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1 HT46R47,HT46R22, HT46R23,HT46R24 A/D 型单片机使用手册 本使用手册版权为盛群半导体股份有限公司所有, 非经盛群半导体股份有限公司书面授权同意, 不得通过任何形式复制 储存或传输

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3 目录 目录 第一部份单片机概论... 1 第一章硬件结构... 3 简介...3 特性...4 技术特性...4 内核特性...4 周边特性...5 选择表...5 系统框线图...6 引脚分配...7 引脚说明...8 极限参数...12 直流电气特性...13 交流电气特性...14 系统结构...15 时序和流水线结构 (Pipelining)...15 程序计数器...17 堆栈...19 算术及逻辑单元 ALU...20 程序存储器...21 结构...21 特殊向量...22 查表...23 查表程序范例...23 数据存储器...25 结构...25 通用数据存储器...26 专用数据存储器...27 i

4 A/D 型单片机使用手册 特殊功能寄存器...28 间接寻址寄存器 IAR, IAR0, IAR 间接寻址指针 MP, MP0, MP 储存区指针 BP...29 累加器 ACC...29 程序计数器低字节寄存器 PCL...30 表格寄存器 TBLP, TBLH...30 状态寄存器 STATUS...30 中断控制寄存器 INTC, INTC0, INTC 定时 / 计数寄存器...31 输入 / 输出端口和控制寄存器...32 脉冲宽度调制寄存器 PWM, PWM0, PWM1, PWM2, PWM I 2 C 总线寄存器 HADR, HCR, HSR, HDR...32 A/D 转换寄存器 ADRL, ADRH, ADCR, ADSR...32 输入 / 输出端口...33 上拉电阻...33 PA 口的唤醒...33 输入 / 输出端口控制寄存器...34 引脚共用功能...34 编程注意事项...38 定时 / 计数器...39 配置定时 / 计数器输入时钟源...40 定时 / 计数寄存器 TMR,TMRL/TMRH, TMR0L/TMR0H, TMR1L/TMR1H...41 定时 / 计数控制寄存器 TMRC, TMR0C, TMR1C...42 定时器模式...44 事件计数器模式...44 脉冲宽度测量模式...45 可编程分频器 (PFD)...46 预分频器 (Prescaler)...46 输入 / 输出接口...47 编程注意事项...47 脉冲宽度调制器 PWM 模式 PWM 模式...51 PWM 输出控制...52 模数转换器...53 A/D 转换器数据寄存器 ADRL/ADRH...53 A/D 转换器控制寄存器 ADCR...54 A/D 转换器时钟源寄存器 ACSR...56 A/D 输入引脚...57 A/D 转换的步骤...57 A/D 转换功能...61 ii

5 目录 I 2 C 总线串行接口...63 I 2 C 总线从地址寄存器 HADR...64 I 2 C 总线输入 / 输出数据寄存器 HDR...64 I 2 C 总线控制寄存器 HCR...64 I 2 C 总线状态寄存器 HSR...65 I 2 C 总线通讯...66 中断...70 外部中断...73 定时 / 计数器中断...73 A/D 中断...73 I 2 C 中断...74 中断优先权...74 编程注意事项...75 复位和初始化...76 复位...76 振荡器...83 系统时钟配置...83 系统晶体 / 陶瓷振荡器...83 系统电阻电容振荡器...84 看门狗定时振荡器...84 暂停模式下的暂停和唤醒...85 看门狗定时器...86 掩膜选项...88 应用电路...89 第二部份程序语言 第二章指令集介绍 指令集...95 指令周期...95 数据的传送...96 算术运算...96 逻辑和移位运算...96 分支和控制的转换...96 位运算...96 查表运算...97 其它运算...97 指令设定一览表...97 惯例...97 iii

6 A/D 型单片机使用手册 第三章指令定义 第四章汇编语言和编译器 常用符号 语句语法 名称 操作项 操作数项 注解 编译伪指令 条件编译伪指令 文件控制伪指令 程序伪指令 数据定义伪指令 宏伪指令 汇编语言指令 名称 助记符 操作数 运算子和表达式 其它 前置引用 局部标号 汇编语言保留字 编译器选项 编译列表文件格式 源程序列表 编译总结 其它 第三部份开发工具 第五章单片机开发工具 HT-IDE 集成开发环境 盛群单片机仿真器 (HT-ICE) HT-ICE 接口卡 OTP 烧录器 OTP 适配卡 系统配置 HT-ICE 接口卡设定 安装 系统需求 硬件安装 软件安装 iv

7 目录 第六章快速开始 步骤一 : 建立一个新项目 步骤二 : 将源程序文件加到项目中 步骤三 : 建立项目 步骤四 : 烧录 OTP 单片机 步骤五 : 传送程序与掩膜选项单至 Holtek 附录 附录 A 特性曲线图 附录 B 封装信息 v

8 vi A/D 型单片机使用手册

9 前言 前言 自从盛群半导体公司成立以来, 即致力于单片机产品的设计与开发 虽然盛群半导体提供给客户各式各样的半导体器件, 但其中单片机仍是盛群的主要关键产品, 未来盛群半导体仍将继续扩展单片机产品系列完整性与功能性 通过长期累积的单片机研发经验与技术, 盛群半导体能为各式各样的应用范围开发出高性能且低价位的单片机芯片 许多连接到外部感应器的重要应用需要处理模拟信号, 所有的这些应用, 在它们可以被单片机处理之前需要通过一个 A/D 转换器做模数信号的转换 为了满足这些需求, 盛群开发出 A/D 系列的单片机, 除了拥有 I/O 系列的所有特性和功能外, 还含有集成的多通道 A/D 转换器, 它的解析度和通道个数可调 而 PWM 功能和 I 2 C 接口, 则进一步增加了 A/D 系列单片机的功能和应用的可行性 为了使用者阅读方便, 本手册分成三部份 关于一般的单片机的规格信息可在第一部份中找到 与单片机程序相关的信息, 如指令集 指令定义和汇编语言编译伪指令, 可在第二部份找到 第三部份则是关于盛群半导体的开发工具有关如何安装和使用的相关信息 希望客户通过这本 A/D 型单片机使用手册, 能以一种简单 有效 且完整的方法, 实现他们在单片机上的各种应用 由于盛群半导体将单片机规格 程序规划和开发工具等信息结合在一本使用手册上, 相信客户可充分利用盛群半导体各种单片机的特性, 获取最大的产品优势 盛群半导体也欢迎客户提供宝贵的意见和建议, 以作为我们未来的改进参考 vii

10 viii A/D 型单片机使用手册

11 第一部份单片机概论 第一部份 单片机概论 1

12 2 A/D 型单片机使用手册

13 第一章硬件结构 第一章 硬件结构 1 本章主要为 A/D 型单片机的规格信息, 并且包含了所有参数和相关的硬件信息, 这些信息提供设计者此类单片机的主要硬件特性细节, 结合程序部份的信息将能够让使用者快速且成功地实现各种单片机的应用 参考本章中的相关部份, 也保证使用者可以充分利用 A/D 型单片机 简介 HT46R47/HT46C47 HT46R22/HT46C22 HT46R23/HT46C23 和 HT46R24/ HT46C24 是 8 位高性能 高效益的 RISC 结构单片机, 用于直接处理模拟信号, 例如直接连接传感器 该系列单片机包含一个集成的多通道模数转换器, 以及一个或多个脉冲宽度调制输出 同时也增强了单片机的其它内部特性, 如暂停 唤醒功能 振荡器选择和可编程分频器等, 增加了单片机的使用灵活度, 而这些特性也同时保证实际应用时只需要最少的外部器件, 进而降低了整个产品的成本 有了集成的 A/D 和 PWM 功能的优势, 再加上低功耗 高性能 灵活控制的输入 / 输出和低成本等特性, 此系列单片机广泛被应用在传感器信号处理 马达驱动 工业控制 消费性产品和子系统控制器等场合 该系列所有的单片机都具有相同的特性, 主要的不同在于 I/O 引脚数目,RAM 和 ROM 的容量, 定时器数目和大小,A/D 通道和 PWM 输出等方面 HT46R47 HT46R22 HT46R23 和 HT46R24 都是属于一次可编程 (One-Time Programmable, OTP) 单片机, 当配合使用盛群半导体的程序开发工具时, 可简单有效的更新程序, 这提供了设计者快速有效的开发途径 而对于那些已经设计成熟的应用,Mask 版的 HT46C47 HT46C22 HT46C23 和 HT46C24 则可满足大量生产和低成本的需求 由于和 OTP 版的功能完全兼容,Mask 版对于已经设计完成而想要降低成本的产品, 提供了一个理想的解决方案 3

14 A/D 型单片机使用手册 特性 技术特性 高性能 RISC 结构 低功率完全静态 CMOS 设计 工作电压 : 在 4MHz 下, 由 2.2V 到 5.5V 在 8MHz 下, 由 3.3V 到 5.5V 功率损耗 : 在 5V/4MHz 下, 典型值为 2mA( 针对 ADC 除能时的晶体振荡器 ) 不使用看门狗定时器时,3V 下静态 (standby) 电流小于 1µA 温度范围 : 工作温度 40 C 到 85 C( 工业级规格 ) 储存温度 50 C 到 125 C 内核特性 程序存储器 2K 14 OTP/Mask ROM (HT46R47/HT46C47, HT46R22/HT46C22) 4K 15 OTP/Mask ROM (HT46R23/HT46C23) 8K 16 OTP/Mask ROM (HT46R24/HT46C24) 数据存储器 64 8 SRAM (HT46R47/HT46C47, HT46R22/HT46C22) SRAM (HT46R23/HT46C23) SRAM (HT46R24/HT46C24) 表格读取功能 多层硬件堆栈 6-level (HT46R47/HT46C47, HT46R22/HT46C22) 8-level (HT46R23/HT46C23) 16-level (HT46R24/HT46C24) 直接和间接数据寻址模式 位操作指令 63 条强大的指令 大多数指令执行时间只需要一个指令周期 4

15 第一章硬件结构 周边特性 从 13 个到 40 个具有上拉功能的双向输入输出口 9 或 10 位多通道 A/D 转换器 脉冲宽度调制输出 PA 端口具有唤醒功能 外部中断输入 事件计数输入 具有预分频器 (Prescaler) 及中断功能的定时器 看门狗定时器 (WDT) 暂停与唤醒特性可以节省功耗 PFD 输出 I 2 C 接口 ( 除 HT46R47/HT46C47 外 ) 芯片内置晶体及电阻电容振荡器 具有低电压复位 (LVR) 特性 具有烧录电路接口及程序代码保护功能 掩膜版单片机适用于大量生产 提供高效的软硬支持工具 选择表 这系列的 A/D 型单片机拥有广泛的功能特性, 其中有些是普通的, 有些则是独有的 大部份的特性对该系列所有的单片机来说是共通的, 主要的区别在于程序存储器和数据存储器的容量,I/O 数目和定时器功能,A/D 通道和 PWM 输出 为了帮助使用者在应用时能选择适当的单片机, 以下表格提供了各个单片机主要的特性概述 型号 电源 程序存储器 数据存储器 I/O 定时器中断 A/D PWM I 2 C 堆栈封装种类 HT46R47 HT46C47 2.2V~5.5V 2K bit bit 4 8-bit DIP, 18SOP HT46R22 HT46C22 2.2V~5.5V 2K bit bit 8 8-bit SKDIP, 24SOP 19 8-bit 1 HT46R23 HT46C23 2.2V~5.5V 4K bit bit bit bit 2 HT46R24 HT46C24 2.2V~5.5V 8K bit bit bit SKDIP, 24SOP 28SKDIP, 28SOP 28SKDIP, 28SOP 48SSOP 注意 : 型号部份包含 C 的为 Mask 版本, 而 R 则是 OTP 版 5

16 A/D 型单片机使用手册 系统框线图 以下的系统框线图为 A/D 型单片机系列的主要功能模块 5 O I JA 4 + : J= I? E = J H 9, 6 I? E = J H 4 A I A J E E C / A A H= J H, = J= A HA I I, A H 7: 1 I JHK? JE, A H * = 2 E JA H A HO 2 E JA H 1 I JHK? JE 4 A C EI JA H 7 : ) + + ) 7 5 D EBJA H 2 H C H= A HO K F 6 = > A 4 A C EI JA HA I I, A H K F 6 = > A 2 E JA H 2 H C H= + K JA H 5 J=? 5 J=? 2 E JA H 6 2 H C H= A HO + BEC K H= JE F JE ), + L A HJA H BEC 4 A C EI JA H BEC 9 = J? C 4 A C EI JA H 6 E A H + BEC 6 E A HI 4 A C EI JA H + K JA H 2., + BEC 1 JA HHK F J 4 A C EI JA H + EH? K EJ + BEC 4 A C EI JA H 1 2 HJI, A L E? A 2 H C H= E C + EH? K EJHO 注意 : 本系统框线图为 OTP 单片机, 至于 Mask 型单片机则没有 Device Programming Circuitry HT46R47/HT46C47 不包含 I 2 C 接口 只有 HT46R24/HT46C24 才有储存区指针 6

17 第一章硬件结构 引脚分配 2 )! 2., 2 ) 2 ) 2 ) 2 *! )! 2 * ) 2 * ) 2 * ) 8 5 5! " # $ % & ' & % $ # "! 2 ) " ) # ) $ 2 ) % ,, 4-5 2, * # ) # 2 * " ) " 2 )! 2., 2 ) 2 ) 2 ) 2 *! )! 2 * ) 2 * ) 2 * ) ! " # $ % & ' "! ' & % $ # "! 2 * $ ) $ 2 * % ) % 2 ) " ) # ) $ 5, ) 2 ) % ,, 4-5 2, * # ) # 2 * " ) " 2 )! 2., 2 ) 2 ) 2 ) 2 *! )! 2 * ) 2 * ) 2 * ) ! " # $ % & ' "! ' & % $ # "! 2 * $ ) $ 2 * % ) % 2 ) " ) # ) $ 5, ) 2 ) % ,, 4-5 2, " $ 4 " % 0 6 " $ + " % &, 12 ) 5 2 ) 0 6 " $ " $ + " 5, 12 ) 5 2 ) 0 6 " $ 4! 0 6 " $ +! " 5, 12 ) 5 2 ) 2 * # ) # 2 * " ) " 2 )! 2., 2 ) 2 ) 2 ) 2 *! )! 2 * ) 2 * ) 2 * ) ! " # $ % & '! " 0 6 " $ 4! 0 6 " $ +! & 5, 12 ) 5 2 ) & % $ # "! ' & % $ # 2 * $ ) $ 2 * % ) % 2 ) " ) # ) $ 5, ) 2 ) % ,, 4-5 2, 2 9 2, " 2 +! 2 * # ) # 2 * " ) " 2 )! 2., 2 ) 2 ) 2 ) 2 *! )! 2 * ) 2 * ) 2 * ) ! " # $ % & '! " 0 6 " $ 4 " 0 6 " $ + " & 5, 12 ) 5 2 ) & % $ # "! ' & % $ # 2 * $ ) $ 2 * % ) % 2 ) " 2 ) # ) $ 5, ) 2 ) % ,, 4-5 2, , " 2 +! 2 * # ) # 2 * " ) " 2 )! 2., 2 ) 2 ) 2 ) 2 *! )! 2 * ) 2 * ) 2 * ) + 2.! , % 2, $ 2, # 2, " ! " # $ % & '! " # $ % & '! " " & " % " $ " # " " "! " " "! '! &! %! $! #! "!!!!! 0 6 " $ 4 " 0 6 " $ + " " & ) ' & % $ # 2 * $ ) $ 2 * % ) % 2 ) " 2 ) # ) $ 5, ) 2 ) % " 2. # 2. $ 2. % ,, ,! 2 9! 2, 2 9 2, 2 9 2, % 2 + $ 2 + # 2 + " 2 +! 注意 : SKDIP/SOP 封装的单片机的引脚具有兼容特性, 使其在硬件应用时以最小的 改变去提供设备直接升级到更高的功能 7

18 A/D 型单片机使用手册 引脚说明 HT46R47/HT46C47 引脚名称 I/O 掩膜选项说明 PA0~PA2 PA3/PFD PA4/TMR PA5/ INT PA6~PA7 PB0/AN0 PB1/AN1 PB2/AN2 PB3/AN3 PD0/PWM OSC1 OSC2 I/O I/O I/O I O Pull-high Wake-up PA3 or PFD Pull-high Pull-high I/O or PWM Crystal or RC 8 位双向输入 / 输出口, 每个位可由掩膜选项设置成唤醒输入 软件指令决定引脚是 CMOS 输出或斯密特触发器输入 掩膜选项决定端口上哪个位带上拉电阻 PA3 PA4 和 PA5 分别与 PFD TMR 和 INT 引脚共用 4 位双向输入 / 输出口 软件指令决定引脚是 CMOS 输出或斯密特触发器输入 掩膜选项决定端口上哪个位带上拉电阻 PB 和 A/D 输入引脚共用 A/D 输入通过软件指令选择, 一但被选择作为 A/D 输入,I/O 功能和上拉电阻功能将自动无效 1 位双向输入 / 输出口 软件指令决定引脚是 CMOS 输出或斯密特触发器输入 掩膜选项决定此引脚是否带上拉电阻 通过掩膜选项选择 PWM 输出,PWM 输出与 PD0 引脚共用 OSC1 OSC2 连接外部 RC 电路或晶体振荡器 ( 由掩膜选项决定 ) 作为内部系统时钟 在 RC 模式下,OSC2 的输出端信号是系统时钟四分频 RES I 斯密特触发器复位输入 低电平有效 VDD 正电源供应 VSS 负电源供应, 接地 注意 :1. PA 上的每个引脚可通过掩膜选项被设定成具有唤醒功能 2. 每个端口上的引脚可单独的配置带上拉电阻 8

19 第一章硬件结构 HT46R22/HT46C22 引脚名称 I/O 掩膜选项说明 PA0~PA2 PA3/PFD PA4/TMR PA5/ INT PA6/SDA PA7/SCL PB0/AN0 PB1/AN1 PB2/AN2 PB3/AN3 PB4/AN4 PB5/AN5 PB6/AN6 PB7/AN7 I/O I/O Pull-high Wake-up PA3 or PFD PA6/PA7 or SDA/SCL Pull-high PC0~PC1 I/O Pull-high PD0/PWM I/O Pull-high I/O or PWM 8 位双向输入 / 输出口, 每个位可由掩膜选项设置成唤醒输入 软件指令决定引脚是 CMOS 输出或斯密特触发器输入 掩膜选项决定端口上哪个位带上拉电阻 PA3 PA4 和 PA5 分别与 PFD TMR 和 INT 引脚共用 PA6 和 PA7 分别与 SDA 和 SCL 引脚共用, 实现 I 2 C 总线功能 8 位双向输入 / 输出口 软件指令决定引脚是 CMOS 输出或斯密特触发器输入 掩膜选项决定所有引脚是否带上拉电阻 PB 和 A/D 输入引脚共用 A/D 输入通过软件指令选择, 一但被选择作为 A/D 输入,I/O 功能和上拉电阻功能将自动无效 2 位双向输入 / 输出口 软件指令决定引脚是 CMOS 输出或斯密特触发器输入 掩膜选项决定在端口上的引脚是否有上拉电阻 1 位双向输入 / 输出口 软件指令决定引脚是 CMOS 输出或斯密特触发器输入 掩膜选项决定此引脚是否带上拉电阻 通过掩膜选项选择 PWM 输出,PWM 输出与 PD0 引脚共用 OSC1 OSC2 连接 RC 电路或外部晶体振荡器 ( 由掩膜选项决 OSC1 I Crystal or RC 定 ) 作为内部系统时钟 在 RC 模式下,OSC2 的输出端信号 OSC2 O 是系统时钟四分频 RES I 斯密特触发器复位输入 低电平有效 VDD 正电源供应 VSS 负电源供应, 接地 注意 :1. PA 上的每个引脚可通过掩膜选项被设定成具有唤醒功能 2. PA 上的引脚可单独的选择带上拉电阻, 而 PB 和 PC 上的引脚不可以单独选择 如果选 择了上拉配置, 则该这些端口所有的输入引脚都将被连接到上拉电阻 9

20 A/D 型单片机使用手册 HT46R23/HT46C23 引脚名称 I/O 掩膜选项 说明 PA0~PA2 PA3/PFD Pull-high 8 位双向输入 / 输出口, 每个位可由掩膜选项设置成唤醒输入 Wake-up 软件指令决定引脚是 CMOS 输出或斯密特触发器输入 掩膜 PA4/TMR I/O PA3 or PFD 选项决定端口上哪个位带上拉电阻 PA3 PA4 和 PA5 分别 PA5/ INT PA6/PA7 or 与 PFD TMR 和 INT 引脚共用 PA6 和 PA7 分别与 SDA 和 PA6/SDA SDA/SCL SCL 引脚共用, 实现 I 2 C 总线功能 PA7/SCL PB0/AN0 PB1/AN1 8 位双向输入 / 输出口 软件指令决定引脚是 CMOS 输出或斯 PB2/AN2 密特触发器输入 掩膜选项决定所有引脚是否带上拉电阻 PB3/AN3 I/O Pull-high PB 与 A/D 输入引脚共用 A/D 输入通过软件指令选择, 一 PB4/AN4 但被选择作为 A/D 输入,I/O 功能和上拉电阻功能将自动无 PB5/AN5 效 PB6/AN6 PB7/AN7 5 位双向输入 / 输出口 软件指令决定引脚是 CMOS 输出或斯 PC0~PC4 I/O Pull-high 密特触发器输入 掩膜选项决定端口上的所有引脚是否带上拉电阻 2 位双向输入 / 输出口 软件指令决定引脚是 CMOS 输出或斯 PD0/PWM0 Pull-high 密特触发器输入 掩膜选项决定端口上的引脚是否带上拉电 I/O PD1/PWM1 I/O or PWM 阻 通过掩膜选项选择 PWM 输出,PWM0 输出与 PD0 引脚 共用,PWM1 输出与 PD1 引脚共用 OSC1 OSC2 连接外部 RC 电路或晶体振荡器 ( 由掩膜选项决 OSC1 I Crystal or RC 定 ) 作为内部系统时钟 在 RC 模式下,OSC2 的输出端信号 OSC2 O 是系统时钟四分频 RES I 斯密特触发器复位输入 低电平有效 VDD 正电源供应 VSS 负电源供应, 接地 注意 : 1. PA 上的每个引脚可通过掩膜选项被设定成具有唤醒功能 2. PA 上的引脚可单独的选择带上拉电阻, 而 PB PC 和 PD 上的引脚不可以单独选择 如果选择了上拉配置, 则该这些端口所有的输入引脚都将被连接到上拉电阻 3. 此引脚说明表格基于 28-pin 的封装 由于封装的限制, 在 24-pin 的封装中可能有些引脚不存在 10

21 第一章硬件结构 HT46R24/HT46C24 引脚名称 I/O 掩膜选项 说明 PA0~PA2 Pull-high 8 位双向输入 / 输出口, 每个位可由掩膜选项设置成唤醒输入 PA3/PFD Wake-up 软件指令决定引脚是 CMOS 输出或斯密特触发器输入 掩膜 PA4 I/O PA3 or PFD 选项决定端口上哪个位带上拉电阻 PA3 和 PA5 分别与 PFD PA5/ INT PA6/PA7 or 和 INT 引脚共用 PA6 和 PA7 分别与 SDA 和 SCL 引脚共用, PA6/SDA SDA/SCL 实现 I 2 C 总线功能 PA7/SCL PB0/AN0 PB1/AN1 8 位双向输入 / 输出口 软件指令决定引脚是 CMOS 输出或斯 PB2/AN2 密特触发器输入 掩膜选项决定在端口上哪个位带上拉电 PB3/AN3 I/O Pull-high 阻 PB 与 A/D 输入引脚共用 A/D 输入通过软件指令选择, PB4/AN4 一但被选择作为 A/D 输入,I/O 功能和上拉电阻功能将自动 PB5/AN5 无效 PB6/AN6 PB7/AN7 8 位双向输入 / 输出口 软件指令决定引脚是 CMOS 输出或斯 PC0~PC7 I/O Pull-high 密特触发器输入 掩膜选项决定端口上所有引脚是否带上拉电阻 PD0/PWM0 8 位双向输入 / 输出口 软件指令决定引脚是 CMOS 输出或斯 PD1/PWM1 Pull-high 密特触发器输入 掩膜选项决定端口上所有引脚是否带上拉 PD2/PWM2 I/O I/O or PWM 电阻 通过掩膜选项选择 PWM0/PWM1/PWM2 和 PWM3 输 PD3/PWM3 出, 它们分别与 PD0/PD1/PD2 和 PD3 引脚共用 PD4~PD7 8 位双向输入 / 输出口 软件指令决定引脚是 CMOS 输出或斯 PF0~PF7 I/O Pull-high 密特触发器输入 掩膜选项决定端口上所有引脚是否带上拉电阻 TMR0 I 定时 / 计数器 0 斯密特触发器输入 没有连接上拉电阻 TMR1 I 定时 / 计数器 1 斯密特触发器输入 没有连接上拉电阻 OSC1 OSC2 连接外部 RC 电路或晶体振荡器 ( 由掩膜选项决 OSC1 I Crystal or RC 定 ) 作为内部系统时钟 在 RC 模式下,OSC2 的输出端信号 OSC2 O 是系统时钟四分频 RES I 斯密特触发器复位输入 低电平有效 VDD 正电源供应 VSS 负电源供应, 接地 注意 : 1. PA 上的每个引脚可通过掩膜选项被设定成具有唤醒功能 2. PA 和 PB 上的引脚可单独的选择带上拉电阻, 而 PC PD 和 PF 上的引脚不可以单独选择 如果选择了上拉配置, 则该这些端口所有的输入引脚都将被连接到上拉电阻 3. 此引脚说明表格基于 48-pin 封装 由于封装的限制, 在 28-pin 的封装中可能有些引脚不存在 在 28-pin 封装中没有外部引脚 TMR0,TMR1 与 PD1/PWM1/TMR1 引脚共用 11

22 A/D 型单片机使用手册 极限参数 供应电压...V SS 0.3V to V SS +6.0V 输入电压... V SS 0.3V to V DD +0.3V 储存温度 C~125 C 工作温度 C~85 C 这里只强调额定功率, 超过极限参数功率的范围将对芯片造成损害, 芯片在所标示范围外的表现并不能预期, 而长期工作在标示范围外条件下也可能影响芯片的可靠性 12

23 第一章硬件结构 直流电气特性 Ta=25 C V DD 符号 参数 Operating Voltage V DD 测试条件 条件 最小典型最大单位 f SYS =4MHz V f SYS =8MHz V I DD1 Operating Current 3V No load, f SYS =4MHz ma (Crystal OSC) 5V ADC off 2 4 ma I DD2 Operating Current 3V No load, f SYS =4MHz ma (RC OSC) 5V ADC off ma I DD3 Operating Current 5V No load, f SYS=8MHz ADC off 3 5 ma I STB1 Standby Current 3V No load, 5 µa (WDT Enabled) 5V system HALT 10 µa I STB2 Standby Current 3V No load, 1 µa (WDT and A/D Disabled) 5V system HALT 2 µa V IL1 V IH1 Input Low Voltage for I/O Ports,TMR,TMR0,TMR1, INT Input High Voltage for I/O Ports,TMR,TMR0,TMR1, INT 0 0.3V DD V 0.7V DD V DD V V IL2 Input Low Voltage ( RES ) 0 0.4V DD V V IH2 Input High Voltage ( RES ) 0.9V DD V DD V V LVR Low Voltage Reset V I OL I OH R PH I/O Port Sink Current I/O Port Source Current Pull-high Resistance 3V V OL =0.1V DD 4 8 ma 5V V OL =0.1V DD ma 3V V OH =0.9V DD 2 4 ma 5V V OH =0.9V DD 5 10 ma 3V kω 5V kω V AD A/D Input Voltage 0 V DD V E AD I ADC A/D Conversion Integral Non-Linearity Error Additional power consumption If A/D Converter is used ±0.5 ±1 LSB 3V ma 5V ma 13

24 A/D 型单片机使用手册 交流电气特性 符号 参数 f SYS System Clock f TIMER Timer I/P Frequency (TMR) t WDTOSC Watchdog Oscillator Period t RES External Reset Low Pulse Width Ta=25 C 测试条件 最小 典型 最大 单位 V DD 条件 2.2V ~ 5.5V khz 3.3V ~ 5.5V khz 2.2V ~ 5.5V khz 3.3V ~ 5.5V khz 3V µs 5V µs 1 µs t SST System Start-up Timer Period Wake-up from HALT 1024 *t SYS t LVR Low Voltage Width to Reset 1 ms t INT Interrupt Pulse Width 1 µs t AD A/D Clock Period 1 µs t ADC A/D Conversion Time 76 t AD t ADCS A/D Sampling Time 32 t AD t IIC I 2 C Bus Clock Period Connect to external pull-high resistor 2kΩ 64 *t SYS *t SYS =1/f SYS 14

25 第一章硬件结构 系统结构 内部系统结构是盛群半导体公司 A/D 型单片机具有良好运行性能的主要因素 由于采用 RISC 结构, 此系列单片机具有高运算速度和高性能的特性 通过流水线的方式, 指令的取得和执行同时进行, 此举使得除了分支 调用和查表指令外, 其它指令都能在一个指令周期内完成 8 位的 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 加 减和分支等功能, 而内部的数据路径则以通过累加器或 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 这使得这些单片机适合用在低成本高产量的控制应用上, 可以提供 2K 至 8K 字的程序存储器和 64 至 384 字节数据储存 时序和流水线结构 (Pipelining) 系统时钟由晶体 / 陶瓷振荡器, 或是由 RC 振荡器提供, 细分为 T1~T4 四个内部产生的非重叠时序 程序计数器在 T1 时自动加一并抓取一条新的指令 剩下的 T2~T4 时钟完成解码和执行功能, 因此一个 T1~T4 时钟形成一个指令周期 虽然指令的取得和执行发生在连续的指令周期, 但单片机流水线的结构会保证指令在一个指令周期内被有效的执行, 特殊的情况发生在程序计数器的内容被改变的时候, 如子程序的调用或跳转, 在这情况下指令将需要多一个指令周期的时间去执行 注意 : 当使用 RC 振荡器时,OSC2 可以如同一个 T1 相时钟同步引脚一样地被使用, 这个 T1 相时钟有 f SYS /4 的频率, 拥有 1:3 高 / 低的占空比 15

26 A/D 型单片机使用手册 I? E = J H+? 5 O I JA +? 2 D = I A +? 6 2 D = I A +? 6 2 D = I A +? 6! 2 D = I A +? 6 " 2 H C H= + K JA H EF A E E C. A J? D 1 I J N A? K JA 1 I J 2 +. A J? D 1 I J N A? K JA 1 I J 2 +. A J? D 1 I J N A? K JA 1 I J 2 + 系统时序和流水线如果指令牵涉到分支, 例如跳转或调用等指令, 则需要两个指令周期才能完成指令执行 需要一个额外周期的原因是程序先用一个周期取出实际要跳转或调用的地址, 再用另一个周期去实际执行分支动作, 因此程序设计师必须特别考虑额外周期的问题, 尤其是在执行时间要求比较严格的时候! " 8 ) 0 + ), - ) ; A J? D 1 I J - N A? K JA 1 I J. A J? D 1 I J - N A? K JA 1 I J. A J? D 1 I J!. K I D 2 EF A E A. A J? D 1 I J $ - N A? K JA 1 I J $ #. A J? D 1 I J % $, - ) ; 2 16

27 第一章硬件结构 程序计数器程序执行期间, 程序计数器用来指向下一条要执行的指令地址 除了 JMP 或 CALL 这些要求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后自动增加一 对于 A/D 系列的单片机, 根据所选择的单片机型号不同, 程序计数器宽度会因程序存储器容量的不同而不同 然而必须要注意只有低 8 位, 即程序计数器低字节寄存器 PCL, 是可以让使用者直接读写的 当执行的指令要求跳转到非连续的地址时, 如跳转指令 子程序调用 中断或复位等, 单片机通过载入所需的地址到程序计数器来控制程序 对于条件跳转指令, 一旦条件符合, 下一条在现在指令执行时所取得的指令即会被摒弃, 而由一个空指令周期来加以取代 程序计数器低字节, 即程序计数器低字节寄存器 PCL, 可以通过程序控制取得, 且它是可以读取和写入的寄存器 通过直接传送数据到这寄存器, 一个程序短跳转可以直接被执行, 然而因为只有低字节的运用是有效的, 因此跳转被限制在同页存储器, 即 256 个存储器地址的范围内, 当这样一个程序跳转要执行时, 需注意会插入一个空指令周期 注意 : 程序计数器低字节在程序控制下是完全可用的 PCL 的使用可能导致程序分支, 所以额外的周期需要预先取得 有关 PCL 寄存器更多的信息可在特殊功能寄存器部份中找到 17

28 A/D 型单片机使用手册 模式 程序计数器 b12 b11 b10 b9 b8 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 复位 外部中断 定时 / 计数器 0 中断 定时 / 计数器 1 中断 ( 只对 HT46R24/HT46C24) A/D 转换器中断 ( 除了 HT46R24/HT46C24) A/D 转换器中断 ( 只对 HT46R24/HT46C24) I 2 C 总线中断 ( 除了 HT46R24/HT46C24) I 2 C 总线中断 ( 只对 HT46R24/HT46C24) 条件跳转 Program Counter + 2 写入 PCL 寄存器 PC12 PC11 PC10 跳转或调用子程序 #12 #11 #10 #9 #8 #7 #6 #5 #4 #3 #2 #1 #0 由子程序返回 S12 S11 S10 S9 S8 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0 注意 :1. PC12~PC8: 目前程序计数器位 位 3. #12~#0: 指令码位 4. S12~S0: 堆栈寄存器位 5. 对于 HT46R24/HT46C24, 程序计数器有 13 个位, 即从 b12~b0 6. 对于 HT46R23/HT46C23, 由于程序计数器只有 12 个位, 表格中的列 b12 是无效的 7. 对于 HT46R47/HT46C47,HT46R22/HT46C22, 由于程序计数器只有 11 个位, 表格中的列 b11 和 b12 是无效的 8. 定时 / 计数器 1 溢出行, 只有 HT46R24/HT46C24 可用 9. 对于 HT46R47/HT46C47,HT46R22/HT46C22 和 HT46R23/HT46C23, 定时 / 计数器 0 即 TMR 18

29 第一章硬件结构 堆栈堆栈是存储器中一个特殊的部分, 它只用来储存程序计数器中的内容 根据选择的单片机, 堆栈可介于 6 8 或 16 层之间, 它们既不是数据部份也不是程序空间部份, 且既不是可读取也不是可写入的 当前层由堆栈指针 (Stack Pointer, 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堆栈 当子程序或中断服务程序结束时, 返回指令 (RET 或 RETI) 使程序计数器从堆栈中重新得到它之前的值 当芯片复位之后,SP 将指向堆栈的顶部 如果堆栈已满, 且有非屏蔽的中断发生, 中断请求标志位会被置位, 但是中断响应将被禁止 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, 因为这可能会造成不可预期的程序分支指令执行错误 2 H C H= + K JA H 5 J=? 2 E JA H 6 F B5 6 ) + 5 J=? A L A 5 J=? A L A 5 J=? A L A! 2 H C H= A HO * JJ B5 6 ) + 5 J=? A L A 注意 : 1. 对于 HT46R47/HT46C47 和 HT46R22/HT46C22 而言,N=6, 即有 6 层堆栈可使用 2. 对于 HT46R23/HT46C23 而言,N=8, 即有 8 层堆栈可使用 3. 对于 HT46R24/HT46C24 而言,N=16, 即有 16 层堆栈可使用 19

30 A/D 型单片机使用手册 算术及逻辑单元 ALU 算术逻辑单元是单片机中很重要的部份, 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 增一和减一 :INCA INC DECA DEC 分支判断 :JMP SZ SZA SNZ SIZ SDZ SIZA SDZA CALL RET RETI 20

31 第一章硬件结构 程序存储器 程序存储器用来存放用户代码即储存程序 对于单片机而言, 有两种程序存储器可供使用 第一种是一次可编程存储器 (OTP), 使用者可编写他们的应用码到单片机中, 具有 OTP 存储器的单片机在名称上有 R 做标示 使用适当的编程工具,OTP 单片机可以提供使用者灵活的方式来自由开发他们的应用, 这对于除错或需要经常升级与改变程序的产品是很有帮助的 对于中小型量产,OTP 亦为极佳的选择 另一种存储器为掩膜存储器, 单片机名称上有 C 做标示, 这些单片机对于大量生产提供最佳的成本效益 结构 14 位的程序存储器的容量是 2K,16 位的程序存储器的容量则是 8K, 这取决于选用哪种单片机 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 以下是 A/D 型单片机程序存储器结构图 0 " 0 & " " $ 4 " % 0 6 " $ + " % 1 EJE= E = JE 8 A? J H - N JA H = 1 JA HHK F J8 A? J H 6 E A H + K JA H 1 JA HHK F J8 A? J H ), + L A HJA H 1 JA HHK F J8 A? J H 0 6 " $ " $ + 1 EJE= E = JE 8 A? J H - N JA H = 1 JA HHK F J8 A? J H 6 E A H + K JA H 1 JA HHK F J8 A? J H ), + L A HJA H 1 JA HHK F J8 A? J H 1 + * K I 1 JA HHK F J8 A? J H 0 6 " $ 4! 0 6 " $ +! 1 EJE= E = JE 8 A? J H - N JA H = 1 JA HHK F J8 A? J H 6 E A H + K JA H 1 JA HHK F J8 A? J H ), + L A HJA H 1 JA HHK F J8 A? J H 1 + * K I 1 JA HHK F J8 A? J H 0 6 " $ 4 " 0 6 " $ + " 1 EJE= E = JE 8 A? J H - N JA H = 1 JA HHK F J8 A? J H 6 E A H + K JA H 1 JA HHK F J8 A? J H 6 E A H + K JA H 1 JA HHK F J8 A? J H ), + L A HJA H 1 JA HHK F J8 A? J H 1 + * K I 1 JA HHK F J8 A? J H!.. 0 " 0 %.. 0 & " > EJI " > EJI # > EJI $ > EJI J1 F A A 21

32 A/D 型单片机使用手册 特殊向量 程序存储器内部某些地址保留用做诸如复位和中断入口等特殊用途 地址 000H 此向量是芯片复位后的程序起始地址 在芯片复位之后, 程序将跳到这个地址并开始执行 地址 004H 此向量用做外部中断入口, 假如单片机外部中断引脚电平转成低电平, 而外部中断使能且堆栈没有满的情况下, 程序将跳到这个地址开始执行 地址 008H 此内部中断向量被定时 / 计数器所使用, 当定时器发生溢出, 而定时器中断使能且堆栈没有满的情况下, 程序将跳到这个地址并开始执行 对于 HT46R24/HT46C24 而言, 它具有两个定时器, 这个定时器称为定时 / 计数器 0 或 TMR0 而对于其它单片机, 则称为 TMR 地址 00CH 除了 HT46R24/HT46C24, 此内部中断向量被 A/D 转换器使用 当一个 A/D 转换周期结束, 而 A/D 中断使能且堆栈没有满的情况下, 程序将跳到这个地址并开始执行 对于 HT46R24/HT46C24, 此内部向量被它的定时 / 计数器 1 使用 如果 TMR1 计数发生溢出, 而内部中断使能且堆栈没有满的情况下, 程序将跳到这个地址并开始执行 地址 010H 除了 HT46R47/HT46C47 和 HT46R24/HT46C24, 此内部中断向量被 I 2 C 总线接口使用 当 I 2 C 总线需要数据传送时, 如果 I 2 C 中断使能且堆栈没有满, 程序将跳到这个地址并开始执行 对于 HT46R24/HT46C24, 此内部中断向量被它的 A/D 转换器中断使用 当 HT46R24/HT46C24 中 A/D 转换周期结束时, 如果 A/D 中断使能且堆栈没有满, 程序将跳到这个地址并开始执行 地址 014H 此向量只对 HT46R24/HT46C24 有效, 被它的 I 2 C 总线接口使用 当 HT46R24/HT46C24 中的 I 2 C 总线需要数据传送时, 如果 I 2 C 中断使能且堆栈没有满, 程序将跳到这个地址并开始执行 22

33 第一章硬件结构 查表程序存储器中的任何地址都可以定义成一个表格, 以便储存固定的数据 使用表格时, 表格指针必须先行设定, 其方式是将表格的低字节地址放在表格指针寄存器 TBLP 中 这个寄存器定义表格较低的 8 位地址 在设定完表格指针后, 表格数据可以使用 TABRDC [m] 或 TABRDL [m] 指令从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, 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 / 数据流程图 2 H C H= + K JA H D EC D > O JA 6 * 2 2 H C H= A HO 6 * 0 5 F A? > O 0 EC D > O JA BJ= > A? JA JI M > O JA BJ= > A? JA JI 查表程序范例以下范例说明 HT46R47 A/D 型单片机中, 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, 在此 ORG 伪指令中的值为 700H, 即 2K 程序存储器 HT46R47 单片机中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 23

34 A/D 型单片机使用手册 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 : : tabrdl tempreg1 ; transfers value in table referenced by table pointer ; to tempreg1 ; data at prog. memory address 706H transferred to ; tempreg1 and TBLH dec tblp ; reduce value of table pointer by one tabrdl tempreg2 ; transfers value in table referenced by table pointer ; to tempreg2 ; data at prog. memory address 705H transferred to ; tempreg2 and TBLH ; in this example the data 1A is transferred to ; tempreg1 and data 0F to register tempreg2 ; the value 0 will be transferred to the high byte ; register TBLH : : org 700h ; sets initial address of last page (for HT46R47) dc 00Ah, 00Bh, 00Ch, 00Dh, 00Eh, 00Fh, 01Ah, 01Bh : : 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, 另外要注意的是所有与表格相关的指令, 都需要两个指令周期去完成操作 表格地址指令 b12 b11 b10 B9 b8 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 TABRDC[m] PC12 PC11 PC10 TABRDL[m] 注意 : 1. PC12~PC8: 当前程序计数器位 表格指针 TBLP 位 3. 对 HT46R24/HT46C24 来说, 表格地址是 13 位, 从 b12~b0 4. 对 HT46R23/HT46C23 来说, 表格地址是 12 位, 从 b11~b0 5. 对 HT46R47/HT46C47 和 HT46R22/HT46C22 来说, 表格地址是 11 位, 从 b10~b0 24

35 第一章硬件结构 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, 且分为两部份 第一部份是特殊功能寄存器, 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 第二部份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 结构数据存储器的两个部份, 即专用和通用数据存储器, 位于连续的地址 全部 RAM 为 8 位宽度, 但存储器长度因所选择的单片机而不同 所有单片机的数据存储器的起始地址都是 00H HT46R47/HT46C47 和 HT46R22/HT46C22 的结束地址是 7FH,HT46R23/HT46C23 和 HT46R24/HT46C24 的结束地址是 FFH 常见的寄存器, 如 ACC 和 PCL 等, 全都具有相同的数据存储器地址 0 5 F A? E= 2 K HF I A, = J= A HO!. 0 " 0 / A A H= 2 K HF I A, = J= A HO % 注意 : 除了少数专用的位, 大部份数据存储器的位都可以直接使用 SET [m].i 和 CLR [m].i 加以操作 数据存储器也可通过间接寻址指针 (MP) 进行存取 25

36 A/D 型单片机使用手册 通用数据存储器所有的单片机程序需要一个读 / 写的存储区, 让临界数据可以被储存和再使用 该 RAM 区域就是通用数据存储器 这个数据存储区可让使用者进行读取和写入的操作 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 " " $ 4 " % 0 6 " $ + " % " " $ " $ + " " $ 4! 0 6 " $ +! " " $ 4 " 0 6 " $ + " %. 0 %. 0 %. 0 & 0 %. 0 & * = * = 注意 : HT46R24/HT46C24 中通用数据存储器的 384 个字节储存在两个独立的存储器区 在通用数据存储器内读取或写入数据前, 需先确认已设定间接寻址指针 BP 选择了正确的数据存储器区 26

37 第一章硬件结构 专用数据存储器这个区域的数据存储器是存放特殊寄存器的, 这些寄存器与单片机的正确操作密切相关, 大多数的寄存器可进行读取和写入, 只有一些是被保护而只能读取的, 相关细节的介绍请参看有关特殊功能寄存器的部份 要注意的是, 任何读取指令对存储器中未定义的地址进行读取将得到 00H 的值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

38 A/D 型单片机使用手册 特殊功能寄存器 为了确保单片机能成功的操作, 数据存储器中设置了一些内部寄存器 这些寄存器确保内部功能 ( 如定时器和中断等 ) 和外部功能 ( 如 I/O 数据控制和 A/D 转换操作 ) 的正确操作 在数据存储器中, 这些寄存器以 00H 作为起始地址 在特殊功能寄存器和通用数据存储器的起始地址之间, 有一些未定义的数据存储器, 被保留用来做未来扩充, 若从这些地址读取数据将返回 00H 值 间接寻址寄存器 IAR, IAR0, IAR1 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 在间接寻址寄存器上的任何动作, 将对间接寻址指针 (MP) 所指定的存储器地址产生对应的读 / 写操作 对于 HT46R47/HT46C47 和 HT46R22/HT46C22 系列, 提供一个间接寻址寄存器 (IAR) 和一个间接寻址指针 (MP) 而对于 HT46R23/HT46C23 和 HT46R24/HT46C24 系列, 则提供两个间接寻址寄存器 (IAR0 和 IAR1), 两个间接寻址指针 (MP0 和 MP1) 要注意的是, 这些间接寻址寄存器并不是实际存在的, 直接读取 IAR 寄存器将返回 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 MP, MP0, MP1 对于 HT46R47/HT46C47 和 HT46R22/HT46C22 系列, 提供一个间接寻址指针, 即 MP 而对于 HT46R23/HT46C23 和 HT46R24/HT46C24 系列, 则提供了两个间接寻址指针, 即 MP0 和 MP1 由于这些指针在数据存储器中能象普通的寄存器一般被写入和操作, 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 注意 : 对 HT46R47/HT46C47 和 HT46R22/HT46C22 而言, 间接寻址指针的第 7 位没有作用 可是, 必须注意当间接寻址指针被读取时, 其值为 1 28

39 第一章硬件结构 以下的例子说明如何清除一个具 4 个 RAM 地址的区块, 它们已事先被定义成地址 adres1 到 adres4 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 mp,a ; setup memory pointer with first RAM ; address loop: clr [00h] inc mp sdz block jmp loop continue: ; clear the data at address defined by mp ; increment memory pointer ; check if last memory location has been ; cleared 在上面的例子中有一值得注意, 即并没有确定 RAM 地址 储存区指针 BP 只有 HT46R24/HT46C24 具有储存区指针 与 A/D 系列其它单片机相比, 具有储存区指针的 HT46R24/HT46C24 单片机, 它的通用数据存储器容量更大 通用数据存储器的地址范围是从 40H 到 FFH, 只能提供 192 个字节 然而把存储器分成两个储存区, 即储存区 0 和储存区 1, 通用数据存储器的容量就可以扩充到 384 个字节 储存区指针第 0 位用来设定通用数据存储器的当前储存区 复位后, 通用数据存储器会初始化到储存区 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储存区号 当需要往 HT46R24/HT46C24 中的通用数据存储器读取或写入数据时, 必须先设定储存区指针以确定已选择了正确的储存区 请注意, 特殊功能数据存储器不受储存区的影响, 也就是说, 不论是在储存区 0 或储存区 1, 都能对特殊功能寄存器进行读写操作 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储存在 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, 例如在一使用者定义的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 29

40 A/D 型单片机使用手册 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, 程序计数器较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 位的长度, 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, TBLH 这两个特殊功能寄存器对储存在程序存储器中的表格进行操作 TBLP 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使用者指定的地址 状态寄存器 STATUS 这 8 位寄存器 (0AH) 包含零标志位 (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) 它同时记录状态数据和控制运算顺序 除了 TO 和 PDF 标志位外, 状态寄存器中的位像其它大部份寄存器一样可以被改变, 但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 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 / 借位的移位指令所影响 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 当算术或逻辑运算结果是零时,Z 被置位, 否则 Z 被清零 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 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 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 30

41 第一章硬件结构 > % > 6 2,. 8 ) ) A C EI JA H ) H EJD A JE? C E? F A H = JE B = C I + = HHO. = C ) K N E E= HO + = HHO. = C A H. = C L A HB M. = C 5 O I JA = = C A A JB = C I 2 M A H@ M B = C 9 = J? C JE A K JB = C JE F A A HA = I 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 中断控制寄存器 INTC, INTC0, INTC1 8 位的 INTC, INTC0 和 INTC1 寄存器用来控制外部和内部中断的动作 通过使用标准的位操作指令来设定这些寄存器的位的值, 每个中断的使能 / 除能功能可分别被控制 可使用的的中断功能有内部定时器中断 模数转换中断 I 2 C 总线中断, 以及外部中断引脚 INT 中断 对于 HT46R47/HT46C47, 只需要一个 8 位的中断控制寄存器 INTC 来控制它所有的中断功能, 而其它的单片机则需要两个中断控制寄存器 INTC0 和 INTC1 INTC 或 INTC0 寄存器内的主中断位 EMI 控制所有中断的使能 / 除能, 用来设定所有中断使能位的开或关 当一个中断程序被响应时, 就会自动屏蔽其它中断,EMI 位将被清除, 而执行 RETI 指令则会置位 EMI 位 注意 : 若遇到在当前中断服务程序中要再响应其它的中断程序时, 可以在进入该中断服务程序后, 在程序中用手动的方式将 EMI 位置为 1 定时 / 计数寄存器该系列的单片机集成了一个或二个 8 位或 16 位的定时 / 计数器, 这取决于您选择的型号 对于具有一个定时 / 计数器的单片机而言, 寄存器 TMR 是计数值存放的位置 对应的控制寄存器 TMRC, 含有 TMR 寄存器的设定信息 对于具有两个 16 位定时器的 HT46R24/HT46C24 而言, 分别是 TMR0 和 TMR1 及各自的控制寄存器 TMR0C 和 TMR1C 对于 16 位的定时器, 存储实际的计时数值需要两个字节, 分别为高字节与低字节 寄存器对应为 TMRL/TMRH 或 TMR0L/TMR0H 以及 TMR1L/TMR1H 请注意, 定时器寄存器可以预先写入固定的数据, 以允许设定不同的时间中断 31

42 A/D 型单片机使用手册 输入 / 输出端口和控制寄存器在特殊功能寄存器中, 输入 / 输出寄存器和它们相对应的控制寄存器很重要 所有的输入 / 输出端口都有相对应的寄存器, 且被标示为 PA PB PC 等 如数据存储器结构图中所示, 这些输入 / 输出寄存器映射到数据存储器的特定地址, 用以传送端口上的输入 / 输出数据 每个输入 / 输出端口有一个相对应的控制寄存器, 分别为 PAC PBC 和 PCC 等, 也同样映射到数据存储器的特定地址 这些控制寄存器设定引脚的状态, 以决定哪些是输入口, 哪些是输出口 要设定一个引脚为输入, 控制寄存器对应的位必须设定成逻辑高, 若引脚设定为输出, 则控制寄存器对应的位必须设为逻辑低 程序初始化期间, 在从输入 / 输出端口中读取或写入数据之前, 必须先设定控制寄存器的位以确定引脚为输入或输出 使用 SET [m].i 和 CLR [m].i 指令可以直接设定这些寄存器的某一位 这种在程序中可以通过改变输入 / 输出端口控制寄存器中某一位而直接改变该端口输入 / 输出状态的能力是此系列单片机非常有用的特性 脉冲宽度调制寄存器 PWM, PWM0, PWM1, PWM2, PWM3 每款 A/D 系列的单片机都包含 1 个 2 个或是 4 个集成的脉冲宽度调制器 ( 即 PWM) 每个 PWM 都具有自己独立的控制寄存器 对于只有一个脉冲宽度调制器的单片机, 它的控制寄存器为 PWM 具有两个脉冲宽度调制器的单片机, 控制寄存器为 PWM0 和 PWM1 具有 4 个脉冲宽度调制器的单片机, 控制寄存器为 PWM0~PWM3 这些 8 位的寄存器定义相应的脉冲宽度调制器调制周期的占空比 I 2 C 总线寄存器 ADR, HCR, HSR, HDR 除了 HT46R47/HT46C47, 所有的单片机都包含一个集成的 I 2 C 总线, 它的外部接口为单片机上的共用引脚 SDA 和 SCL 这个两线双向的总线利用 4 个特殊功能寄存器进行正确设置和数据传送 HADR 寄存器用来设定单片机的从地址, 控制寄存器 HCR 可以使能或除能单片机, 并定义它的工作模式为发送或接收模式 HSR 寄存器为状态寄存器,HDR 寄存器为输入 / 输出数据寄存器 A/D 转换寄存器 ADRL, ADRH, ADCR, ADSR 每款 A/D 系列的单片机都包含一个 4 或 8 通道的 A/D 转换器 A/D 转换器的正确操作需要使用 4 个寄存器 当一个模数转换周期结束后, 转换出的数字量将保存到高字节数据寄存器 ADRH 和低字节数据寄存器 ADRL 通道的选择和 A/D 转换器的设置通过寄存器 ADCR 控制,A/D 时钟频率由时钟源寄存器 ADSR 定义 32

43 第一章硬件结构 输入 / 输出端口 盛群单片机的输入 / 输出端口控制具有很大的灵活性 这体现在每一个引脚在使用者的程序控制下可以被指定为输入或输出 所有引脚的上拉选项 以及指定引脚的唤醒选择, 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要求 依据所选单片机及封装类别的不同, 该系列单片机提供从 13 到 40 个不等双向输入 / 输出口, 标示为 PA PB PC 等, 这些输入 / 输出端口在数据存储器的对应指定地址如表所示 所有输入 / 输出口都可做为输入及输出之用 作为输入操作时, 输入 / 输出引脚不是锁存的, 也就是输入数据必须在指令 MOV A,[m] T2 上升沿准备好,m 表示端口地址 对于输出操作, 所有数据是锁存的, 而且持续到输出锁存被重写 上拉电阻很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 为了免去这个外加的电阻, 当引脚规划为输入时, 可由内部连接到一上拉电阻, 这些上拉电阻可通过掩膜选项来加以选择, 它用一个 PMOS 晶体管来实现 要注意的是一旦某一输入 / 输出端口选择了上拉电阻, 则这个输入 / 输出端口的所有引脚都将被连接到上拉电阻, 个别引脚是不能单独设置成带上拉电阻的 PA 口的唤醒本系列的单片机都具有暂停功能, 使得单片机进入暂停模式以节省功耗, 此功能对于电池及低功率应用是很重要的 唤醒单片机有很多种方法, 其中之一就是使 PA 口其中的一只引脚从高电平转为低电平 当使用暂停指令 HALT 迫使单片机进入暂停状态以后, 单片机将保持闲置即低功率状态, 直到 PA 口上被选为唤醒输入的引脚电平发生下降沿跳变 这个功能特别适合于通过外部开关来唤醒的应用 值得注意的是 PA 口的每个引脚都可单独的选择具有唤醒的功能 33

44 A/D 型单片机使用手册 输入 / 输出端口控制寄存器每一个输入 / 输出端口都具有自己的控制寄存器 (PAC PBC PCC 等 ) 去控制输入 / 输出状态 利用此控制寄存器, 每一个 CMOS 输出或者斯密特触发器输入不管有没有上拉电阻设置, 均可利用软件控制方式加以动态的重新设置 所有输入 / 输出端口的引脚都各自对应于输入 / 输出端口控制寄存器的某一位 若输入 / 输出引脚要实现输入功能, 则对应的控制寄存器位必须设定为 1 这时程序指令可以直接读出输入引脚的逻辑状态 如果引脚的控制寄存器位被设定为 0, 则此引脚被设置为 CMOS 输出 当引脚被设置为输出状态, 程序指令读取的是输出端口寄存器的内容 请注意当输入 / 输出端口被设置为输出状态时, 此时如果对输出口做读取的动作, 则会读取到内部数据寄存器中的锁存值, 而不是输出引脚实际的逻辑状态 引脚共用功能 引脚的共用功能可以增加单片机的灵活程度 有限的引脚个数会严重的限制设计者, 但是引脚的多功能特性, 可以解决很多此类问题 多功能输入 / 输出引脚的功能选择, 有些是由掩膜选项进行设定, 有些则是在应用程序中进行控制 外部中断输入外部中断引脚 INT 与输入 / 输出引脚 PA5 共用 如果不需要外部中断输入, 此引脚可当作一般的输入 / 输出引脚使用, 此时外部中断控制寄存器 INTC 中的外部中断使能位必须除能 外部定时器时钟输入每款 A/D 系列的单片机都包含一个或两个定时器, 定时器的个数取决于选用的型号 对于具有一个定时器的单片机而言, 该引脚与 PA4 共用, 称为 TMR 48-pin 封装的 HT46R24/HT46C24 具有两个内部定时器, 有两个独立的输入引脚 TMR0 和 TMR1 而对于 28-pin 封装的 HT46R24/HT46C24, 它们也具有两个内部定时器, 但由于封装的限制, 没有提供引脚 TMR0 这种封装的单片机只有外部定时器引脚 TMR1 可以使用, 它与 PD1/PWM1/TMR1 引脚共用 如果 PA4/TMR 或 PD1/PWM1/TMR1 引脚被设定为定时器输入, 则 TMRC 控制寄存器中相应的控制位也必须正确设置 在不需要外部定时器输入的时候, PA4/TMR 和 PD1/PWM1/TMR1 引脚也可以作为一般 I/O 引脚使用 对于此种应用, 定时 / 计数器控制寄存器中的定时器模式位必须选为定时器模式 ( 内部时钟源 ), 以避免输入 / 输出引脚与定时器操作的冲突 34

45 第一章硬件结构 PFD,PWM 输出,I2C 总线每款 A/D 系列的单片机都包含一个与 PA3 引脚共用的 PFD 输出和一个或多个与引脚 PD0~PD3 引脚共用的 PWM 输出 PWM 的输出个数取决选用的单片机 除了 HT46R47/HT46C47, 其它型号的单片机还具有与内部 I 2 C 总线相关的两个引脚, 它们与 I/O 端口的 PA6 和 PA7 共用 所有这些引脚的功能可以通过掩膜选项进行选择, 并且在程序设计后保持不变 请注意, 如要操作正确, 应用程序中的软件选项也必须正确的设定 如果选择了 I 2 C 选项, 则这些引脚上的上拉电阻会自动断开 对于所有引脚, 如果作为 I/O 引脚使用, 则所有上拉电阻选项将保持不变 A/D 输入每款 A/D 系列的单片机都具有 4 个或 8 个 A/D 转换器输入 所有的模拟输入与 PB 口的 I/O 引脚共用 如果这些引脚被用来作为 A/D 输入而不是一般的 I/O 引脚, 则 A/D 转换控制寄存器 ADCR 中相应的位必须被正确的设定 掩膜选项内不包含 A/D 功能 如果这些引脚作为 I/O 引脚使用, 仍可以通过掩膜选项选择是否要接上拉电阻 然而如果作为 A/D 输入使用, 则这些引脚上的上拉电阻会自动断开 8,,, = J= * K I + JH * EJ, 3 2 K 0 EC D F JE 9 HEJA + JH 4 A C EI JA H + D EF 4 A I A J A + JH 4 A C EI JA H, = J= * EJ, E 9 HEJA, = J= 4 A C EI JA H A = J= 4 A C EI JA H 7 : 5 O I JA 9 = A K F M = A K F B H2 ) O 9 = A K F F JE 非引脚共用功能输入 / 输出端口 35

46 A/D 型单片机使用手册 8,, + JH * EJ 2 K 0 EC D F JE, = J= * K I, 3 9 HEJA + JH 4 A C EI JA H + D EF 4 A I A J A + JH 4 A C EI JA H, = J= * EJ, 3 2 )! 2., 2, 2 9 2, 2 9 2, 2 9 2,! 2 9! 9 HEJA, = J= 4 A C EI JA H 2., H2 9 9 = L A B H : 2, " $ 4 " 0 6 " $ + " & F E F =? = C A O 4 A = J= 4 A C EI JA H 7 : 2., 2 9 F JE " $ 4 " 0 6 " $ + " & F E F =? = C A O PA3/PFD 和 PD0/PWM0~PD3/PWM3 输入 / 输出端口 8,,, = J= * K I + JH * EJ, 3 2 K 0 EC D F JE 9 HEJA + JH 4 A C EI JA H + D EF 4 A I A J A + JH 4 A C EI JA H, = J= * EJ, 3 2 ) " 6 4 A N? A F J0 6 " $ 4 " 0 6 " $ + " 2 ) # HEJA, = J= 4 A C EI JA H A = J= 4 A C EI JA H ) # O ) " O 5 O I JA 9 = A K F 7 : 9 = A K F F JE PA4/PA5 输入 / 输出端口 36

47 第一章硬件结构 8,,, = J= * K I + JH * EJ, 3 2 K 0 EC D F JE 9 HEJA + JH 4 A C EI JA H + D EF 4 A I A J A + JH 4 A C EI JA H, = J= * EJ, 3 2 * ) 2 * % ) % 0 6 " $ 4 " % 0 6 " $ + " % M EJD 2 * ) 2 *! )! O 9 HEJA, = J= 4 A C EI JA H A = J= 4 A C EI JA H 6 ), + L A HJA H : ) = C 1 F K J 5 A A? J H ) + 5 ) + 5 PB 输入 / 输出端口 8,,, = J= * K I + JH * EJ, 3 2 K 0 EC D F JE 9 HEJA + JH 4 A C EI JA H + D EF 4 A I A J A + JH 4 A C EI JA H, = J= * EJ 7 : 2 ) $ 5, ) 2 ) % 5 + A N? A F J0 6 " $ 4 " % 0 6 " $ + " %, 3 9 HEJA, = J= 4 A C EI JA H EH? K EJ 4 A = J= 4 A C EI JA H 7 : 7 : BEC K H= JE F JE 5 O I JA 9 = A K F EH? K EJ 9 = A K F F JE PA6/SDA, PA7/SCL 输入 / 输出端口 37

48 A/D 型单片机使用手册 编程注意事项在使用者的程序中, 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 意思是说所有输入 / 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选项 假如 PAC PBC PCC 等端口控制寄存器接着被设定某些引脚为输出状态, 这些输出引脚会有初始高输出值, 除非数据寄存器端口 PA PB PC 被预先设定 要选择哪些引脚是输入及哪些引脚是输出, 可通过设置正确的值到适当的端口控制寄存器, 或者使用指令 SET [m].i 及 CLR [m].i 来设定端口控制寄存器中个别的位 要注意的是当使用这些位控制指令时, 一个读 - 修改 - 写的操作将会发生 单片机必须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 5 O I JA +? 6 6 6! 6 " 6 6 6! 6 " 2 HJ, = J= 9 HEJA J F HJ 4 A BH F HJ PA 口有唤醒的额外功能, 当芯片在 HALT 状态时有很多方法去唤醒此单片机, 其中之一就是 PA 口任一个引脚电平由高到低的转换, 可以设定 PA 口的一个或多个引脚有这项功能 38

49 第一章硬件结构 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 A/D 型单片机通常包含一个或两个 8 位或 16 位的向上定时 / 计数器, 这取决于选用哪款单片机 每个定时 / 计数器有三种不同的工作模式, 可以被当作一个普通定时器 外部的事件计数器 或者脉冲宽度测量器使用 除了 HT46R24/HT46C24 中的 TMR1, 在 8 位定时器里的 8 级预分频器 (Prescaler) 还扩大了定时的范围 有两个和定时 / 计数器相关的寄存器 其中, 一个寄存器是存储实际的计数值, 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 另一个寄存器是定时 / 计数器的控制寄存器, 此寄存器设置定时 / 计数器的选项, 控制定时 / 计数器的使用 定时 / 计数器的时钟源可来自内部时钟源 此外, 除了 28-pin 封装的 HT46R24/HT46C24 中的 TMR0 外, 时钟源也可来自外部定时器引脚 下列附表列举了对应定时 / 计数器寄存器的名称 HT46R47 HT46C47 HT46R22 HT46C22 HT46R23 HT46C23 HT46R24 HT46C24 8 位定时 / 计数器个数 1 1 定时 / 计数器寄存器名称 TMR TMR 定时 / 计数器控制寄存器 TMRC TMRC 16 位定时 / 计数器个数 1 2 定时 / 计数器寄存器名称 TMRL/TMRH 定时 / 计数器控制寄存器 TMRC TMR0L/TMR0H TMR1L/TMR1H TMR0C TMR1C 定时 / 计数器在事件计数器模式下使用外部时钟源, 而时钟源从外部定时 / 计数器引脚输入, 即 TMR TMR0 或 TMR1, 这取决于选用哪种型号的单片机 这些外部引脚可能与其它输入 / 输出引脚共用 每当外部定时 / 计数器输入引脚由高电平到低电平或者由低电平到高电平 ( 由 TE 位决定 ) 进行转换时, 将使得计数器值增加一 请注意, 虽然 28-pin 封装的 HT46R24/HT46C24 具有两个内部定时 / 计数器, 但由于封装的限制, 没有提供 TMR0 引脚, 它只有一个外部定时器引脚 TMR1 39

50 A/D 型单片机使用手册 配置定时 / 计数器输入时钟源除了 28-pin 封装的 HT46R24/HT46C24 中的 TMR0, 内部定时 / 计数器的时钟源可以来自系统时钟或外部时钟源 当定时 / 计数器在定时器模式或者在脉冲宽度测量模式时, 使用系统时钟作为计时来源 除了 HT46R24/HT46C24 中 TMR1 的定时器时钟源是 f SYS /4 且没有预分频器 (Prescaler) 外, 定时器的时钟源是 f SYS 除以预分频器 (Prescaler) 的值, 预分频值由 PSC0 PSC1 及 PSC2 三位决定 定时 / 计数器在事件计数器模式时使用外部时钟源, 根据选用的单片机和使用的定时 / 计数器, 时钟源由外部定时 / 计数器引脚 TMR TMR0 或 TMR1 提供 每次外部引脚由高电平到低电平或者由低电平到高电平 ( 由 TE 位决定 ) 进行转换时, 计数器增加一 要注意的是,28-pin 封装的 HT46R24/HT46C24 只有一个外部定时器引脚 TMR1, 定时器 TMR0 没有外部时钟源, = J= * K I 2 HA 4 A C EI JA H 4 A & 6 6 B5 ; E F K J & I J= C A F HA I? = A H 6 E A H - L A J+ K JA A + JH 6 6 E A H - L A J + K JA H & * EJ6 E A H - L A J+ K JA H L A HB M J 1 JA HHK F J 2., 6-8 位定时 / 计数器结构 HT46R47/HT46C47 和 HT46R22/HT46C22, = J= * K I M * O JA * K BBA H B5 ; " $ 4 " 0 6 " $ + " " & F E F =? = C A O " $ 4! 0 6 " $ +! & & I J= C A F HA I? = A H E A H - L A J+ K JA A + JH 6 $ * EJ 2 HA 4 A C EI JA H 0 EC D * O JA M * O JA $ * EJ6 E A H - L A J+ K JA H 4 A 16 位定时 / 计数器结构 HT46R23/HT46C23 和 HT46R24/HT46C24 TMR0 L A HB M J 1 JA HHK F J 2., 40

51 第一章硬件结构, = J= * K I M * O JA * K BBA H 6 6 $ * EJ 2 HA 4 A C EI JA H 4 A 6 4 B5 ; 5 " 6-6 E A H - L A J+ K JA A + JH 6 0 EC D * O JA M * O JA $ * EJ6 E A H - L A J+ K JA H 16 位定时 / 计数器结构 HT46R24/HT46C24 TMR1 L A HB M J 1 JA HHK F J 2., 定时 / 计数寄存器 TMR, TMRL/TMRH, TMR0L/TMR0H, TMR1L/TMR1H 定时 / 计数寄存器是位于专用数据存储器内的特殊功能寄存器, 具有储存实际定时器值的用途 对 8 位定时 / 计数器来说, 这个寄存器为 TMR 对于 16 位定时 / 计数器, 会用一对 8 位寄存器来储存 16 位定时器的值 在 HT46R23/HT46C23 中, 这个寄存器对为 TMRL 和 TMRH 在具有两个 16 位定时器的 HT46R24/ HT46C24 中,TMR0 的寄存器对为 TMR0L 和 TMR0H, 而 TMR1 的寄存器对, 则称为 TMR1L 和 TMR1H 在用作内部定时且收到一内部计时脉冲时, 或用作外部计数且外部定时 / 计数器引脚发生状态跳变时, 此寄存器的值将会加一 定时器将从预置寄存器所载入的值开始计数, 直到 8 位定时 / 计数器 FFH 或 16 位定时 / 计数器 FFFFH 储满, 此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设并继续计数 为了得到 8 位定时 / 计数器 FFH 或 16 位定时 / 计数器 FFFFH 的最大计算范围, 预置寄存器必须先清除为零 此时要注意的是, 上电后预置寄存器处于未知状态 定时 / 计数器在 OFF 条件下, 如果把数据写入预置寄存器, 这数据将被立即写入实际的定时器 而如果定时 / 计数器已经被打开且正在计数, 在这个周期内写入到预置寄存器的任何新数据将保留在预置寄存器, 只有在下一个溢出发生时才被写入实际定时器 当 TMR 寄存器被读取时, 定时器的计时时钟会停止计数以避免错误, 然而这可能造成某些时序的错误, 因此程序设计者必须考虑到这点 41

52 A/D 型单片机使用手册 对于 16 位定时 / 计数器, 它有低字节与高字节两个定时 / 计数寄存器, 访问这些寄存器需要以指定方式进行 必须要注意的是当使用指令载入数据到低字节寄存器, 即 TMRL TMR0L 或 TMR1L 时, 数据只被载入到低字节缓冲器而不是直接送到低字节寄存器 当数据写入相应高字节寄存器, 即 TMRH TMR0H 或 TMR1H 时, 低字节缓冲器中的数据才真正被写入低字节寄存器 换句话说, 写入数据到高字节定时 / 计数寄存器时, 数据会被直接写入到高字节寄存器 同时在低字节缓冲器里的数据将被写入相应低字节寄存器 所以当写数据到 16 位定时 / 计数寄存器时, 低字节数据应该先写入 另外要注意的是读取低字节寄存器的内容时, 必须先读取高字节寄存器的内容, 相应低字节寄存器中的内容就会载入低字节缓冲器中并被锁存 在此动作执行之后, 低字节寄存器中的内容可使用一般的方式读取 请注意, 读取定时 / 计数器低字节寄存器实际是读取先前锁存在低字节缓冲器中的内容, 而非定时 / 计数器低字节寄存器的实际内容 定时 / 计数控制寄存器 TMRC, TMR0C, TMR1C 定时 / 计数器能工作在三种不同的模式, 至于选择工作在哪一种模式则是由各自的控制寄存器的内容决定 对于只有一个定时 / 计数器的单片机, 定时 / 计数控制寄存器为 TMRC, 而对于有两个定时 / 计数器的单片机, 定时 / 计数控制寄存器为 TMR0C 和 TMR1C 它们连同对应的定时/ 计数器寄存器控制定时 / 计数器的全部操作 在使用定时器之前, 必须先正确地设定定时 / 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 为了确定定时器工作在哪一种模式,TM0 和 TM1 位必须设定到要求的逻辑电平 定时器打开位 TON, 即定时 / 计数控制寄存器的第 4 位, 是定时器控制的开关, 设定为逻辑高时, 计数器开始计数, 而清零时则停止计数 对于具有预分频器 (Prescaler) 的定时器而言, 定时 / 计数控制寄存器的第 0 位 ~ 第 2 位决定输入定时预分频器 (Prescaler) 中的分频比例 如果使用外部计时源, 预分频器 (Prescaler) 的位将不作用 如果定时器工作在事件计数或脉冲宽度测量模式, TE 的逻辑电平, 即 TMRC 寄存器的第 3 位将可用来选择上升沿或下降沿触发 42

53 第一章硬件结构 > % > E A H - L A J+ K JA H + JH 4 A C EI JA H H E A HF HA I? = A HH= JA I A A? J E A H4 = JA " & $! $ " & - L A J+ K JA H=? JEL A C A I A A? J? K J B= E C C A? K J HEI E C C A 2 K I A 9 E@ JD A = I K HA A J=? JEL A C A I A A? J I J= HJ? K JE C HEI E C C A I J F B= E C C A I J= HJ? K JE C B= E C C A I J F HEI E C C A 6 E A H - L A J+ K JA H? K JE C A = > A A = > EI = > A JE F A A HA = I F A H= JE A I A A? J 6 A = L = E = > A A L A J? K JA A JE A A F K I A M E@ JD A = I K HA A A HT46R24/HT46C24 具有两个内部定时 / 计数器 TMR0 和 TMR1, 因此额外再需要一个定时 / 计数控制寄存器 TMR1C > % > 6 E A H - L A J+ K JA H + JH 4 A C EI JA H JE F A A HA = I - L A J+ K JA H=? JEL A C A I A A? J? K J B= E C C A? K J HEI E C C A 2 K I A 9 E@ JD A = I K HA A J=? JEL A C A I A A? J I J= HJ? K JE C HEI E C C A I J F B= E C C A I J= HJ? K JE C B= E C C A I J F HEI E C C A 6 E A H - L A J+ K JA H? K JE C A = > A A = > EI = > A JE F A A HA = I F A H= JE A I A A? J 6 A = L = E = > A A L A J? K JA A JE A A F K I A M E@ JD A = I K HA A A 43

54 A/D 型单片机使用手册 定时器模式在这个模式, 定时器可以用来测量固定时间间距, 当定时器发生溢出时, 就会提供一个内部中断信号 要工作在这个模式,TMRC 寄存器中位 TM1(bit7) 和 TM0(bit6) 必须分别设为 1 和 0 在这个模式, 内部时钟源被用来当定时器的计时源 除了 HT46R24/HT46C24 中 TMR1, 定时器的输入计时频率是 f SYS 除以定时器预分频器 (Prescaler) 的值, 这个值是由定时器控制寄存器的 PSC2~PSC0 位来决定 对于 HT46R24/HT46C24 中的 TMR1, 它没有预分频器 (Prescaler), 它的输入计时频率是 f SYS /4 定时器打开位 TON 必须被设为逻辑高, 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 当定时器已满即溢出时, 会产生中断信号且定时器会重新载入已经载入到预置寄存器的值, 然后继续向上计数 定时器溢出是中断的一种, 也是唤醒暂停模式的一种方法 6 E A H+? H 2 HA I? = A H K JF K J 1? HA A J 6 E A H+ JH A H 6 E A H 6 E A H 6 E A H 6 E A H 定时器模式时序图 事件计数器模式在这个模式, 发生在外部定时器引脚的外部逻辑事件改变的次数, 可以通过内部定时 / 计数器来记录 为使定时 / 计数器工作在事件计数器模式,TMRC 寄存器中 TM1 和 TM0 位必须分别设为 0 和 1 计数器打开位 TON 必须设为逻辑高, 令计数器开始计数 当 TE 为逻辑低时, 每次外部定时 / 计数器引脚接收到由低到高电平的转换将使计数器加一 而当 TE 为逻辑高时, 每次外部定时 / 计数器引脚接收到由高到低电平的转换将使计数器加一 与另外两个模式一样, 当计数器计满时, 计数器将溢出且产生一个内部中断信号, 同时定时 / 计数器将重新载入已经载入到预置寄存器的值 如果外部定时器引脚和其它输入 / 输出引脚共用, 为了确保它是工作在事件计数器模式, 要注意两点 首先是要将 TM0 和 TM1 位设定在事件计数器模式, 其次是确定端口控制寄存器将这个引脚设定为输入状态 虽然 28-pin 封装的 HT46R24/HT46C24 具有两个内部定时器, 但只有 TMR1 外部控制引脚可以使用 因此 TMR0 不能使用在事件计数器模式 计数器的溢出是中断的一种, 也是唤醒暂停模式的一种方法 - N JA H = - L A J 1? HA A J 6 E A H+ K JA H 6 E A H 事件计数器模式时序图 6 E A H 6 E A H! 44

55 第一章硬件结构 脉冲宽度测量模式这个模式, 可以测量外部定时 / 计数器引脚上的外部脉冲宽度 在脉冲宽度测量模式中, 定时 / 计数器的时钟源由内部时钟提供,TM0 和 TM1 位则必须都设为逻辑高 如果 TE 位是逻辑低, 当外部定时 / 计数器引脚接收到一个由高到低电平的转换时, 定时 / 计数器将开始计数直到外部定时 / 计数器引脚回到它原来的高电平 此时 TON 位将自动清除为零, 且定时 / 计数器停止计数 而如果 TE 位是逻辑高, 则当外部定时 / 计数器引脚接收到一个由低到高电平的转换时, 定时 / 计数器开始计数直到外部定时 / 计数器引脚回到原来的低电平 如上所述, TON 位将自动清除为 0, 且定时 / 计数器停止计数 请注意, 在脉冲宽度测量模式中, 当外部定时器引脚上的外部控制信号回到它原来的电平时,TON 位将自动地清除为 0 而在其它两种模式下,TON 位只能在程序控制下才会被清除为 0 这时定时/ 计数器中剩下的值可被程序读取, 并由此得知外部定时 / 计数器引脚接收到的脉冲的长度 当 TON 位被清除时, 任何在外部定时 / 计数器引脚的进一步的电平转换将被忽略 直到 TON 位再次被程序设定为逻辑高, 定时 / 计数器才又开始脉冲宽度测量 利用这种方法可轻松地完成单个脉冲的测量, 要注意的是在这种模式下, 定时 / 计数器是通过外部定时 / 计数器引脚上的逻辑转换来控制, 而不是通过逻辑电平 与另外两个模式一样, 当定时 / 计数器计满就会发生溢出, 且产生一个内部中断信号, 定时 / 计数器也将清零并载入预置寄存器的值 如果外部定时器引脚与其它 I/O 引脚共用, 为了确保它是工作在脉冲宽度测量模式, 要注意两点 首先是要将 TM0 与 TM1 位设定在脉冲宽度测量模式, 其次是确定此引脚的输入 / 输出端口控制寄存器对应位被设定为输入状态 虽然 28-pin 封装的 HT46R24/HT46C24 具有两个内部定时器, 但只有 TMR1 外部控制引脚可以使用 因此 TMR0 不能使用在脉冲宽度测量模式 定时器的溢出是中断的一种, 也是唤醒暂停模式的一种方法 - N JA H = 6 E A H 2 E 1 F K J 6 M EJD 6-2 HA I? = A H K JF K J M EJD?? B5 ; 5 1? HA A J 6 E A H+ K JA H 6 E A H! " 2 HA I? = A H K JF K JEI I = F = JA L A HO B= E C C A B6 脉冲宽度测量模式时序图 45

56 A/D 型单片机使用手册 可编程分频器 PFD PFD 输出引脚与 I/O 引脚 PA3 共用 这个功能通过掩膜选项来选择, 如果不选择该功能, 则这个引脚就是作为正常的输入 / 输出引脚使用 要注意的是, 对于有两个内部定时器的 HT46R24/HT46C24 而言, 通过掩膜选项选择,PFD 的时钟源可以是两个定时器中的任一个 PFD 电路使用定时器溢出信号作为它的时钟源 载入合适的值到定时器预分频器 (Prescaler), 可以产生需要的时钟源分频比例, 由此来控制输出的频率 系统时钟被预分频器分频后的时钟源, 进入定时器计时, 定时器从预置寄存器的值开始往上计数, 直到计数值满而产生溢出信号, 导致 PFD 输出改变状态 定时器将自动地重新载入预置寄存器的值, 并继续向上计数 具体设置和运作细节可参考定时 / 计数器章节 要使 PFD 正确运作, 必须将 PA 控制寄存器 PAC 的第 3 位设置为输出 如果把它设置为输入, 则 PFD 输出将不会动作, 该引脚仍是作为正常的输入引脚使用 只有把 PA3 位置 1,PFD 输出引脚才会有输出 这个输出数据位被用作 PFD 输出的开 / 关控制 注意, 如果 PA3 输出数据位被清为 0,PFD 输出将为低电平 6 E A H L A HB M 2., +? 2 )!, = J= 2., K JF K J= J2 )! 假如系统时钟使用晶体振荡器, 则使用这种频率产生的方法可以产生非常精确的频率值 预分频器 (Prescaler) 除了 TMR1C, 定时器控制寄存器的第 0 位 ~ 第 2 位可以用来定义定时 / 计数器中内部时钟源的预分频级数 定时 / 计数器溢出信号可用来驱动 PFD 或产生定时器中断 46

57 第一章硬件结构 输入 / 输出接口当运行在事件计数器或脉冲宽度测量模式时, 定时 / 计数器需要使用外部定时器引脚以确保正确的动作 外部定时 / 计数器引脚是否与其它输入 / 输出引脚共用, 取决于选用哪种型号的单片机 可以选择上拉电阻来连接定时器输入引脚 定时器也可被设定去驱动 PFD 引脚 当通过掩膜选项选择 PFD 输出时, 定时器可以根据定时 / 计数寄存器和定时 / 计数器的内容, 以不同的频率来驱动 PFD 编程注意事项当定时 / 计数器运行在定时器模式时, 定时器的时钟源是使用内部系统时钟, 与单片机所有运算都能同步 在这个模式下, 当定时器寄存器溢出时, 单片机将产生一个内部中断信号, 使程序进入相应的内部中断向量 对于脉冲宽度测量模式, 定时器的时钟源也是使用内部系统时钟, 但定时器只有在正确的逻辑条件出现在定时器输入引脚时才执行动作 当这个外部事件没有和内部定时器时钟同步时, 只有当下一个定时器时钟到达时, 单片机才会看到这个外部事件, 因此在测量值上可能有小的差异, 需要程序设计者在程序应用时加以注意 同样的情况发生在定时器配置为外部事件计数器模式时, 它的时钟来源是外部事件, 和内部系统时钟或者定时器时钟不同步 47

58 A/D 型单片机使用手册 脉冲宽度调制器 每一款 A/D 型单片机都提供一个或多个脉冲宽度调制 (PWM) 输出 这在马达速度控制等应用中十分有用, 通过给相应的 PWM 寄存器设置特殊的值,PWM 功能可提供占空比可调而频率固定的波形 在数据存储器中, 单片机为每一个 PWM 都指定了对应的寄存器 对于只有一个 PWM 输出的单片机, 这个寄存器为 PWM 对于有两个 PWM 输出的单片机, 寄存器则为 PWM0 和 PWM1 当有四个 PWM 输出时, 则又有另两个寄存器, 分别为 PWM2 和 PWM3 此寄存器为 8 位, 表示输出波形中每个调制周期的占空比 为了提高 PWM 调制频率, 每一个调制周期被调制两个或四个独立的调制子区段, 即 7+1 模式或 6+2 模式 除了 HT46R47/HT46C47 只有固定的 6+2 模式外, 其余各单片机可通过掩膜选项选择使用哪一种工作模式 通过掩膜选项选定工作模式后, 它会应用在此单片机所有的 PWM 输出上 要注意的是, 使用 PWM 时, 只要将所需的值写入相应的 PWM 寄存器内, 并在掩膜选项内选择所需的工作模式即可, 单片机的内部硬件会自动地将波形细分为子调制周期 对所有的单片机而言,PWM 时钟源就是系统时钟 f SYS 单片机型号 通道 PWM 模式 输出引脚 PWM 寄存器名称 HT46R47/HT46C PD0 PWM HT46R22/HT46C 或 7+1 PD0 PWM HT46R23/HT46C23 (24-pin 封装 ) HT46R23/HT46C23 (28-pin 封装 ) HT4624R/HT46C24 (28-pin 封装 ) HT46R24/HT46C24 (48-pin 封装 ) 或 7+1 PD0 PWM 或 7+1 PD0/PD1 PWM0/PWM 或 7+1 PD0/PD1 PWM0/PWM 或 7+1 PD0/PD1/PD2/PD3 PWM0/PWM1/ PWM2/PWM3 PWM 功能表 48

59 第一章硬件结构 将原始调制周期分成 2 个或 4 个子周期的方法, 使产生更高的 PWM 频率成为可能, 这样可以提供更广泛的应用 只要产生的 PWM 脉冲周期小于负载的时间常数,PWM 输出就比较合适, 这是因为长时间常数负载将会平均 PWM 输出的脉冲 读者必须理解 PWM 频率与 PWM 调制频率的不同之处 当 PWM 时钟为系统时钟 f SYS, 而 PWM 值为 8 位时, 整个 PWM 周期的频率为 f SYS /256 然而, 当 PWM 工作在 7+1 模式时,PWM 调制频率为 f SYS /128, 工作在 6+2 模式时,PWM 调制频率将会是 f SYS /64 PWM 调制频率 PWM 频率 PWM 占空比 f SYS /64 ( 对于 6+2 模式 ) f SYS /128 ( 对于 7+1 模式 ) f SYS /256 [PWM]/256 49

60 A/D 型单片机使用手册 6+2 PWM 模式通过一个 8 位的 PWM 寄存器控制, 每个完整的 PWM 周期由 256 个时钟周期组成 在 6+2 PWM 模式中, 每个 PWM 周期又被分成四个独立的子周期, 称为调制周期 0~ 调制周期 3, 在表格中以 i 表示 四个子周期各包含 64 个时钟周期 在这个模式下, 得到以 4 为因数增加的调制频率 8 位的 PWM 寄存器被分成两个部分, 这个寄存器的值表明整个 PWM 波形的占空比 第一部分包括第 2 位 ~ 第 7 位, 表示 DC 值, 第二部分为第 0 位 ~ 第 1 位, 表示 AC 值 在 6+2 PWM 模式中, 四个调制子周期的占空比, 分别如下表所示 参数 AC (0~3) DC ( 占空比 ) 调制周期 i (i=0~3) i<ac i AC 6+2 模式调制周期值 DC DC 64 下图表示 6+2 模式下 PWM 输出的波形 请特别注意单个的 PWM 周期是如何分成四个独立的调制周期以及 AC 值与 PWM 值的关系 B5 ; # $ " # $ " # $ " # $ " # $ " $ $ " # $ " # $ " # $ " $ $ " $ $ " $ $ " # $ " # $ " $ $ " 2 9! 2 9 $ $ " $ $ " $ $ " # $ " $ $ " 2 K = JE F A $ " B5 ; K = JE? O? K = JE? O? K = JE? O? K = JE? O? K = JE? O? A 2 9? O? A # $ B5 ; PWM 模式 > % > A C EI JA H A ) + L = K A, + L = K A 6+2 模式的 PWM 寄存器 50

61 第一章硬件结构 7+1 PWM 模式通过一个 8 位的 PWM 寄存器控制, 每个完整的 PWM 周期由 256 个时钟周期组成 在 7+1 PWM 模式中, 每个 PWM 周期又被分成两个独立的子周期, 称为调制周期 0 和调制周期 1, 在表格中以 i 表示 每个子周期各包含 128 个时钟周期 在这个模式下, 得到以 2 为因数增加的调制频率 8 位的 PWM 寄存器被分成两个部分, 这个寄存器的值表明整个 PWM 波形的占空比 第一部分包括第 1 位 ~ 第 7 位, 表示 DC 值, 第二部分为第 0 位, 表示 AC 值 在 7+1 PWM 模式中, 两个调制子周期的占空比, 分别如下表所示 参数 AC (0~1) DC ( 占空比 ) 调制周期 i (i=0~1) i<ac i AC 7+1 模式调制周期值 DC DC 128 下图表示 7+1 模式下 PWM 输出的波形 请特别注意单个的 PWM 周期是如何分成两个独立的调制周期以及 AC 值与 PWM 值的关系 B5 ; # & # & # & # & # & # & # & # & # & 2 9! 2 9 # & # & # & 2 K = JE F A & B5 ; K = JE? O? K = JE? O? K = JE? O? A 2 9? O? A # $ B5 ; PWM 模式 > % > A C EI JA H A ) + L = K A, + L = K A 7+1 模式的 PWM 寄存器 51

62 A/D 型单片机使用手册 PWM 输出控制在所有单片机中,PWM 输出与 PD 端口的 I/O 引脚共用 要使某个引脚作为 PWM 输出而非普通的 I/O 引脚, 必须选择正确的 PWM 掩膜选项 I/O 端口控制寄存器 PDC 中相应的位也必须写 0, 以确保所需要的 PWM 输出引脚设置为输出状态 在完成这两个初始化步骤, 以及将所要求的 PWM 值写入 PWM 寄存器之后, 将 1 写入到 PD 输出数据寄存器的相应位, 则 PWM 数据就会出现在引脚上 将 0 写入到 PD 输出数据寄存器的相应位, 则会除能 PWM 输出功能并强制输出低电平 通过这种方式,PD 数据输出寄存器作为 PWM 功能的开 / 关控制来使用 假如掩膜选项已经选择 PWM 功能, 但是在 PDC 控制寄存器中相应的位又写入 1, 使其成为输入引脚, 则此引脚仍是作为带上拉电阻的正常输入端使用 clr PDC.0 clr PDC.1 clr PDC.2 clr PDC.3 ; set pin PD0 as output ; set pin PD1 as output ; set pin PD2 as output ; set pin PD3 as output set pd.0 ; PD.0=1; enable pin PD0/PWM0 to be the PWM channel 0 mov a,64h ; PWM0=100D=64H mov pwm0,a set pd.1 ; PD.1=1; enable pin PD1/PWM1 to be the PWM channel 1 mov a,65h ; PWM1=101D=65H mov pwm1,a set pd.2 ; PD.2=1; enable pin PD2/PWM2 to be the PWM channel 2 mov a,66h ; PWM2=102D=66H mov pwm2,a set pd.3 ; PD.3=1; enable pin PD3/PWM3 to be the PWM channel 3 mov a,67h ; PWM3=103D=67H mov pwm3,a clr pd.0 clr pd.1 clr pd.2 clr pd.3 ; disable PWM0 output PD.0 will remain low ; disable PWM1 output PD.1 will remain low ; disable PWM2 output PD.2 will remain low ; disable PWM3 output PD.3 will remain low 52

63 第一章硬件结构 模数转换器 对于大多的电子系统而言, 处理真实世界的模拟信号是共同的需求 为了完全由单片机来处理这些信号, 首先必须通过 A/D 转换器将模拟信号转换成数字信号 将 A/D 转换器电路集成入单片机, 可有效的减少外部器件, 随之而来, 具有低成本和减少器件空间需求的优势 每一款的盛群 A/D 型单片机都包含了四个或八个通道的 A/D 转换器, 它们可以直接接入外部模拟信号 ( 来自传感器或其它控制信号 ) 并直接将这些信号转换成 9 位或 10 位的数字量 单片机型号 输入通道 转换位数 输入引脚 HT46R47/HT46C PB0~PB3 HT46R22/HT46C PB0~PB7 HT46R23/HT46C PB0~PB7 HT46R24/HT46C PB0~PB7 A/D 转换器数据寄存器 -ADRL/ADRH 完成转换过程后所获得的 9 位或 10 位的数字量, 将储存在高位寄存器 ADRH 和低位寄存器 ADRL 内 在转换过程发生后, 单片机可以直接读取这两个寄存器, 以获得数安化的转换值 要注意的是, 只有高位寄存器 ADRH 完全利用了 8 位 而低位寄存器 ADRL 只利用了 8 位中的 1 或 2 位, 它包含的只是 9 或 10 位转换值中低的一或两位 在下表中,D0~D8 或 D9 是 A/D 换转数据结果位 寄存器 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 ADRL D ADRH D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 A/D 数据寄存器 HT46R47/HT46C47 和 HT46R22/HT46C22 寄存器 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 ADRL D1 D ADRH D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 A/D 数据寄存器 HT46R23/HT46C23 和 HT46R24/HT46C24 53

64 A/D 型单片机使用手册 A/D 转换器控制寄存器 ADCR 寄存器 ADCR 用来控制 A/D 转换器的功能和操作 这个 8 位的寄存器所定义的功能包括选择哪一个模拟通道连接至内部 A/D 转换器, 哪个引脚是模拟输入, 哪个引脚是正常 I/O, 并控制和监视 A/D 转换器的开始和复位功能 寄存器 ADCR 包含 ACS2~ACS0 位, 它们定义通道的编号 由于每个单片机只包含一个实际的模数转换电路, 因此这 4 或 8 个模拟输入中的每一个都必须分别被发送到转换器 ADCR 寄存器中 ACS2~ACS0 位的功能正是决定哪个模拟通道真正连接到内部 A/D 转换器 对于 HT46R22/HT46C22,HT46R23/HT46C23 和 HT46R24/HT46C24, 共有八个模拟输入通道,ACS2~ACS0 的三个位都被用于通道选择 ; 而对于 HT46R47/HT46C47, 它只有四个模拟输入通道, 因此 ACS2 位不被使用, 且保持 0 对于 HT46R47/HT46C47, 如果 ACS2 位为 1, 则无法定义 ACS2~ACS0 的功能 ADCR 寄存器中的 PCR2~PCR0 位, 用来定义 PB 端口上哪些引脚为 A/D 转换器的模拟输入, 哪些引脚为正常的 I/O 对于具有 8 个模拟输入通道的 HT46R22/HT46C22 HT46R23/HT46C23 和 HT46R24/HT46C24 单片机, 需要此三位来设定 PB 端口上各个位的功能 ; 而对于只有四个模拟输入通道的 HT46R47/HT46C47, 如果 PCR2~PCR0 这 3 位地址的值等于或大于 101, 其功能将与值 100 相同, 也就是 AN0 AN1 AN2 和 AN3 都将被设定为模拟输入 要注意的是, 如果 PCR2~PCR0 全都设为 0, 则所有 PB 端口的引脚都被设定为正常的 I/O, 这时内部 A/D 转换器电路的电源将被关闭以减少功耗 54

65 第一章硬件结构 > % > 5 6 ) * ) + 5 ) + 5 ) + 5 ), A C EI JA H A N? E C 0 6 " $ 4 " % 0 6 " $ + " % 5 A A? J),? D = A ) + 5 ) + 5 ) + 5 ) ) ) )! ) " ) # ) $ ) % 2 HJ* ),? D = A? BEC K H= JE I HJ* ),? D = A I = BB 2 * A = > = I ) 2 * 2 * A = > = I ) ) 2 * 2 * A = > = I ) ) 2 * 2 *! A = > = I ) )! 2 * 2 * " A = > = I ) ) " 2 * 2 * # A = > = I ) ) # 2 * 2 * % A = > = I ) ) % B),? L A HI E B = C B),? L A HI E ),? L A HI E M = EJE C HE F H C HA I I B),? L A HI E ),? L A HI E 5 J= HJJD A ),? L A HI E 5 J= HJ 4 A I A J),? L A HJA I A J- + * J > % > 5 6 ) * ) + 5 ) + 5 ) + 5 ), A C EI JA H 0 6 " $ 4 " % 0 6 " $ + " % 5 A A? J),? D = A ) + 5 ) + 5 ) + 5 : : ) ) ) )! A BE = J> A K I 2 HJ* ),? D = A? BEC K H= JE I : : 2 HJ* ),? D = A I = BB 2 * A = > = I ) 2 * 2 * A = > = I ) ) 2 * 2 * A = > = I ) ) 2 * 2 *! A = > = I ) )! B),? L A HI E B = C B),? L A HI E ),? L A HI E M = EJE C HE F H C HA I I B),? L A HI E ),? L A HI E 5 J= HJJD A ),? L A HI E 5 J= HJ 4 A I A J),? L A HJA I A J- + * J 55