALT 模式 ) TKTMR uuuu uuuu TKC uuu uuuu TK16DL uuuu uuuu TK16DH uuuu uuuu TKC u u TKM016DL uuuu uuuu TKM016DH uuuu uuuu TKM0ROL uuuu uuuu TKM0ROH u u TKM0C uuuu uuuu TKM0C u-uu uuuu TKM116DL uuuu uuuu TKM116DH uuuu uuuu TKM1ROL uuuu uuuu TKM1ROH u u TKM1C uuuu uuuu TKM1C uuuu uuuu TKM216DL uuuu uuuu TKM216DH uuuu uuuu TKM2ROL uuuu uuuu TKM2ROH u u TKM2C uuuu uuuu TKM2C uuuu uuuu TKM316DL uuuu uuuu TKM316DH uuuu uuuu TKM3ROL uuuu uuuu TKM3ROH u u TKM3C uuuu uuuu TKM3C uuuu uuuu EEC u u u u 注 : - 表示未定义 x 表示未知 u 表示不改变 Rev

54 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 大部分引脚都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 此系列单片机提供 PA~PC 双向输入 / 输出口 这些寄存器在数据存储器有特定的地址 所有 I/O 口用于输入输出操作 作为输入操作, 输入引脚无锁存功能, 也就是说输入数据必须在执行 MOV A, [m],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 输入 / 输出寄存器列表 BS83B08A-3/BS83B08A-4 寄存器 Bit 名称 PAWU D7 D4 D3 D2 D1 D0 PAPU D7 D4 D3 D2 D1 D0 PA D7 D4 D3 D2 D1 D0 PAC D7 D4 D3 D2 D1 D0 PBPU D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PB D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PBC D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 BS83B12A-3/BS83B12A-4 寄存器 Bit 名称 PAWU D7 D4 D3 D2 D1 D0 PAPU D7 D4 D3 D2 D1 D0 PA D7 D4 D3 D2 D1 D0 PAC D7 D4 D3 D2 D1 D0 PBPU D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PB D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PBC D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PCPU D3 D2 D1 D0 PC D3 D2 D1 D0 PCC D3 D2 D1 D0 Rev

55 BS83B16A-3/BS83B16A-4 寄存器 Bit 名称 PAWU D7 D4 D3 D2 D1 D0 PAPU D7 D4 D3 D2 D1 D0 PA D7 D4 D3 D2 D1 D0 PAC D7 D4 D3 D2 D1 D0 PBPU D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PB D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PBC D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PCPU D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PC D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PCC D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 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~PCPU 来设置, 它用一个 PMOS 晶体管来实现上拉电阻功能 PAPU 寄存器 Bit Name D7 D4 D3 D2 D1 D0 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7 PAPU:PA 口 bit 7 上拉电阻控制 0: 除能 1: 使能 Bit 6~5 未使用, 读为 0 Bit 4~0 PAPU:PA 口 bit 4~bit 0 上拉电阻控制 0: 除能 1: 使能 PBPU 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 PBPU:PB 口 bit7~bit 0 上拉电阻控制 0: 除能 1: 使能 Rev

56 PCPU 寄存器 BS83B12A-3/BS83B12A-4 Bit Name D3 D2 D1 D0 R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7~4 未使用, 读为 0 Bit 3~0 PCPU:PC 口 bit 3~bit 0 上拉电阻控制 0: 除能 1: 使能 PCPU 寄存器 BS83B16A-3/BS83B16A-4 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 PCPU:PC 口 bit7~bit 0 上拉电阻控制 0: 除能 1: 使能 PA 口唤醒当使用暂停指令 HALT 迫使单片机进入空闲 / 休眠模式状态, 单片机的系统时钟将会停止以降低功耗, 此功能对于电池及低功耗应用很重要 唤醒单片机有很多种方法, 其中之一就是使 PA 口的其中一个引脚从高电平转为低电平 这个功能特别适合于通过外部开关来唤醒的应用 PA 口上的每个引脚是可以通过设置 PAWU 寄存器来单独选择是否具有唤醒功能 PAWU 寄存器 Bit Name D7 D4 D3 D2 D1 D0 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7 PAPU:PA 口 bit 7 上唤醒控制 0: 除能 1: 使能 Bit 6~5 未使用, 读为 0 Bit 4~0 PAWU:PA 口 bit 4~bit 0 唤醒控制 0: 除能 1: 使能 Rev

57 输入 / 输出端口控制寄存器每一个输入 / 输出口都具有各自的控制寄存器 (PAC~PCC) 用来控制输入 / 输出状态 通过这些控制寄存器, 每个 CMOS 输出或输入都可以通过软件动态控制 所有的 I/O 端口的引脚都各自对应于 I/O 端口控制寄存器的某一位 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 1, 这时程序指令可以直接读取输入脚的逻辑状态 若控制寄存器相应的位被设定为 0, 则此引脚被设置为 CMOS 输出 当引脚设置为输出状态时, 程序指令读取的是输出端口寄存器的内容 注意, 如果对输出口做读取动作时, 程序读取到的是内部输出数据锁存器中的状态, 而不是输出引脚上实际的逻辑状态 PAC 寄存器 Bit Name D7 D4 D3 D2 D1 D0 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7 PAC:PA 口 bit 7 输入 / 输出控制 0: 输出 1: 输入 Bit 6~5 未使用, 读为 0 Bit 4~0 PAC:PA 口 bit 4~bit 0 输入 / 输出控制 0: 输出 1: 输入 PBC 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 PBC:PB 口 bit 7~bit 0 输入 / 输出控制 0: 输出 1: 输入 PCC 寄存器 BS83B12A-3/BS83B12A-4 Bit Name D3 D2 D1 D0 R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7~4 未使用, 读为 0 Bit 3~0 PCC:PC 口 bit 3~bit 0 输入 / 输出控制 0: 输出 1: 输入 Rev

58 PCC 寄存器 BS83B16A-3/BS83B16A-4 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 PCC:PC 口 bit 7~bit 0 输入 / 输出控制 0: 输出 1: 输入 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功能的理解提供的一个参考 图中引脚共用并非针对所有单片机 通用输入 / 输出端口结构 编程注意事项在编程中, 最先要考虑的是端口的初始化 复位之后, 所有的输入 / 输出数据及端口控制寄存器都将被设为逻辑高 所有输入 / 输出引脚默认为输入状态, 而其电平则取决于其它相连接电路以及是否选择了上拉电阻 如果端口控制寄存器 PAC~PCC, 某些引脚位被设定输出状态, 这些输出引脚会有初始高电平输出, 除非数据寄存器端口 PA~PC 在程序中被预先设定 设置哪些引脚是输入及哪些引脚是输出, 可通过设置正确的值到适当的端口控制寄存器, 或使用指令 SET [m].i 及 CLR [m].i 来设定端口控制寄存器中个别的位 注意, 当使用这些位控制指令时, 系统即将产生一个读 - 修改 - 写的操作 单片机需要先读入整个端口上的数据, 修改个别的位, 然后重新把这些数据写入到输出端口 PA 口的每个引脚都带唤醒功能 单片机处于休眠或空闲模式时, 有很多方法可以唤醒单片机, 其中之一就是通过 PA 口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

59 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 1 个 8 位的向上计数器 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 / 计数器的定时设置 定时 / 计数器 配置定时 / 计数器输入时钟源定时 / 计数器的时钟源可以来自系统时钟 fsys 或 fsub 振荡器, 由 TMRC 寄存器的 TS 位选择使用哪种时钟源 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 TPSC0~TPSC2 来确定 定时 / 计数寄存器 TMR 定时 / 计数寄存器 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 当收到一个内部计数脉冲, 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, 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 FFH, 预置寄存器需要先清为零 注意, 如果定时 / 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, 直到溢出发生时才被写入实际定时器 Rev

60 定时 / 计数控制寄存器 TMRC 定时 / 计数控制寄存器为 TMRC, 配合相应的 TMR 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 4 位即 TON, 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 TS 位用来选择内部时钟源 TMRC 寄存器 Bit Name TS TON TPSC2 TPSC1 TPSC0 R/W R/W R/W R/W R/W R/W POR Bit 7~6 未使用, 读为 0 Bit 5 TS: 定时器时钟源选择位 0:fSYS 1:fSUB Bit 4 TON: 定时 / 计数器控制位 0: 除能 1: 使能 Bit 3 未使用, 读为 0 Bit 2~0 TPSC2~TPSC0: 选择定时器预分频比选择位定时器内部时钟 = 000:fTP 001:fTP/2 010:fTP/4 011:fTP/8 100:fTP/16 101:fTP/32 110:fTP/64 111:fTP/128 Rev

61 定时器操作定时 / 计数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 fsys 或 fsub 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 TPSC2~TPSC0 位来确定 定时器使能位, 即 TON 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, 然而, 通过设置中断寄存器中的定时器中断使能位为 0, 可以禁止计数器中断 预分频器 TMRC 寄存器的 TPSC2~TPSC0 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 编程注意事项当读取定时 / 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 在定时 / 计数器打开之前, 需要确保先载入定时 / 计数寄存器的初始值, 这是因为在上电后, 定时 / 计数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 若定时 / 计数器中断允许, 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 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 指令进入空闲 / 休眠模式之前将相应中断请求标志位置位 Rev