70178C.book

Transcription

1 数 据 手 册 28/44 引 脚 高 性 能 开 关 电 源 数 字 信 号 控 制 器 2007 Microchip Technology Inc. 初 稿 DS70178C_CN

2 请 注 意 以 下 有 关 Microchip 器 件 代 码 保 护 功 能 的 要 点 : Microchip 的 产 品 均 达 到 Microchip 数 据 手 册 中 所 述 的 技 术 指 标 Microchip 确 信 : 在 正 常 使 用 的 情 况 下, Microchip 系 列 产 品 是 当 今 市 场 上 同 类 产 品 中 最 安 全 的 产 品 之 一 目 前, 仍 存 在 着 恶 意 甚 至 是 非 法 破 坏 代 码 保 护 功 能 的 行 为 就 我 们 所 知, 所 有 这 些 行 为 都 不 是 以 Microchip 数 据 手 册 中 规 定 的 操 作 规 范 来 使 用 Microchip 产 品 的 这 样 做 的 人 极 可 能 侵 犯 了 知 识 产 权 Microchip 愿 与 那 些 注 重 代 码 完 整 性 的 客 户 合 作 Microchip 或 任 何 其 他 半 导 体 厂 商 均 无 法 保 证 其 代 码 的 安 全 性 代 码 保 护 并 不 意 味 着 我 们 保 证 产 品 是 牢 不 可 破 的 代 码 保 护 功 能 处 于 持 续 发 展 中 Microchip 承 诺 将 不 断 改 进 产 品 的 代 码 保 护 功 能 任 何 试 图 破 坏 Microchip 代 码 保 护 功 能 的 行 为 均 可 视 为 违 反 了 数 字 器 件 千 年 版 权 法 案 (Digital Millennium Copyright Act) 如 果 这 种 行 为 导 致 他 人 在 未 经 授 权 的 情 况 下, 能 访 问 您 的 软 件 或 其 他 受 版 权 保 护 的 成 果, 您 有 权 依 据 该 法 案 提 起 诉 讼, 从 而 制 止 这 种 行 为 提 供 本 文 档 的 中 文 版 本 仅 为 了 便 于 理 解 请 勿 忽 视 文 档 中 包 含 的 英 文 部 分, 因 为 其 中 提 供 了 有 关 Microchip 产 品 性 能 和 使 用 情 况 的 有 用 信 息 Microchip Technology Inc. 及 其 分 公 司 和 相 关 公 司 各 级 主 管 与 员 工 及 事 务 代 理 机 构 对 译 文 中 可 能 存 在 的 任 何 差 错 不 承 担 任 何 责 任 建 议 参 考 Microchip Technology Inc. 的 英 文 原 版 文 档 本 出 版 物 中 所 述 的 器 件 应 用 信 息 及 其 他 类 似 内 容 仅 为 您 提 供 便 利, 它 们 可 能 由 更 新 之 信 息 所 替 代 确 保 应 用 符 合 技 术 规 范, 是 您 自 身 应 负 的 责 任 Microchip 对 这 些 信 息 不 作 任 何 明 示 或 暗 示 书 面 或 口 头 法 定 或 其 他 形 式 的 声 明 或 担 保, 包 括 但 不 限 于 针 对 其 使 用 情 况 质 量 性 能 适 销 性 或 特 定 用 途 的 适 用 性 的 声 明 或 担 保 Microchip 对 因 这 些 信 息 及 使 用 这 些 信 息 而 引 起 的 后 果 不 承 担 任 何 责 任 如 果 将 Microchip 器 件 用 于 生 命 维 持 和 / 或 生 命 安 全 应 用, 一 切 风 险 由 买 方 自 负 买 方 同 意 在 由 此 引 发 任 何 一 切 伤 害 索 赔 诉 讼 或 费 用 时, 会 维 护 和 保 障 Microchip 免 于 承 担 法 律 责 任, 并 加 以 赔 偿 在 Microchip 知 识 产 权 保 护 下, 不 得 暗 中 或 以 其 他 方 式 转 让 任 何 许 可 证 商 标 Microchip 的 名 称 和 徽 标 组 合 Microchip 徽 标 Accuron dspic KEELOQ KEELOQ 徽 标 microid MPLAB PIC PICmicro PICSTART PRO MATE rfpic 和 SmartShunt 均 为 Microchip Technology Inc. 在 美 国 和 其 他 国 家 或 地 区 的 注 册 商 标 AmpLab FilterLab Linear Active Thermistor Migratable Memory MXDEV MXLAB SEEVAL SmartSensor 和 The Embedded Control Solutions Company 均 为 Microchip Technology Inc. 在 美 国 的 注 册 商 标 Analog-for-the-Digital Age Application Maestro CodeGuard dspicdem dspicdem.net dspicworks dsspeak ECAN ECONOMONITOR FanSense FlexROM fuzzylab In-Circuit Serial Programming ICSP ICEPIC Mindi MiWi MPASM MPLAB Certified 徽 标 MPLIB MPLINK PICkit PICDEM PICDEM.net PICLAB PICtail PowerCal PowerInfo PowerMate PowerTool REAL ICE rflab Select Mode Smart Serial SmartTel Total Endurance UNI/O WiperLock 和 ZENA 均 为 Microchip Technology Inc. 在 美 国 和 其 他 国 家 或 地 区 的 商 标 SQTP 是 Microchip Technology Inc. 在 美 国 的 服 务 标 记 在 此 提 及 的 所 有 其 他 商 标 均 为 各 持 有 公 司 所 有 2007, Microchip Technology Inc. 版 权 所 有 Microchip 位 于 美 国 亚 利 桑 那 州 Chandler 和 Tempe 与 位 于 俄 勒 冈 州 Gresham 的 全 球 总 部 设 计 和 晶 圆 生 产 厂 及 位 于 美 国 加 利 福 尼 亚 州 和 印 度 的 设 计 中 心 均 通 过 了 ISO/TS-16949:2002 认 证 公 司 在 PIC MCU 与 dspic DSC KEELOQ 跳 码 器 件 串 行 EEPROM 单 片 机 外 设 非 易 失 性 存 储 器 和 模 拟 产 品 方 面 的 质 量 体 系 流 程 均 符 合 ISO/TS :2002 此 外, Microchip 在 开 发 系 统 的 设 计 和 生 产 方 面 的 质 量 体 系 也 已 通 过 了 ISO 9001:2000 认 证 DS70178C_CN 第 ii 页 初 稿 2007 Microchip Technology Inc.

3 28/44 引 脚 dspic30f1010/202x 增 强 型 闪 存 SMPS 16 位 数 字 信 号 控 制 器 注 : 本 数 据 手 册 总 结 了 dspic30f 系 列 器 件 的 功 能, 但 并 不 作 为 参 考 大 全 使 用 有 关 CPU 外 设 寄 存 器 说 明 和 一 般 器 件 功 能 的 更 多 信 息, 请 参 见 dspic30f 系 列 参 考 手 册 (DS70046E_CN) 欲 知 有 关 器 件 指 令 集 和 编 程 的 更 多 详 细 信 息, 请 参 见 dspic30f/33f 程 序 员 参 考 手 册 (DS70157B_CN) 高 性 能 改 进 的 RISC CPU 改 进 型 哈 佛 结 构 C 编 译 器 优 化 的 指 令 集 架 构 83 条 具 有 灵 活 寻 址 模 式 的 基 本 指 令 24 宽 指 令, 16 位 宽 数 据 总 线 12 KB 片 上 闪 存 程 序 存 储 空 间 512 字 节 片 上 数 据 RAM 16 x 16 位 工 作 寄 存 器 阵 列 工 作 速 度 最 高 为 30 MIPS - 两 个 内 部 RC 和 MHz (± 1%)( 工 业 级 温 度 ) 和 9.7 MHz (± 1%)( 扩 展 级 温 度 ) - 带 有 480 MHz VCO 的 32X PLL - PLL 输 入 的 变 化 范 围 为 ± 3% - 外 部 EC 时 钟 6.0 至 MHz - HS 晶 振 模 式 6.0 至 MHz 32 个 中 断 源 3 个 外 部 中 断 源 每 个 中 断 具 有 8 个 可 由 用 户 选 择 的 优 先 级 4 个 处 理 器 异 常 和 软 件 陷 阱 DSP 引 擎 特 性 : 模 和 位 反 转 寻 址 模 式 两 个 具 有 可 选 饱 和 逻 辑 的 40 位 累 加 器 17 位 x 17 位 单 周 期 硬 件 小 数 / 整 数 乘 法 器 单 周 期 乘 加 (MAC) 操 作 40 级 桶 形 移 位 寄 存 器 双 数 据 取 操 作 外 设 特 性 : 高 灌 / 拉 电 流 I/O 引 脚 :25 ma/25 ma 3 个 16 位 定 时 器 / 计 数 器 ; 可 选 择 将 16 位 定 时 器 配 对 组 成 32 位 定 时 器 模 块 一 个 16 位 捕 捉 输 入 功 能 引 脚 两 个 16 位 比 较 /PWM 输 出 功 能 引 脚 - 可 提 供 双 比 较 模 式 3 线 SPI 模 块 ( 支 持 4 种 帧 模 式 ) I 2 C TM 模 块 支 持 多 主 器 件 / 从 模 式 和 7 位 /10 位 寻 址 UART 模 块 : - 支 持 RS-232 RS-485 和 LIN 支 持 带 有 片 上 硬 件 编 解 码 器 的 IrDA - 起 始 位 自 动 唤 醒 - 自 动 波 特 率 检 测 - 4 级 FIFO 缓 冲 区 电 源 PWM 模 块 特 性 : 4 个 具 有 8 路 输 出 的 PWM 发 生 器 每 个 PWM 发 生 器 具 有 独 立 的 时 基 和 占 空 比 当 工 作 在 30 MIPS 时 占 空 比 分 辨 率 为 1.1 ns 每 个 PWM 发 生 器 具 有 独 立 的 死 区 时 间 : - 工 作 在 30 MIPS 时 死 区 时 间 分 辨 率 为 4.2 ns - 上 升 和 下 降 沿 的 死 区 时 间 相 移 分 辨 率 为 MIPS 频 率 分 辨 率 为 MIPS 支 持 以 下 PWM 模 式 : - 互 补 - 推 挽 - 多 相 - 变 相 - 电 流 复 位 - 电 流 限 制 独 立 电 流 限 制 和 故 障 引 脚 输 出 改 写 控 制 特 殊 事 件 触 发 信 号 由 PWM 产 生 的 ADC 触 发 信 号 2007 Microchip Technology Inc. 初 稿 DS70178C_CN 第 1 页

4 模 拟 特 性 : ADC 10 位 分 辨 率 2000 Ksps 转 换 速 率 最 多 12 个 输 入 通 道 转 换 组 对 允 许 使 用 一 个 触 发 信 号 同 时 转 换 两 个 输 入 ( 即 电 流 和 电 压 ) PWM 控 制 环 : - 最 多 可 使 用 6 对 转 换 - 每 对 转 换 具 有 最 多 4 个 PWM 和 7 个 其 他 可 选 择 的 触 发 源 中 断 硬 件 支 持 每 秒 中 断 最 多 1M 次 比 较 器 4 个 模 拟 比 较 器 : - 20 ns 响 应 时 间 - 10 位 DAC 参 考 电 压 发 生 器 - 可 编 程 输 出 极 性 - 可 选 择 的 输 入 源 - ADC 采 样 和 转 换 触 发 功 能 PWM 模 块 接 口 - PWM 占 空 比 控 制 - PWM 周 期 控 制 - PWM 故 障 检 测 特 殊 事 件 触 发 信 号 由 PWM 产 生 的 ADC 触 发 信 号 数 字 信 号 控 制 器 的 特 性 : 增 强 型 闪 存 程 序 存 储 器 : - 对 于 工 业 级 温 度 范 围, 最 少 擦 写 次 数 1 万 次, 典 型 擦 写 次 数 10 万 次 软 件 控 制 下, 可 自 行 再 编 程 上 电 复 位 (Power-on Reset, POR) 上 电 延 时 定 时 器 (Power-up Timer, PWRT) 以 及 振 荡 器 起 振 定 时 器 (Oscillator Start-up Timer, OST) 灵 活 的 看 门 狗 定 时 器 (Watchdog Timer, WDT), 片 内 带 有 低 功 耗 RC 振 荡 器, 以 便 可 靠 地 工 作 故 障 保 护 时 钟 监 视 器 操 作 检 测 时 钟 故 障, 可 切 换 至 片 上 低 功 耗 RC 振 荡 器 可 编 程 代 码 保 护 在 线 串 行 编 程 (In-Circuit Serial Programming, ICSP ) 可 选 择 的 功 耗 管 理 模 式 - 休 眠 空 闲 和 备 用 时 钟 模 式 CMOS 技 术 : 低 功 耗 高 速 闪 存 技 术 3.3V 和 5.0V 工 作 (± 10%) 工 业 级 和 扩 展 级 温 度 范 围 低 功 耗 dspic30f 开 关 电 源 系 列 产 品 引 脚 封 装 程 序 存 储 器 ( 字 节 ) 数 据 SRAM ( 字 节 ) 定 时 器 捕 捉 比 较 UART SPI I 2 C PWM ADC S 和 H A/D 输 入 模 拟 比 较 器 GPIO dspic30f SDIP 6K x 个 通 道 dspic30f SOIC 6K x 个 通 道 dspic30f QFN-S 6K x 个 通 道 dspic30f SDIP 12K x 个 通 道 dspic30f SOIC 12K x 个 通 道 dspic30f QFN-S 12K x 个 通 道 dspic30f QFN 12K x 个 通 道 dspic30f TQFP 12K x 个 通 道 DS70178C_CN 第 2 页 初 稿 2007 Microchip Technology Inc.

5 引 脚 图 28 引 脚 SDIP 和 SOIC MCLR AN0/CMP1A/CN2/RB0 AN1/CMP1B/CN3/RB1 AN2/CMP1C/CMP2A/CN4/RB2 AN3/CMP1D/CMP2B/CN5/RB3 AN4/CMP2C/CN6/RB4 AN5/CMP2D/CN7/RB5 VSS OSC1/CLKI/RB6 OSC2/CLKO/RB7 PGD1/EMUD1/T2CK/U1ATX/CN1/RE7 PGC1/EMUC1/EXTREF/T1CK/U1ARX/CN0/RE6 VDD PGD2/EMUD2/SCK1/SFLT3/INT2/RF dspic30f AVDD AVSS PWM1L/RE0 PWM1H/RE1 PWM2L/RE2 PWM2H/RE3 RE4 RE5 VDD VSS PGC/EMUC/SDI1/SDA/U1RX/RF7 PGD/EMUD/SDO1/SCL/U1TX/RF8 SFLT2/INT0/OCFLTA/RA9 PGC2/EMUC2/OC1/SFLT1/INT1/RD0 28 引 脚 QFN-S VDD dspic30f1010 PGD1/EMUD1/T2CK/U1ATX/CN1/RE7 AVDD AVSS PWM1L/RE0 PWM1H/RE1 PWM2L/RE2 PWM2H/RE3 RE4 RE5 VSS PGC/EMUC/SDI1/SDA/U1RX/RF7 PGC2/EMUC2/OC1/SFLT1/INT1/RD0 SFLT2/INT0/OCFLTA/RA9 PGD/EMUD/SDO1/SCL/U1TX/RF8 AN1/CMP1B/CN3/RB1 AN0/CMP1A/CN2/RB0 MCLR AN2/CMP1C/CMP2A/CN4/RB2 AN3/CMP1D/CMP2B/CN5/RB3 AN4/CMP2C/CN6/RB4 AN5/CMP2D/CN7/RB5 VSS OSC1/CLKI/RB6 OSC2/CLKO/RB7 PGC1/EMUC1/EXTREF/T1CK/U1ARX/CN0/RE6 VDD PGD2/EMUD2/SCK1/SFLT3/INT2/RF Microchip Technology Inc. 初 稿 DS70178C_CN 第 3 页

6 引 脚 图 28 引 脚 SDIP 和 SOIC MCLR AN0/CMP1A/CN2/RB0 AN1/CMP1B/CN3/RB1 AN2/CMP1C/CMP2A/CN4/RB2 AN3/CMP1D/CMP2B/CN5/RB3 AN4/CMP2C/CMP3A/CN6/RB4 AN5/CMP2D/CMP3B/CN7/RB5 VSS AN6/CMP3C/CMP4A/OSC1/CLKI/RB6 AN7/CMP3D/CMP4B/OSC2/CLKO/RB7 PGD1/EMUD1/PWM4H/T2CK/U1ATX/CN1/RE7 PGC1/EMUC1/EXTREF/PWM4L/T1CK/U1ARX/CN0/RE6 VDD PGD2/EMUD2/SCK1/SFLT3/OC2/INT2/RF dspic30f AVDD AVSS PWM1L/RE0 PWM1H/RE1 PWM2L/RE2 PWM2H/RE3 PWM3L/RE4 PWM3H/RE5 VDD VSS PGC/EMUC/SDI1/SDA/U1RX/RF7 PGD/EMUD/SDO1/SCL/U1TX/RF8 SFLT2/INT0/OCFLTA/RA9 PGC2/EMUC2/OC1/SFLT1/IC1/INT1/RD0 28 引 脚 QFN-S AN2/CMP1C/CMP2A/CN4/RB2 AN3/CMP1D/CMP2B/CN5/RB3 AN4/CMP2C/CMP3A/CN6/RB4 AN5/CMP2D/CMP3B/CN7/RB5 VSS AN6/CMP3C/CMP4A/OSC1/CLKI/RB6 AN7/CMP3D/CMP4B/OSC2/CLKO/RB AVDD AVSS PWM1L/RE0 PWM1H/RE VDD dspic30f2020 PGD1/EMUD1/PWM4H/T2CK/U1ATX/CN1/RE7 PGC1/EMUC1/EXTREF/PWM4L/T1CK/U1ARX/CN0/RE6 VDD PGD2/EMUD2/SCK1/SFLT3/OC2/INT2/RF6 PWM2L/RE2 PWM2H/RE3 PWM3L/RE4 PWM3H/RE5 VSS PGC/EMUC/SDI1/SDA/U1RX/RF7 PGC2/EMUC2/OC1/SFLT1/IC1/INT1/RD0 SFLT2/INT0/OCFLTA/RA9 PGD/EMUD/SDO1/SCL/U1TX/RF8 AN1/CMP1B/CN3/RB1 AN0/CMP1A/CN2/RB0 MCLR DS70178C_CN 第 4 页 初 稿 2007 Microchip Technology Inc.

7 引 脚 图 44 引 脚 QFN PGD/EMUD/SDO1/RF8 SFLT2/INT0/OCFLTA/RA9 PGC2/EMUC2/OC1/IC1/INT1/RD0 PGD2/EMUD2/SCK1/INT2/RF6 VDD VSS OC2/RD1 SFLT1/RA8 AN9/EXTREF/CMP4D/RB9 PGC1/EMUC1/PWM4L/T1CK/U1ARX/CN0/RE6 PGD1/EMUD1/PWM4H/T2CK/U1ATX/CN1/RE7 PGC/EMUC/SDI1/RF7 SYNCO/SS1/RF15 SFLT3/RA10 SFLT4/RA11 SDA/RG3 VSS VDD PWM3H/RE5 PWM3L/RE4 PWM2H/RE3 PWM2L/RE dspic30f AN7/CMP3D/CMP4B/OSC2/CLKO/RB7 AN6/CMP3C/CMP4A/OSC1/CLKI/RB6 AN8/CMP4C/RB8 VSS VDD AN10/IFLT4/RB10 AN11/IFLT2/RB11 AN5/CMP2D/CMP3B/CN7/RB5 AN4/CMP2C/CMP3A/CN6/RB4 AN3/CMP1D/CMP2B/CN5/RB3 AN2/CMP1C/CMP2A/CN4/RB2 PWM1H/RE1 PWM1L/RE0 SYNCI/RF14 U1RX/RF2 AVSS AVDD MCLR SCL/ RG2 U1TX/RF3 AN0/CMP1A/CN2/RB0 AN1/CMP1B/CN3/RB Microchip Technology Inc. 初 稿 DS70178C_CN 第 5 页

8 引 脚 图 44 引 脚 TQFP PGD/EMUD/SDO1/RF8 SFLT2/INT0/OCFLTA/RA9 PGC2/EMUC2/OC1/IC1/INT1/RD0 PGD2/EMUD2/SCK1/INT2/RF6 VDD VSS OC2/RD1 SFLT1/RA8 AN9/EXTREF/CMP4D/RB9 PGC1/EMUC1/PWM4L/T1CK/U1ARX/CN0/RE6 PGD1/EMUD1/PWM4H/T2CK/U1ATX/CN1/RE7 PGC/EMUC/SDI1/RF7 SYNCO/SS1/RF15 SFLT3/RA10 SFLT4/RA11 SDA/RG3 VSS VDD PWM3H/RE5 PWM3L/RE4 PWM2H/RE3 PWM2L/RE dspic30f AN7/CMP3D/CMP4B/OSC2/CLKO/RB7 AN6/CMP3C/CMP4A/OSC1/CLKI/RB6 AN8/CMP4C/RB8 VSS VDD AN10/IFLT4/RB10 AN11/IFLT2/RB11 AN5/CMP2D/CMP3B/CN7/RB5 AN4/CMP2C/CMP3A/CN6/RB4 AN3/CMP1D/CMP2B/CN5/RB3 AN2/CMP1C/CMP2A/CN4/RB2 PWM1H/RE1 PWM1L/RE0 SYNCI/RF14 U1RX/RF2 AVSS AVDD MCLR SCL/ RG2 U1TX/RF3 AN0/CMP1A/CN2/RB0 AN1/CMP1B/CN3/RB1 DS70178C_CN 第 6 页 初 稿 2007 Microchip Technology Inc.

9 目 录 1.0 器 件 概 述 CPU 架 构 综 述 存 储 器 构 成 地 址 发 生 器 单 元 中 断 I/O 端 口 闪 存 程 序 存 储 器 Timer1 模 块 Timer2/3 模 块 输 入 捕 捉 模 块 输 出 比 较 模 块 电 源 PWM 串 行 外 设 接 口 (SPI) I 2 C 模 块 通 用 异 步 收 发 器 (UART) 模 块 位 2 Msps 模 数 转 换 器 (ADC) 模 块 SMPS 比 较 器 模 块 系 统 集 成 指 令 集 汇 总 开 发 支 持 电 气 特 性 封 装 标 识 信 息 Microchip Technology Inc. 初 稿 DS70178C_CN 第 7 页

10 致 客 户 我 们 旨 在 提 供 最 佳 文 档 供 客 户 正 确 使 用 Microchip 产 品 为 此, 我 们 将 不 断 改 进 出 版 物 的 内 容 和 质 量, 使 之 更 好 地 满 足 您 的 要 求 出 版 物 的 质 量 将 随 新 文 档 及 更 新 版 本 的 推 出 而 得 到 提 升 如 果 您 对 本 出 版 物 有 任 何 问 题 和 建 议, 请 通 过 电 子 邮 件 联 系 我 公 司 TRC 经 理, 电 子 邮 件 地 址 为 或 将 本 数 据 手 册 后 附 的 读 者 反 馈 表 传 真 到 我 们 期 待 您 的 反 馈 最 新 数 据 手 册 欲 获 得 本 数 据 手 册 的 最 新 版 本, 请 查 询 我 公 司 的 网 站 : 查 看 数 据 手 册 中 任 意 一 页 下 边 角 处 的 文 献 编 号 即 可 确 定 其 版 本 文 献 编 号 中 数 字 串 后 的 字 母 是 版 本 号, 例 如 :DS30000A 是 DS30000 的 A 版 本 勘 误 表 现 有 器 件 可 能 带 有 一 份 勘 误 表, 描 述 了 实 际 运 行 与 数 据 手 册 中 记 载 内 容 之 间 存 在 的 细 微 差 异 以 及 建 议 的 变 通 方 法 一 旦 我 们 了 解 到 器 件 / 文 档 存 在 某 些 差 异 时, 就 会 发 布 勘 误 表 勘 误 表 上 将 注 明 其 所 适 用 的 硅 片 版 本 和 文 件 版 本 欲 了 解 某 一 器 件 是 否 存 在 勘 误 表, 请 通 过 以 下 方 式 之 一 查 询 : Microchip 网 站 当 地 Microchip 销 售 办 事 处 ( 见 最 后 一 页 ) 在 联 络 销 售 办 事 处 时, 请 说 明 您 所 使 用 的 器 件 型 号 硅 片 版 本 和 数 据 手 册 版 本 ( 包 括 文 献 编 号 ) 客 户 通 知 系 统 欲 及 时 获 知 Microchip 产 品 的 最 新 信 息, 请 到 我 公 司 网 站 上 注 册 DS70178C_CN 第 8 页 初 稿 2007 Microchip Technology Inc.

11 1.0 器 件 概 述 本 文 档 包 含 了 dspic30f1010/202x SMPS 器 件 的 特 注 : 本 数 据 手 册 总 结 了 dspic30f 系 列 器 件 的 功 能, 但 并 不 作 为 参 考 大 全 使 用 有 关 CPU 外 设 寄 存 器 说 明 和 一 般 器 件 功 能 的 更 多 信 息, 请 参 见 dspic30f 系 列 参 考 手 册 (DS70046E_CN) 有 关 器 件 指 令 集 和 编 程 的 更 多 信 息, 请 参 见 dspic30f/33f 程 序 员 参 考 手 册 (DS70157B_CN) 定 信 息 这 些 器 件 在 高 性 能 16 位 单 片 机 (MCU) 架 构 中 融 合 了 大 量 的 数 字 信 号 处 理 器 (Digital Signal Processor,DSP) 功 能, 如 下 列 框 图 所 示 图 1-1 和 表 1-1 所 示 为 dspic30f1010 SMPS 器 件 图 1-2 和 表 1-2 所 示 为 dspic30f2020 器 件 图 1-3 和 表 1-3 所 示 为 dspic30f2023 SMPS 器 件 2007 Microchip Technology Inc. 初 稿 DS70178C_CN 第 9 页

12 图 1-1: dspic30f1010 框 图 Y 数 据 总 线 X 数 据 总 线 中 断 控 制 器 24 地 址 锁 存 器 程 序 存 储 器 (12 KB) 数 据 锁 存 器 PSV 和 表 数 据 访 问 控 制 模 块 PCU PCH PCL 程 序 计 数 器 堆 栈 控 制 循 环 控 制 逻 辑 逻 辑 数 据 锁 存 器 数 据 锁 存 器 Y 数 据 X 数 据 RAM RAM (256 字 节 ) (256 字 节 ) 地 址 地 址 锁 存 器 锁 存 器 Y AGU 有 效 地 址 X RAGU X WAGU 16 PORTA SFLT2/INT0/OCFLTA/RA9 AN0/CMP1A/CN2/RB0 AN1/CMP1B/CN3/RB1 AN2/CMP1C/CMP2A/CN4/RB2 AN3/CMP1D/CMP2B/CN5/RB3 AN4/CMP2C/CN6/RB4 AN5/CMP2D/CN7/RB5 OSC1/CLKI/RB6 OSC2/CLKO/RB7 24 ROM 锁 存 器 16 PORTB IR 指 令 译 码 和 控 制 译 码 x 16 W 寄 存 器 阵 列 16 至 各 模 块 的 控 制 信 号 OSC1/CLK1 时 序 发 生 MCLR 上 电 延 时 定 时 器 振 荡 器 起 振 定 时 器 上 电 复 位 看 门 狗 定 时 器 16 DSP 引 擎 除 法 单 元 ALU<16> 16 PORTD PGC2/EMUC2/OC1/SFLT1/ INT1/RD0 比 较 器 模 块 SPI1 10 位 ADC 定 时 器 输 入 电 平 变 化 通 知 输 出 比 较 模 块 SMPS PWM I 2 C UART1 PORTE PWM1L/RE0 PWM1H/RE1 PWM2L/RE2 PWM2H/RE3 RE4 RE5 PGC1/EMUC1/EXTREF/T1CK/ U1ARX/CN0/RE6 PGD1/EMUD1/T2CK/U1ATX/ CN1/RE7 PGD2/EMUD2/SCK1/SFLT3/ INT2/RF6 PGC/EMUC/SDI1/SDA/U1RX/RF7 PGD/EMUD/SD01/SCL/U1TX/RF8 PORTF DS70178C_CN 第 10 页 初 稿 2007 Microchip Technology Inc.

13 表 1-1 对 dspic30f1010 的 I/O 引 脚 配 置 和 端 口 引 脚 的 复 用 功 能 进 行 了 简 要 描 述 端 口 引 脚 可 具 有 多 种 功 能 当 发 生 复 用 时, 外 设 模 块 的 功 能 要 求 可 强 制 替 代 端 口 引 脚 的 数 据 方 向 表 1-1: 引 脚 名 称 dspic30f1010 I/O 引 脚 说 明 引 脚 类 型 缓 冲 器 类 型 说 明 AN0-AN5 I 模 拟 模 拟 输 入 通 道 AVDD P P 模 拟 模 块 正 电 源 AVSS P P 模 拟 模 块 的 参 考 地 CLKI CLKO I O ST/CMOS 外 部 时 钟 源 输 入 总 是 与 OSC1 引 脚 功 能 相 关 联 振 荡 器 晶 振 输 出 在 晶 振 模 式 下, 连 接 到 晶 振 或 谐 振 器 在 RC 和 EC 模 式 下, 可 选 择 作 为 CLKO 总 是 与 OSC2 引 脚 功 能 相 关 联 EMUD EMUC EMUD1 EMUC1 EMUD2 EMUC2 I/O I/O I/O I/O I/O I/O ST ST ST ST ST ST ICD 主 通 信 通 道 数 据 输 入 / 输 出 引 脚 ICD 主 通 信 通 道 时 钟 输 入 / 输 出 引 脚 ICD 第 二 通 信 通 道 数 据 输 入 / 输 出 引 脚 ICD 第 二 通 信 通 道 时 钟 输 入 / 输 出 引 脚 ICD 第 三 通 信 通 道 数 据 输 入 / 输 出 引 脚 ICD 第 三 通 信 通 道 时 钟 输 入 / 输 出 引 脚 INT0 INT1 INT2 I I I ST ST ST 外 部 中 断 0 外 部 中 断 1 外 部 中 断 2 SFLT1 SFLT2 SFLT3 PWM1L PWM1H PWM2L PWM2H I I I O O O O ST ST ST 共 用 故 障 引 脚 1 共 用 故 障 引 脚 2 共 用 故 障 引 脚 3 PWM 1 低 电 平 输 出 PWM 1 高 电 平 输 出 PWM 2 低 电 平 输 出 PWM 2 高 电 平 输 出 MCLR I/P ST 主 复 位 输 入 或 可 编 程 电 压 输 入, 此 引 脚 为 低 电 平 有 效 的 器 件 复 位 输 入 端 OC1 O 比 较 输 出 OCFLTA I ST 输 出 比 较 故 障 引 脚 OSC1 OSC2 PGD PGC PGD1 PGC1 PGD2 PGC2 I I/O I/O I I/O I I/0 I CMOS ST ST ST ST ST ST 振 荡 器 晶 振 输 入 振 荡 器 晶 振 输 出 在 晶 振 模 式 下, 连 接 到 晶 振 或 谐 振 器 在 RC 和 EC 模 式 下, 可 选 择 作 为 CLKO 在 线 串 行 编 程 (ICSP ) 数 据 输 入 / 输 出 引 脚 在 线 串 行 编 程 时 钟 输 入 引 脚 在 线 串 行 编 程 数 据 输 入 / 输 出 引 脚 1 在 线 串 行 编 程 时 钟 输 入 引 脚 1 在 线 串 行 编 程 数 据 输 入 / 输 出 引 脚 2 在 线 串 行 编 程 时 钟 输 入 引 脚 2 RB0-RB7 I/O ST PORTB 是 一 个 双 向 I/O 口 RA9 I/O ST PORTA 是 一 个 双 向 I/O 口 RD0 I/O ST PORTD 是 一 个 双 向 I/O 口 图 注 : CMOS = CMOS 兼 容 输 入 或 输 出 模 拟 = 模 拟 输 入 ST = CMOS 电 平 的 施 密 特 触 发 器 输 入 O = 输 出 I = 输 入 P = 电 源 2007 Microchip Technology Inc. 初 稿 DS70178C_CN 第 11 页

14 表 1-1: dspic30f1010 I/O 引 脚 说 明 ( 续 ) 引 脚 名 称 引 脚 类 型 缓 冲 器 类 型 说 明 RE0-RE7 I/O ST PORTE 是 一 个 双 向 I/O 口 RF6,RF7, RF8 I/O ST PORTF 是 一 个 双 向 I/O 口 SCK1 SDI1 SDO1 I/O I O ST ST SPI1 的 同 步 串 行 时 钟 输 入 / 输 出 SPI1 数 据 输 入 SPI1 数 据 输 出 SCL SDA I/O I/O ST ST 用 于 I 2 C 的 同 步 串 行 时 钟 输 入 / 输 出 用 于 I 2 C 的 同 步 串 行 数 据 输 入 / 输 出 T1CK T2CK I I ST ST Timer1 外 部 时 钟 输 入 Timer2 外 部 时 钟 输 入 U1RX U1TX U1ARX U1ATX I O I O ST ST UART1 接 收 UART1 发 送 备 用 UART1 接 收 备 用 UART1 发 送 CMP1A CMP1B CMP1C CMP1D CMP2A CMP2B CMP2C CMP2D I I I I I I I I 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 比 较 器 1 通 道 A 比 较 器 1 通 道 B 比 较 器 1 通 道 C 比 较 器 1 通 道 D 比 较 器 2 通 道 A 比 较 器 2 通 道 B 比 较 器 2 通 道 C 比 较 器 2 通 道 D CN0-CN7 I ST 输 入 电 平 变 化 通 知 输 入 可 通 过 软 件 编 程 将 所 有 输 入 设 置 为 内 部 弱 上 拉 VDD P 逻 辑 和 I/O 引 脚 的 正 电 源 VSS P 逻 辑 和 I/O 引 脚 的 参 考 地 EXTREF I 模 拟 至 比 较 器 DAC 的 外 部 参 考 电 压 图 注 : CMOS = CMOS 兼 容 输 入 或 输 出 模 拟 = 模 拟 输 入 ST = CMOS 电 平 的 施 密 特 触 发 器 输 入 O = 输 出 I = 输 入 P = 电 源 DS70178C_CN 第 12 页 初 稿 2007 Microchip Technology Inc.

15 图 1-2: dspic30f2020 框 图 Y 数 据 总 线 X 数 据 总 线 中 断 控 制 器 24 地 址 锁 存 器 程 序 存 储 器 (12 KB) 数 据 锁 存 器 PSV 和 表 数 据 访 问 控 制 模 块 PCU PCH PCL 程 序 计 数 器 堆 栈 循 环 控 制 控 制 逻 辑 逻 辑 ROM 锁 存 器 数 据 锁 存 器 数 据 锁 存 器 Y 数 据 X 数 据 RAM RAM (256 字 节 ) (256 字 节 ) 地 址 地 址 锁 存 器 锁 存 器 Y AGU 有 效 地 址 16 X RAGU X WAGU 16 PORTA PORTB SFLT2/INT0/OCFLTA/RA9 AN0/CMP1A/CN2/RB0 AN1/CMP1B/CN3/RB1 AN2/CMP1C/CMP2A/CN4/RB2 AN3/CMP1D/CMP2B/CN5/RB3 AN4/CMP2C/CMP3A/CN6/RB4 AN5/CMP2D/CMP3B/CN7/RB5 AN6/CMP3C/CMP4A/ OSC1/CLKI/RB6 AN7/CMP3D/CMP4B/ OSC2/CLKO/RB7 IR 译 码 16 x 16 W 寄 存 器 阵 列 指 令 译 码 和 控 制 至 各 模 块 的 控 制 信 号 OSC1/CLK1 时 序 发 生 MCLR 上 电 延 时 定 时 器 振 荡 器 起 振 定 时 器 上 电 复 位 看 门 狗 定 时 器 16 DSP 引 擎 除 法 单 元 ALU<16> 16 PORTD PGC2/EMUC2/OC1/SFLT1/IC1/ INT1/RD0 比 较 器 模 块 SPI1 10 位 ADC 定 时 器 输 入 捕 捉 模 块 输 入 电 平 变 化 通 知 输 出 比 较 模 块 SMPS PWM I 2 C UART1 PORTE PWM1L/RE0 PWM1H/RE1 PWM2L/RE2 PWM2H/RE3 PWM3L/RE4 PWM3H/RE5 PGC1/EMUC1/EXTREF/PWM4L/ T1CK/ U1ARX/CN0/RE6 PGD1/EMUD1/PWM4H/T2CK/ U1ATX/CN1/RE7 PGD2/EMUD2/SCK1/SFLT3/OC2/ INT2/RF6 PGC/EMUC/SDI1/SDA/U1RX/RF7 PGD/EMUD/SD01/SCL/U1TX/RF8 PORTF 2007 Microchip Technology Inc. 初 稿 DS70178C_CN 第 13 页

16 表 1-2 对 dspic30f2020 的 I/O 引 脚 配 置 和 端 口 引 脚 的 复 用 功 能 进 行 了 简 要 描 述 端 口 引 脚 可 具 有 多 种 功 能 当 发 生 复 用 时, 外 设 模 块 的 功 能 要 求 可 强 制 替 代 端 口 引 脚 的 数 据 方 向 表 1-2: 引 脚 名 称 dspic30f2020 I/O 引 脚 说 明 引 脚 类 型 缓 冲 器 类 型 说 明 AN0-AN7 I 模 拟 模 拟 输 入 通 道 AVDD P P 模 拟 模 块 正 电 源 AVSS P P 模 拟 模 块 的 参 考 地 CLKI CLKO EMUD EMUC EMUD1 EMUC1 EMUD2 EMUC2 I O I/O I/O I/O I/O I/O I/O ST/CMOS ST ST ST ST ST ST IC1 I ST 捕 捉 输 入 INT0 INT1 INT2 SFLT1 SFLT2 SFLT3 PWM1L PWM1H PWM2L PWM2H PWM3L PWM3H PWM4L PWM4H I I I I I I O O O O O O O O ST ST ST ST ST ST 外 部 时 钟 源 输 入 总 是 与 OSC1 引 脚 功 能 相 关 联 振 荡 器 晶 振 输 出 在 晶 振 模 式 下, 连 接 到 晶 振 或 谐 振 器 在 RC 和 EC 模 式 下, 可 选 择 作 为 CLKO 总 是 与 OSC2 引 脚 功 能 相 关 联 ICD 主 通 信 通 道 数 据 输 入 / 输 出 引 脚 ICD 主 通 信 通 道 时 钟 输 入 / 输 出 引 脚 ICD 第 二 通 信 通 道 数 据 输 入 / 输 出 引 脚 ICD 第 二 通 信 通 道 时 钟 输 入 / 输 出 引 脚 ICD 第 三 通 信 通 道 数 据 输 入 / 输 出 引 脚 ICD 第 三 通 信 通 道 时 钟 输 入 / 输 出 引 脚 外 部 中 断 0 外 部 中 断 1 外 部 中 断 2 共 享 故 障 引 脚 1 共 享 故 障 引 脚 2 共 享 故 障 引 脚 3 PWM 1 低 电 平 输 出 PWM 1 高 电 平 输 出 PWM 2 低 电 平 输 出 PWM 2 高 电 平 输 出 PWM 3 低 电 平 输 出 PWM 3 高 电 平 输 出 PWM 4 低 电 平 输 出 PWM 4 高 电 平 输 出 MCLR I/P ST 主 复 位 输 入 或 可 编 程 电 压 输 入, 此 引 脚 为 低 电 平 有 效 的 器 件 复 位 输 入 端 OC1-OC2 OCFLTA OSC1 OSC2 PGD PGC PGD1 PGC1 PGD2 PGC2 O I I I/O I/O I I/O I I/O I 比 较 输 出 输 出 比 较 故 障 引 脚 CMOS ST ST ST ST ST ST 振 荡 器 晶 振 输 入 振 荡 器 晶 振 输 出 在 晶 振 模 式 下, 连 接 到 晶 振 或 谐 振 器 在 RC 和 EC 模 式 下, 可 选 择 作 为 CLKO 在 线 串 行 编 程 数 据 输 入 / 输 出 引 脚 在 线 串 行 编 程 时 钟 输 入 引 脚 在 线 串 行 编 程 数 据 输 入 / 输 出 引 脚 1 在 线 串 行 编 程 时 钟 输 入 引 脚 1 在 线 串 行 编 程 数 据 输 入 / 输 出 引 脚 2 在 线 串 行 编 程 时 钟 输 入 引 脚 2 图 注 : CMOS = CMOS 兼 容 输 入 或 输 出 模 拟 = 模 拟 输 入 ST = CMOS 电 平 的 施 密 特 触 发 器 输 入 O = 输 出 I = 输 入 P = 电 源 DS70178C_CN 第 14 页 初 稿 2007 Microchip Technology Inc.

17 表 1-2: dspic30f2020 I/O 引 脚 说 明 ( 续 ) 引 脚 名 称 引 脚 类 型 缓 冲 器 类 型 说 明 RB0-RB7 I/O ST PORTB 是 一 个 双 向 I/O 口 RA9 I/O ST PORTA 是 一 个 双 向 I/O 口 RD0 I/O ST PORTD 是 一 个 双 向 I/O 口 RE0-RE7 I/O ST PORTE 是 一 个 双 向 I/O 口 RF6, RF7, RF8 I/O ST PORTF 是 一 个 双 向 I/O 口 SCK1 SDI1 SDO1 I/O I O ST ST SPI1 的 同 步 串 行 时 钟 输 入 / 输 出 SPI1 数 据 输 入 SPI1 数 据 输 出 SCL SDA I/O I/O ST ST 用 于 I 2 C 的 同 步 串 行 时 钟 输 入 / 输 出 用 于 I 2 C 的 同 步 串 行 数 据 输 入 / 输 出 T1CK T2CK I I ST ST Timer1 外 部 时 钟 输 入 Timer2 外 部 时 钟 输 入 U1RX U1TX U1ARX U1ATX I O I O ST ST O UART1 接 收 UART1 发 送 备 用 UART1 接 收 备 用 UART1 发 送 CMP1A CMP1B CMP1C CMP1D CMP2A CMP2B CMP2C CMP2D CMP3A CMP3B CMP3C CMP3D CMP4A CMP4B I I I I I I I I I I I I I I 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 比 较 器 1 通 道 A 比 较 器 1 通 道 B 比 较 器 1 通 道 C 比 较 器 1 通 道 D 比 较 器 2 通 道 A 比 较 器 2 通 道 B 比 较 器 2 通 道 C 比 较 器 2 通 道 D 比 较 器 3 通 道 A 比 较 器 3 通 道 B 比 较 器 3 通 道 C 比 较 器 3 通 道 D 比 较 器 4 通 道 A 比 较 器 4 通 道 B CN0-CN7 I ST 输 入 电 平 变 化 通 知 输 入 可 通 过 软 件 编 程 将 所 有 输 入 设 置 为 内 部 弱 上 拉 VDD P 逻 辑 和 I/O 引 脚 的 正 电 源 VSS P 逻 辑 和 I/O 引 脚 的 参 考 地 EXTREF I 模 拟 至 比 较 器 DAC 的 外 部 参 考 电 压 图 注 : CMOS = CMOS 兼 容 输 入 或 输 出 模 拟 = 模 拟 输 入 ST = CMOS 电 平 的 施 密 特 触 发 器 输 入 O = 输 出 I = 输 入 P = 电 源 2007 Microchip Technology Inc. 初 稿 DS70178C_CN 第 15 页

18 图 1-3: dspic30f2023 框 图 Y 数 据 总 线 X 数 据 总 线 中 断 控 制 器 24 地 址 锁 存 器 程 序 存 储 器 (12 KB) 数 据 锁 存 器 PSV 和 表 数 据 访 问 控 制 模 块 16 8 ROM 锁 存 器 IR 16 PCU PCH PCL 程 序 计 数 器 堆 栈 循 环 控 制 控 制 逻 辑 逻 辑 数 据 锁 存 器 数 据 锁 存 器 Y 数 据 X 数 据 RAM RAM (256 字 节 ) (256 字 节 ) 地 址 锁 存 器 地 址 锁 存 器 Y AGU 有 效 地 址 16 X RAGU X WAGU PORTA PORTB SFLT1/RA8 SFLT2/INT0/OCFLTA/RA9 SFLT3/RA10 SFLT4/RA11 AN0/CMP1A/CN2/RB0 AN1/CMP1B/CN3/RB1 AN2/CMP1C/CMP2A/CN4/RB2 AN3/CMP1D/CMP2B/CN5/RB3 AN4/CMP2C/CMP3A/CN6/RB4 AN5/CMP2D/CMP3B/CN7/RB5 AN6/CMP3C/CMP4A/ OSC1/CLKI/RB6 AN7/CMP3D/CMP4B/ OSC2/CLKO/RB7 AN8/CMP4C/RB8 AN9/EXTREF/CMP4D/RB9 AN10/IFLT4/RB10 AN11/IFLT2/RB11 指 令 译 码 和 控 制 译 码 x 16 W 寄 存 器 阵 列 16 PORTD PGC2/EMUC2/OC1/IC1/INT1/ RD0 OC2/RD1 至 各 模 块 的 控 制 信 号 OSC1/CLK1 时 序 发 生 MCLR 上 电 延 时 定 时 器 振 荡 器 起 振 定 时 器 上 电 复 位 看 门 狗 定 时 器 16 DSP 引 擎 除 法 单 元 ALU<16> 16 PORTE PWM1L/RE0 PWM1H/RE1 PWM2L/RE2 PWM2H/RE3 PWM3L/RE4 PWM3H/RE5 PGC1/EMUC1/PWM4L/T1CK/ U1ARX/CN0/RE6 PGD1/EMUD1/PWM4H/T2CK/ U1ATX/CN1/RE7 比 较 器 模 块 SPI1 10 位 ADC 定 时 器 输 入 捕 捉 模 块 输 入 电 平 变 化 通 知 输 出 比 较 模 块 电 机 控 制 PWM I 2 C UART1 PORTF U1RX/RF2 U1TX/RF3 PGD2/EMUD2/SCK1/INT2/RF6 PGC/EMUC/SDI1/RF7 PGD/EMUD/SD01/RF8 SYNCI/RF14 SYNCO/SSI/RF15 SCL/RG2 SDA/RG3 PORTG DS70178C_CN 第 16 页 初 稿 2007 Microchip Technology Inc.

19 表 1-3 对 dspic30f2023 的 I/O 引 脚 配 置 和 端 口 引 脚 的 复 用 功 能 进 行 了 简 要 描 述 端 口 引 脚 可 具 有 多 种 功 能 当 发 生 复 用 时, 外 设 模 块 的 功 能 要 求 可 强 制 替 代 端 口 引 脚 的 数 据 方 向 表 1-3: dspic30f2023 I/O 引 脚 说 明 引 脚 名 称 引 脚 类 型 缓 冲 器 类 型 说 明 AN0-AN11 I 模 拟 模 拟 输 入 通 道 AVDD P P 模 拟 模 块 正 电 源 AVSS P P 模 拟 模 块 的 参 考 地 CLKI CLKO EMUD EMUC EMUD1 EMUC1 EMUD2 EMUC2 I O I/O I/O I/O I/O I/O I/O ST/CMOS ST ST ST ST ST ST IC1 I ST 捕 捉 输 入 INT0 INT1 INT2 SFLT1 SFLT2 SFLT3 SFLT4 IFLT2 IFLT4 PWM1L PWM1H PWM2L PWM2H PWM3L PWM3H PWM4L PWM4H SYNCO SYNCI I I I I I I I I I O O O O O O O O O I ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST 外 部 时 钟 源 输 入 总 是 与 OSC1 引 脚 功 能 相 关 联 振 荡 器 晶 振 输 出 在 晶 振 模 式 下, 连 接 到 晶 振 或 谐 振 器 在 RC 和 EC 模 式 下, 可 选 择 作 为 CLKO 总 是 与 OSC2 引 脚 功 能 相 关 联 ICD 主 通 信 通 道 数 据 输 入 / 输 出 引 脚 ICD 主 通 信 通 道 时 钟 输 入 / 输 出 引 脚 ICD 第 二 通 信 通 道 数 据 输 入 / 输 出 引 脚 ICD 第 二 通 信 通 道 时 钟 输 入 / 输 出 引 脚 ICD 第 三 通 信 通 道 数 据 输 入 / 输 出 引 脚 ICD 第 三 通 信 通 道 时 钟 输 入 / 输 出 引 脚 外 部 中 断 0 外 部 中 断 1 外 部 中 断 2 共 享 故 障 引 脚 1 共 享 故 障 引 脚 2 共 享 故 障 引 脚 3 共 享 故 障 引 脚 4 独 立 故 障 引 脚 1 独 立 故 障 引 脚 2 PWM 1 低 电 平 输 出 PWM 1 高 电 平 输 出 PWM 2 低 电 平 输 出 PWM 2 高 电 平 输 出 PWM 3 低 电 平 输 出 PWM 3 高 电 平 输 出 PWM 4 低 电 平 输 出 PWM 4 高 电 平 输 出 PWM 同 步 输 出 PWM 同 步 输 入 MCLR I/P ST 主 复 位 输 入 或 可 编 程 电 压 输 入, 此 引 脚 为 低 电 平 有 效 的 器 件 复 位 输 入 端 OC1-OC2 OCFLTA OSC1 OSC2 O I I I/O ST CMOS 比 较 输 出 输 出 比 较 故 障 条 件 振 荡 器 晶 振 输 入 振 荡 器 晶 振 输 出 在 晶 振 模 式 下, 连 接 到 晶 振 或 谐 振 器 在 RC 和 EC 模 式 下, 可 选 择 作 为 CLKO 图 注 : CMOS = CMOS 兼 容 输 入 或 输 出 模 拟 = 模 拟 输 入 ST = CMOS 电 平 的 施 密 特 触 发 器 输 入 O = 输 出 I = 输 入 P = 电 源 2007 Microchip Technology Inc. 初 稿 DS70178C_CN 第 17 页

20 表 1-3: dspic30f2023 I/O 引 脚 说 明 ( 续 ) PGD PGC PGD1 PGC1 PGD2 PGC2 引 脚 名 称 I/O I I/O I I/O I ST ST ST ST ST ST 在 线 串 行 编 程 数 据 输 入 / 输 出 引 脚 在 线 串 行 编 程 时 钟 输 入 引 脚 在 线 串 行 编 程 数 据 输 入 / 输 出 引 脚 1 在 线 串 行 编 程 时 钟 输 入 引 脚 1 在 线 串 行 编 程 数 据 输 入 / 输 出 引 脚 2 在 线 串 行 编 程 时 钟 输 入 引 脚 2 RA8-RA11 I/O ST PORTA 是 一 个 双 向 I/O 口 RB0-RB11 I/O ST PORTB 是 一 个 双 向 I/O 口 RD0,RD1 I/O ST PORTD 是 一 个 双 向 I/O 口 RE0-RE7 I/O ST PORTE 是 一 个 双 向 I/O 口 RF2, RF3, RF6-RF8, RF14, RF15 I/O ST PORTF 是 一 个 双 向 I/O 口 RG2, RG3 I/O ST PORTG 是 一 个 双 向 I/O 口 SCK1 SDI1 SDO1 SS1 SCL SDA T1CK T2CK U1RX U1TX U1ARX U1ATX CMP1A CMP1B CMP1C CMP1D CMP2A CMP2B CMP2C CMP2D CMP3A CMP3B CMP3C CMP3D CMP4A CMP4B CMP4C CMP4D 引 脚 类 型 I/O I O I I/O I/O I I I O I O I I I I I I I I I I I I I I I I 缓 冲 器 类 型 ST ST ST ST ST ST ST ST ST 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 模 拟 SPI1 的 同 步 串 行 时 钟 输 入 / 输 出 SPI1 数 据 输 入 SPI1 数 据 输 出 SPI1 从 动 同 步 用 于 I 2 C 的 同 步 串 行 时 钟 输 入 / 输 出 用 于 I 2 C 的 同 步 串 行 数 据 输 入 / 输 出 Timer1 外 部 时 钟 输 入 Timer2 外 部 时 钟 输 入 UART1 接 收 UART1 发 送 备 用 UART1 接 收 备 用 UART1 发 送 比 较 器 1 通 道 A 比 较 器 1 通 道 B 比 较 器 1 通 道 C 比 较 器 1 通 道 D 比 较 器 2 通 道 A 比 较 器 2 通 道 B 比 较 器 2 通 道 C 比 较 器 2 通 道 D 比 较 器 3 通 道 A 比 较 器 3 通 道 B 比 较 器 3 通 道 C 比 较 器 3 通 道 D 比 较 器 4 通 道 A 比 较 器 4 通 道 B 比 较 器 4 通 道 C 比 较 器 4 通 道 D 说 明 CN0-CN7 I ST 输 入 电 平 变 化 通 知 输 入 可 通 过 软 件 编 程 将 所 有 输 入 设 置 为 内 部 弱 上 拉 VDD P 逻 辑 和 I/O 引 脚 的 正 电 源 VSS P 逻 辑 和 I/O 引 脚 的 参 考 地 EXTREF I Analog 至 比 较 器 DAC 的 外 部 参 考 电 压 图 注 : CMOS = CMOS 兼 容 输 入 或 输 出 模 拟 = 模 拟 输 入 ST = CMOS 电 平 的 施 密 特 触 发 器 输 入 O = 输 出 I = 输 入 P = 电 源 DS70178C_CN 第 18 页 初 稿 2007 Microchip Technology Inc.

21 2.0 CPU 架 构 综 述 注 : 本 数 据 手 册 总 结 了 dspic30f 系 列 器 件 的 功 能, 但 并 不 作 为 参 考 大 全 使 用 有 关 CPU 外 设 寄 存 器 说 明 和 一 般 器 件 功 能 的 更 多 信 息, 请 参 见 dspic30f 系 列 参 考 手 册 (DS70046E_CN) 有 关 器 件 指 令 集 和 编 程 的 更 多 信 息, 请 参 见 dspic30f/33f 程 序 员 参 考 手 册 (DS70157B_CN) 2.1 内 核 概 述 内 核 的 指 令 字 长 为 24 位 程 序 计 数 器 (PC) 为 23 位 宽, 其 最 低 有 效 位 (LSb) 始 终 为 0 ( 见 第 3.1 节 程 序 地 址 空 间 ), 最 高 有 效 位 (MSb) 在 正 常 的 程 序 执 行 期 间 被 忽 略, 某 些 专 用 指 令 除 外 因 此, PC 能 够 寻 址 最 大 为 4M 指 令 字 的 用 户 程 序 空 间 使 用 指 令 预 取 机 制 来 帮 助 维 持 吞 吐 量 使 用 DO 和 REPEAT 指 令, 支 持 无 循 环 计 数 管 理 开 销 的 程 序 循 环 结 构, 而 DO 和 REPEAT 这 两 条 指 令 在 任 何 时 候 都 可 被 中 断 工 作 寄 存 器 阵 列 由 16 个 16 位 寄 存 器 组 成, 每 个 寄 存 器 均 可 作 为 数 据 地 址 或 偏 移 量 寄 存 器 一 个 工 作 寄 存 器 (W15) 用 作 中 断 和 调 用 时 的 软 件 堆 栈 指 针 数 据 空 间 为 64KB (32K 字 ), 被 分 成 两 块, 称 为 X 和 Y 数 据 存 储 空 间 每 个 存 储 块 有 各 自 独 立 的 地 址 发 生 单 元 (Address Generation Unit,AGU) 大 多 数 指 令 只 通 过 X 存 储 空 间 AGU 进 行 操 作, 这 样 对 外 界 而 言 数 据 空 间 就 是 单 独 而 统 一 的 乘 法 - 累 加 (Multiply- Accumulate,MAC) 类 双 源 操 作 数 DSP 指 令, 通 过 X 和 Y 的 AGU 进 行 操 作, 这 将 数 据 地 址 空 间 分 成 两 个 部 分 ( 见 第 3.2 节 数 据 地 址 空 间 ) X 和 Y 数 据 空 间 边 界 视 具 体 器 件 而 定, 用 户 不 能 改 变 它 们 每 个 数 据 字 由 2 个 字 节 构 成, 大 多 数 指 令 可 以 把 数 据 当 作 字 或 字 节 来 进 行 寻 址 对 于 存 储 在 程 序 存 储 空 间 中 的 数 据, 有 两 种 存 取 方 法 : 数 据 存 储 空 间 的 高 32 KB 可 以 映 射 到 程 序 空 间 的 下 半 部 分 ( 用 户 空 间 ), 映 射 的 边 界 可 以 是 任 何 16K 程 序 字 边 界, 边 界 由 8 位 的 程 序 空 间 可 视 性 页 ( Program Space Visibility Page, PSVPAG) 寄 存 器 定 义 这 使 得 任 何 指 令 都 能 象 存 取 数 据 存 储 空 间 那 样 存 取 程 序 存 储 空 间, 但 存 取 需 要 一 个 额 外 的 周 期 此 外, 使 用 这 个 方 法, 只 能 存 取 每 个 指 令 字 的 低 16 位 使 用 任 何 工 作 寄 存 器, 通 过 表 读 及 表 写 指 令, 可 以 对 程 序 空 间 内 的 32K 字 页 进 行 线 性 间 接 存 取 表 读 和 表 写 指 令 能 够 用 来 存 取 一 个 指 令 字 的 全 部 24 位 X 和 Y 地 址 空 间 都 支 持 无 开 销 循 环 缓 冲 区 ( 模 寻 址 ) 模 寻 址 的 主 要 目 的 是 要 消 除 DSP 算 法 的 循 环 开 销 X AGU 还 支 持 对 目 的 有 效 地 址 进 行 位 反 转 寻 址, 对 于 基 -2 FFT 算 法, 这 极 大 地 简 化 了 输 入 或 输 出 数 据 的 重 新 排 序 关 于 模 寻 址 和 位 反 转 寻 址 的 详 细 信 息, 请 参 见 第 4.0 节 地 址 发 生 器 单 元 内 核 支 持 固 有 ( 无 操 作 数 ) 寻 址 相 对 寻 址 立 即 数 寻 址 存 储 器 直 接 寻 址 寄 存 器 直 接 寻 址 寄 存 器 间 接 寻 址 寄 存 器 偏 移 量 寻 址 以 及 立 即 数 偏 移 量 寻 址 模 式 指 令 与 预 定 义 的 寻 址 模 式 相 关 联, 这 取 决 于 其 功 能 需 求 对 于 大 多 数 指 令, 内 核 能 够 在 每 个 指 令 周 期 内 执 行 数 据 ( 或 程 序 数 据 ) 存 储 器 读 取 工 作 寄 存 器 ( 数 据 ) 读 取 数 据 存 储 器 写 入 以 及 程 序 ( 指 令 ) 存 储 器 读 取 操 作 因 此, 支 持 3 操 作 数 指 令, 允 许 在 单 个 周 期 内 执 行 C=A + B 这 样 的 操 作 内 核 包 含 DSP 引 擎, 这 极 大 地 提 高 了 内 核 的 运 算 能 力 和 吞 吐 能 力 它 具 有 一 个 高 速 17 位 17 位 乘 法 器 一 个 40 位 ALU 两 个 40 位 饱 和 累 加 器 和 一 个 40 位 双 向 桶 形 移 位 寄 存 器 累 加 器 或 任 何 工 作 寄 存 器 中 的 数 据, 可 以 在 单 个 周 期 内 右 移 16 位 或 左 移 16 位 DSP 指 令 可 以 无 缝 地 与 所 有 其 他 指 令 一 起 操 作, 且 设 计 为 能 获 得 最 佳 实 时 性 能 在 把 两 个 W 寄 存 器 相 乘 时, MAC 类 指 令 能 够 从 存 储 器 中 同 时 取 出 两 个 操 作 数 为 了 能 够 同 时 取 数 据 操 作 数, 对 于 MAC 类 指 令, 数 据 空 间 拆 分 为 两 块, 对 所 有 其 他 指 令 数 据 空 间 则 是 线 性 的 对 于 MAC 类 指 令, 这 是 通 过 将 某 些 工 作 寄 存 器 专 用 于 每 个 地 址 空 间, 以 透 明 而 灵 活 的 方 式 实 现 的 内 核 不 支 持 多 级 指 令 流 水 线 不 过, 为 了 最 大 限 度 地 获 得 可 用 的 执 行 时 间, 使 用 了 单 级 指 令 预 取 机 制, 在 指 令 执 行 的 前 一 个 周 期, 存 取 并 部 分 译 码 指 令 除 了 一 些 特 例 外, 大 部 分 指 令 都 在 单 个 周 期 内 执 行 内 核 具 有 用 于 陷 阱 和 中 断 的 向 量 异 常 处 理 结 构, 具 有 62 个 独 立 的 向 量 异 常 包 括 最 多 8 个 陷 阱 ( 其 中 有 4 个 是 保 留 的 ) 和 54 个 中 断 根 据 用 户 指 定 的 1 到 7 之 间 的 优 先 级 (1 为 最 低 优 先 级, 7 为 最 高 优 先 级 ), 以 及 预 定 义 的 自 然 顺 序, 决 定 每 个 中 断 的 优 先 级 陷 阱 的 优 先 级 是 固 定 的, 其 优 先 级 范 围 是 从 8 到 Microchip Technology Inc. 初 稿 DS70178C_CN 第 19 页

22 2.2 编 程 模 型 编 程 模 型 如 图 2-1 所 示, 它 包 括 16 x 16 位 工 作 寄 存 器 (W0 至 W15) 2 x 40 位 累 加 器 (ACCA 和 ACCB) 状 态 寄 存 器 (SR) 数 据 表 页 寄 存 器 (TBLPAG) 程 序 空 间 可 视 性 页 寄 存 器 (PSVPAG) DO 和 REPEAT 寄 存 器 (DOSTART DOEND DCOUNT 和 RCOUNT) 以 及 程 序 计 数 器 (PC) 工 作 寄 存 器 可 作 为 数 据 地 址 或 偏 移 量 寄 存 器 全 部 寄 存 器 都 是 存 储 器 映 射 的 W0 用 作 文 件 寄 存 器 寻 址 的 W 寄 存 器 这 些 寄 存 器 中, 一 些 寄 存 器 有 与 之 关 联 的 影 子 寄 存 器, 如 图 2-1 所 示 影 子 寄 存 器 用 作 临 时 保 存 寄 存 器, 事 件 发 生 时 可 在 影 子 寄 存 器 和 主 寄 存 器 之 间 传 递 内 容 所 有 影 子 寄 存 器 均 不 能 直 接 存 取 寄 存 器 与 其 影 子 寄 存 器 之 间 的 数 据 传 递 遵 守 下 列 规 则 : PUSH.S 和 POP.S W0 W1 W2 W3 和 SR ( 仅 限 DC N OV Z 和 C 位 ) 与 对 应 的 影 子 寄 存 器 之 间 进 行 数 据 传 递 DO 指 令 循 环 开 始 时, DOSTART DOEND 和 DCOUNT 寄 存 器 的 内 容 压 入 影 子 寄 存 器, 在 循 环 结 束 时 其 内 容 从 各 自 的 影 子 寄 存 器 中 弹 出 对 工 作 寄 存 器 进 行 字 节 操 作 时, 只 影 响 目 标 寄 存 器 的 最 低 有 效 字 节 (LSB) 不 过, 存 储 器 映 射 工 作 寄 存 器 的 一 个 好 处 是, 可 以 通 过 字 节 宽 数 据 存 储 空 间 存 取 来 处 理 最 低 和 最 高 有 效 字 节 (MSB) 软 件 堆 栈 指 针 / 帧 指 针 dspic DSC 器 件 具 备 一 个 软 件 堆 栈 W15 被 指 定 用 作 软 件 堆 栈 指 针 (Stack Pointer,SP), 异 常 处 理 以 及 子 程 序 调 用 与 返 回 将 自 动 修 改 W15 但 是, W15 可 以 被 任 何 指 令 所 引 用, 引 用 方 式 与 引 用 所 有 其 他 W 寄 存 器 相 同 这 简 化 了 堆 栈 指 针 的 读 写 和 处 理 ( 例 如, 创 建 堆 栈 帧 ) 注 : 为 了 防 止 出 现 不 对 齐 的 堆 栈 访 问, W15<0> 始 终 保 持 为 零 复 位 时 W15 初 始 化 为 0x0800 在 初 始 化 过 程 中, 用 户 可 以 重 新 设 定 SP, 使 它 指 向 数 据 空 间 内 的 任 何 单 元 W14 被 指 定 用 作 LNK 和 ULNK 指 令 中 所 定 义 的 堆 栈 帧 指 针 但 是,W14 可 以 被 任 何 指 令 所 引 用, 引 用 方 式 与 引 用 所 有 其 他 W 寄 存 器 相 同 状 态 寄 存 器 dspic DSC 内 核 有 一 个 16 位 状 态 寄 存 器 (SR), 其 LSB 称 为 SR 低 字 节 (SRL), 其 MSB 称 为 SR 高 字 节 (SRH), SR 寄 存 器 组 成 见 图 2-1 SRL 包 含 全 部 的 MCU ALU 运 算 状 态 标 志 位 ( 包 括 Z 位 ), 以 及 CPU 中 断 优 先 级 状 态 位 IPL<2:0> 和 REPEAT 有 效 状 态 位 RA 在 异 常 处 理 期 间,SRL 与 PC 的 MSB 连 接 起 来 形 成 一 个 完 整 的 字 值, 然 后 被 压 入 堆 栈 状 态 寄 存 器 的 高 字 节 包 含 DSP 加 法 器 / 减 法 器 状 态 位 DO 循 环 有 效 位 (DA) 和 半 进 位 (DC) 状 态 位 程 序 计 数 器 程 序 计 数 器 为 23 位 宽 ; bit 0 始 终 为 零 因 此, PC 能 够 最 多 寻 址 4M 指 令 字 DS70178C_CN 第 20 页 初 稿 2007 Microchip Technology Inc.

23 图 2-1: 编 程 模 型 D15 D0 W0/WREG W1 W2 PUSH.S 影 子 寄 存 器 DO 影 子 寄 存 器 W3 W4 图 注 DSP 操 作 数 寄 存 器 W5 W6 W7 W8 工 作 寄 存 器 DSP 地 址 寄 存 器 W9 W10 W11 W12/DSP 偏 移 量 W13/DSP 回 写 W14/ 帧 指 针 W15/ 堆 栈 指 针 SPLIM 堆 栈 指 针 限 制 寄 存 器 AD39 AD31 AD15 AD0 DSP 累 加 器 ACCA ACCB PC22 PC0 0 程 序 计 数 器 7 0 TBLPAG TABPAG 数 据 表 页 地 址 7 0 PSVPAG 程 序 空 间 可 视 性 页 地 址 15 0 RCOUNT 15 0 DCOUNT REPEAT 循 环 计 数 器 DO 循 环 计 数 器 22 0 DOSTART DO 循 环 起 始 地 址 22 DOEND DO 循 环 结 束 地 址 15 0 CORCON 内 核 配 置 寄 存 器 OA OB SA SB OAB SAB DA DC IPL2 IPL1 IPL0 RA N OV Z C 状 态 寄 存 器 SRH SRL 2007 Microchip Technology Inc. 初 稿 DS70178C_CN 第 21 页

24 2.3 除 法 支 持 dspic DSC 器 件 具 有 这 样 的 特 性 : 支 持 16 位 /16 位 有 符 号 小 数 除 法 运 算, 支 持 32 位 /16 位 16 位 /16 位 有 符 号 和 无 符 号 整 数 除 法 运 算, 除 法 形 式 均 为 单 指 令 迭 代 除 法 支 持 以 下 指 令 和 数 据 长 度 : 1. DIVF 16/16 有 符 号 小 数 除 法 2. DIV.sd 32/16 有 符 号 除 法 3. DIV.ud 32/16 无 符 号 除 法 4. DIV.sw 16/16 有 符 号 除 法 5. DIV.uw 16/16 无 符 号 除 法 16/16 除 法 类 似 于 32/16 除 法 ( 它 们 的 迭 代 次 数 相 同 ), 但 在 第 一 次 迭 代 时, 被 除 数 要 进 行 零 扩 展 或 符 号 扩 展 除 法 指 令 必 须 在 一 个 REPEAT 循 环 中 执 行 任 何 其 他 执 行 方 式 ( 例 如, 一 系 列 不 连 续 的 除 法 指 令 ), 将 不 会 正 常 运 行, 因 为 指 令 流 取 决 于 RCOUNT 除 法 指 令 不 会 自 动 设 置 RCOUNT 值, 于 是 RCOUNT 必 须 显 式 地 正 确 地 在 REPEAT 指 令 中 给 定, 如 表 2-1 所 示 (REPEAT 将 执 行 目 标 指 令 { 操 作 数 的 值 +1} 次 ) 必 须 为 DIV/ DIVF 指 令 的 18 次 迭 代 设 置 REPEAT 循 环 计 数 所 以, 完 整 的 除 法 操 作 需 要 19 个 周 期 注 : 除 法 流 可 以 被 中 断 然 而, 用 户 需 要 恰 当 地 保 存 中 断 现 场 表 2-1: DIVF DIV.sd DIV.ud DIV.sw DIV.uw 除 法 指 令 指 令 功 能 有 符 号 小 数 除 法 :Wm/Wn W0 ; Rem W1 有 符 号 除 法 :(Wm + 1:Wm)/Wn W0 ; Rem W1 无 符 号 除 法 :(Wm + 1:Wm)/Wn W0 ; Rem W1 有 符 号 除 法 :Wm/Wn W0 ; Rem W1 无 符 号 除 法 :Wm/Wn W0 ; Rem W1 DS70178C_CN 第 22 页 初 稿 2007 Microchip Technology Inc.

25 2.4 DSP 引 擎 DSP 引 擎 的 组 成 : 一 个 高 速 17 位 17 位 乘 法 器 一 个 桶 形 移 位 寄 存 器 和 一 个 40 位 加 法 器 / 减 法 器 ( 两 个 目 标 累 加 器 舍 入 逻 辑 和 饱 和 逻 辑 ) DSP 引 擎 能 够 执 行 固 有 的 不 需 要 其 他 数 据 的 累 加 器 至 累 加 器 操 作 这 些 指 令 是 ADD SUB 和 NEG 通 过 CPU 内 核 配 置 寄 存 器 (CORCON) 中 的 各 个 位, 可 以 有 多 种 DSP 引 擎 选 择, 这 些 选 择 如 下 : 1. 小 数 或 整 数 DSP 乘 法 (IF) 2. 有 符 号 或 无 符 号 DSP 乘 法 (US) 3. 常 规 或 收 敛 舍 入 (RND) 4. ACCA 自 动 饱 和 使 能 / 禁 止 (SATA) 5. ACCB 自 动 饱 和 使 能 / 禁 止 (SATB) 6. 对 于 写 数 据 存 储 器, 自 动 饱 和 使 能 / 禁 止 (SATDW) 7. 累 加 器 饱 和 模 式 选 择 (ACCSAT) 注 : CORCON 的 构 成, 见 表 3-3 DSP 引 擎 的 框 图, 如 图 2-4 所 示 表 2-2: DSP 指 令 汇 总 指 令 代 数 运 算 ACC 回 写? CLR A = 0 是 ED A = (x y) 2 否 EDAC A = A + (x y) 2 否 MAC A = A + (x * y) 是 MAC A = A + x 2 否 MOVSAC A 中 内 容 将 不 发 生 改 变 是 MPY A = x * y 否 MPY.N A = x * y 否 MSC A = A x * y 是 2007 Microchip Technology Inc. 初 稿 DS70178C_CN 第 23 页

26 图 2-4: DSP 引 擎 框 图 位 累 加 器 A 位 累 加 器 B 进 位 / 借 位 输 出 饱 和 舍 入 逻 辑 饱 和 16 进 位 / 借 位 输 入 加 法 器 取 补 桶 形 移 位 寄 存 器 符 号 扩 展 X 数 据 总 线 Y 数 据 总 线 补 零 位 乘 法 器 / 定 标 器 至 / 来 自 W 阵 列 DS70178C_CN 第 24 页 初 稿 2007 Microchip Technology Inc.

27 2.4.1 乘 法 器 17 位 17 位 的 乘 法 器 可 以 进 行 有 符 号 或 无 符 号 的 运 算, 其 输 出 经 过 定 标 器 进 行 换 算 后 可 支 持 1.31 小 数 (Q31) 或 32 位 整 数 结 果 无 符 号 操 作 数 经 过 零 扩 展 后, 送 入 乘 法 器 输 入 值 的 第 17 位 有 符 号 操 作 数 经 过 符 号 扩 展, 送 入 乘 法 器 输 入 值 的 第 17 位 17 位 17 位 乘 法 器 / 定 标 器 的 输 出 是 33 位 值, 它 将 被 符 号 扩 展 为 40 位 整 型 数 据 的 固 有 表 示 形 式 为 有 符 号 的 二 进 制 补 码 值, 其 中, MSB 定 义 为 符 号 位 一 般 来 说,N 位 二 进 制 补 码 整 数 的 范 围 为 -2 N-1 到 2 N-1 1 对 于 16 位 整 数, 数 据 范 围 是 (0x8000) 至 (0x7FFF), 包 括 0 在 内 对 于 32 位 整 数, 数 据 范 围 是 -2,147,483,648 (0x ) 至 2,147,483,645 (0x7FFF FFFF) 当 乘 法 器 配 置 为 小 数 乘 法 时, 数 据 表 示 为 二 进 制 补 码 小 数, 其 中 MSB 定 义 为 符 号 位, 小 数 点 暗 含 在 符 号 位 之 后 (QX 格 式 ) 暗 含 小 数 点 的 N 位 二 进 制 补 码 小 数 的 范 围 是 -1.0 至 (1 2 1-N ) 对 于 16 位 小 数,Q15 数 据 范 围 是 -1.0 (0x8000) 至 (0x7FFF), 包 括 0 在 内, 其 精 度 为 x10-5 在 小 数 方 式 下, 16x16 乘 法 运 算 将 产 生 1.31 乘 积, 其 精 度 为 x 同 一 个 乘 法 器 还 用 来 支 持 MCU 乘 法 指 令, 包 括 整 数 的 16 位 有 符 号 无 符 号 和 混 和 符 号 乘 法 MUL 指 令 可 以 使 用 字 节 或 字 长 度 的 操 作 数 字 节 操 作 数 将 产 生 16 位 结 果, 而 字 操 作 数 将 产 生 32 位 结 果, 结 果 存 放 在 W 寄 存 器 阵 列 的 指 定 寄 存 器 中 数 据 累 加 器 和 加 法 器 / 减 法 器 数 据 累 加 器 包 含 一 个 40 位 的 加 法 器 / 减 法 器, 它 带 有 自 动 符 号 扩 展 逻 辑 它 可 以 选 择 两 个 累 加 器 (A 或 B) 之 一 作 为 其 预 累 加 的 源 累 加 器 和 后 累 加 的 目 标 累 加 器 对 于 ADD 和 LAC 指 令, 将 被 累 加 或 装 入 的 数 据 可 选 择 通 过 桶 形 移 位 寄 存 器 在 累 加 之 前 进 行 换 算 加 法 器 / 减 法 器, 溢 出 和 饱 和 加 法 器 / 减 法 器 是 一 个 40 位 的 加 法 器, 一 侧 输 入 可 以 选 择 为 零, 而 另 一 侧 的 输 入 可 以 是 数 据 的 原 码 或 补 码 对 于 加 法, 进 位 / 借 位 输 入 是 高 有 效 的, 另 一 侧 输 入 是 数 据 的 原 码 ( 没 有 求 补 的 ); 对 于 减 法, 进 位 / 借 位 输 入 是 低 有 效 的, 另 一 侧 输 入 是 数 据 的 补 码 溢 出 和 饱 和 状 态 位 SA/SB 及 OA/OB 提 供 加 法 器 / 减 法 器 的 溢 出 和 饱 和 状 态 信 息, 状 态 位 被 锁 存 在 状 态 寄 存 器 中 并 在 其 中 得 到 反 映 从 bit 39 溢 出 : 这 是 灾 难 性 溢 出, 会 破 坏 累 加 器 的 符 号 溢 出 到 警 戒 位 (bit 32 到 bit 39): 这 是 可 恢 复 的 溢 出 每 当 警 戒 位 有 任 何 不 一 致, 就 将 把 这 个 状 态 位 置 1 加 法 器 有 一 个 额 外 的 饱 和 块, 如 果 选 取 的 话, 饱 和 模 块 将 控 制 累 加 器 的 数 据 饱 和 饱 和 模 块 使 用 加 法 器 的 结 果 上 述 的 溢 出 状 态 位 以 及 SATA/B (CORCON<7:6>) 和 ACCSAT (CORCON<4>) 模 式 控 制 位, 来 确 定 什 么 时 候 以 及 什 么 值 要 饱 和 在 状 态 寄 存 器 中 有 6 个 支 持 饱 和 溢 出 的 位, 它 们 是 : 1. OA: ACCA 溢 出 到 警 戒 位 2. OB: ACCB 溢 出 到 警 戒 位 3. SA: ACCA 已 饱 和 (bit 31 溢 出 并 饱 和 ) 或 者 ACCA 溢 出 到 警 戒 位 并 饱 和 (bit 39 溢 出 并 饱 和 ) 4. SB: ACCB 已 饱 和 (bit 31 溢 出 并 饱 和 ) 或 者 ACCB 溢 出 到 警 戒 位 并 饱 和 (bit 39 溢 出 并 饱 和 ) 5. OAB: OA 和 OB 的 逻 辑 或 (OR) 6. SAB: SA 和 SB 的 逻 辑 或 (OR) 每 次 数 据 通 过 加 法 器 / 减 法 器, 就 会 修 改 OA 和 OB 位 置 1 时, 它 们 表 明 最 近 的 操 作 已 经 溢 出 到 累 加 器 警 戒 位 (bit 32 到 bit 39) 如 果 OA 和 OB 位 置 1 而 且 INTCON1 寄 存 器 中 相 应 的 溢 出 陷 阱 标 志 允 许 位 (OVATE 和 OVBTE) 置 1 的 话, 还 可 以 选 择 用 OA 和 OB 位 产 生 算 术 警 告 陷 阱 ( 见 第 5.0 节 中 断 ) 这 使 得 用 户 能 够 立 即 采 取 措 施, 例 如, 改 正 系 统 增 益 2007 Microchip Technology Inc. 初 稿 DS70178C_CN 第 25 页

28 每 次 数 据 通 过 加 法 器 / 减 法 器, 就 会 修 改 SA 和 SB 位, 但 用 户 只 能 对 它 们 进 行 清 零 置 1 时, 它 们 表 明 累 加 器 已 经 溢 出 其 最 大 范 围 ( 对 于 32 位 饱 和 是 bit 31, 而 40 位 饱 和 是 bit 39), 将 发 生 饱 和 ( 如 果 饱 和 使 能 的 话 ) 如 果 没 有 使 能 饱 和,SA 和 SB 置 1 默 认 为 bit 39 溢 出, 于 是 表 明 产 生 了 灾 难 性 溢 出 如 果 INTCON1 寄 存 器 中 的 COVTE 位 置 1, 当 饱 和 被 禁 止 时,SA 和 SB 位 将 产 生 算 术 警 告 陷 阱 在 状 态 寄 存 器 中, 对 于 溢 出 和 饱 和 状 态 位, 可 以 将 OA 和 OB 的 逻 辑 或 形 成 OAB 位, 将 SA 和 SB 的 逻 辑 或 形 成 SAB 位 这 样, 只 需 检 查 状 态 寄 存 器 中 的 一 个 位, 程 序 就 能 判 断 是 否 有 累 加 器 溢 出 ; 检 查 状 态 寄 存 器 中 的 另 一 个 位, 就 可 以 判 断 是 否 有 累 加 器 饱 和 对 于 通 常 要 使 用 两 个 累 加 器 的 复 数 运 算 而 言, 这 很 有 用 器 件 支 持 三 种 饱 和 及 溢 出 模 式 : 1. bit 39 溢 出 和 饱 和 : 当 发 生 bit 39 溢 出 和 饱 和 时, 饱 和 逻 辑 将 最 大 的 正 9.31 值 (0x7FFFFFFFFF) 或 最 大 的 负 9.31 值 (0x ) 装 入 目 标 累 加 器 SA 或 SB 位 置 1 并 保 持 置 1 直 到 被 用 户 清 零 这 称 为 超 饱 和, 为 错 误 数 据 或 不 可 预 期 的 算 法 问 题 ( 例 如, 增 益 计 算 ) 提 供 了 保 护 机 制 2. bit 31 溢 出 和 饱 和 : 当 发 生 bit 31 溢 出 和 饱 和 时, 饱 和 逻 辑 将 最 大 的 正 1.31 值 (0x007FFFFFFF) 或 最 大 的 负 1.31 值 (0x ) 装 入 目 标 累 加 器 SA 或 SB 位 置 1 并 保 持 置 1 直 到 被 用 户 清 零 当 这 种 饱 和 模 式 生 效 时, 不 使 用 警 戒 位 ( 因 此 OA OB 或 OAB 位 不 会 被 置 1) 3. bit 39 灾 难 性 溢 出 : 来 自 加 法 器 的 bit 39 溢 出 状 态 位, 用 来 将 SA 或 SB 位 置 1( 置 1 后, 这 两 位 将 保 持 置 1, 除 非 用 户 进 行 清 零 ) 不 进 行 饱 和 操 作, 允 许 累 加 器 溢 出 ( 破 坏 其 符 号 ) 如 果 INTCON1 寄 存 器 中 的 COVTE 位 置 1, 灾 难 性 溢 出 会 导 致 一 个 陷 阱 异 常 累 加 器 回 写 MAC 类 指 令 (MPY MPY.N ED 和 EDAC 除 外 ) 可 以 选 择 将 累 加 器 高 位 字 (bit 16 至 bit 31) 的 舍 入 形 式 写 入 数 据 存 储 空 间, 前 提 是 当 前 指 令 不 对 该 累 加 器 进 行 操 作 通 过 X 总 线, 寻 址 组 合 的 X 和 Y 地 址 空 间, 执 行 回 写 操 作 支 持 以 下 寻 址 模 式 : 1. W13, 寄 存 器 直 接 寻 址 : 非 操 作 目 标 的 累 加 器 的 舍 入 内 容 以 1.15 小 数 形 式 写 入 W13 2. [W13] + = 2, 执 行 后 递 增 的 寄 存 器 间 接 寻 址 : 非 操 作 目 标 的 累 加 器 的 舍 入 内 容 以 1.15 小 数 形 式 写 入 W13 指 向 的 地 址 然 后 W13 递 增 2( 对 于 字 写 入 ) 舍 入 逻 辑 舍 入 逻 辑 是 一 个 组 合 块, 在 累 加 器 写 ( 存 储 ) 过 程 中 执 行 常 规 的 ( 有 偏 ) 或 收 敛 的 ( 无 偏 ) 舍 入 功 能 舍 入 模 式 由 CORCON 寄 存 器 中 RND 位 的 状 态 决 定 它 会 产 生 一 个 16 位 的 1.15 数 据 值, 该 值 被 送 到 数 据 空 间 写 饱 和 逻 辑 : 如 果 此 指 令 不 指 明 舍 入, 就 会 存 储 一 个 截 取 的 1.15 数 据 值, 简 单 地 丢 弃 最 低 有 效 字 (least significant word, lsw) 常 规 舍 入 取 累 加 器 的 bit 15, 对 它 进 行 零 扩 展 并 将 扩 展 后 的 值 加 到 ACCxH 字 ( 累 加 器 的 bit 16 至 bit 31) 如 果 ACCxL 字 ( 累 加 器 的 bit 0 至 bit 15) 在 0x8000 和 0xFFFF 之 间 ( 包 括 0x8000 ), 则 ACCxH 递 增 1 如 果 ACCxL 在 0x0000 和 0x7FFF 之 间, 则 ACCxH 不 变 此 算 法 的 结 果 经 过 一 系 列 随 机 舍 入 操 作, 值 将 稍 稍 偏 大 ( 正 偏 ) 除 非 ACCxL 等 于 0x8000, 否 则 收 敛 的 ( 或 无 偏 ) 舍 入 操 作 方 式 与 常 规 舍 入 相 同 ACCxL 等 于 0x8000 时, 要 对 ACCxH 的 最 低 位 ( 累 加 器 的 bit 16) 进 行 检 测 如 果 它 为 1, ACCxH 递 增 1 如 果 它 为 0, ACCxH 不 变 假 设 bit 16 本 身 是 随 机 的, 这 样 的 机 制 将 消 除 任 何 可 能 累 加 的 舍 入 偏 差 通 过 X 总 线, SAC 和 SAC.R 指 令 将 目 标 累 加 器 内 容 的 截 取 (SAC) 或 舍 入 (SAC.R) 形 式 存 入 数 据 存 储 空 间 ( 这 受 数 据 饱 和 的 影 响, 见 第 节 数 据 空 间 写 饱 和 ) 注 意, 对 于 MAC 类 指 令, 累 加 器 回 写 操 作 将 以 同 样 的 方 式 进 行, 通 过 X 总 线 寻 址 组 合 的 MCU (X 和 Y) 数 据 空 间 对 于 MAC 类 指 令, 数 据 始 终 要 进 行 舍 入 DS70178C_CN 第 26 页 初 稿 2007 Microchip Technology Inc.

29 数 据 空 间 写 饱 和 除 了 加 法 器 / 减 法 器 饱 和, 对 数 据 空 间 进 行 写 操 作 也 会 饱 和, 但 不 会 影 响 源 累 加 器 的 内 容 数 据 空 间 写 饱 和 逻 辑 块 接 受 来 自 舍 入 逻 辑 块 的 一 个 16 位 的 1.15 小 数 值 作 为 输 入, 还 接 受 来 自 源 ( 累 加 器 ) 和 16 位 舍 入 加 法 器 的 溢 出 状 态 这 些 经 过 组 合, 用 来 选 择 恰 当 的 1.15 小 数 值 作 为 输 出, 写 入 至 数 据 存 储 空 间 中 如 果 CORCON 寄 存 器 中 的 SATDW 位 置 1, 将 检 测 ( 经 过 舍 入 或 截 取 后 的 ) 数 据 是 否 溢 出, 并 相 应 地 进 行 调 整 如 果 输 入 数 据 大 于 0x007FFF, 则 写 入 数 据 存 储 器 中 的 数 据 被 强 制 为 最 大 的 正 1.15 值, 0x7FFF 如 果 输 入 数 据 小 于 0xFF8000, 则 写 入 数 据 存 储 器 中 的 数 据 被 强 制 为 最 大 的 负 1.15 值, 0x8000 源 累 加 器 的 最 高 位 位 (bit 39) 用 来 决 定 被 检 测 的 操 作 数 的 符 号 如 果 CORCON 寄 存 器 中 的 SATDW 位 没 有 置 1, 则 输 入 数 据 都 将 通 过, 在 任 何 情 况 下 都 不 会 被 修 改 桶 形 移 位 寄 存 器 桶 形 移 位 寄 存 器 在 单 个 周 期 内 最 多 可 算 术 或 逻 辑 右 移 16 位 或 左 移 16 位 源 寄 存 器 可 以 是 两 个 DSP 累 加 器 中 的 任 何 一 个, 或 者 是 X 总 线 ( 支 持 寄 存 器 或 存 储 器 数 据 的 多 位 移 位 ) 移 位 寄 存 器 需 要 一 个 有 符 号 二 进 制 值, 用 来 确 定 移 位 操 作 的 幅 度 ( 位 数 ) 和 方 向 正 值 将 操 作 数 右 移 负 值 则 将 操 作 数 左 移 值 为 0 则 不 改 变 操 作 数 桶 形 移 位 寄 存 器 是 40 位 宽 的, 于 是, 它 为 DSP 移 位 操 作 提 供 了 40 位 的 结 果, 而 为 MCU 移 位 操 作 提 供 16 位 的 结 果 来 自 X 总 线 的 数 据 在 桶 形 移 位 寄 存 器 中 的 存 放 方 式 是 : 右 移 则 数 据 存 放 在 bit 16 至 bit 31, 左 移 则 存 放 在 bit 0 至 bit Microchip Technology Inc. 初 稿 DS70178C_CN 第 27 页

30 注 : DS70178C_CN 第 28 页 初 稿 2007 Microchip Technology Inc.

31 3.0 存 储 器 构 成 注 : 本 数 据 手 册 总 结 了 dspic30f 系 列 器 件 的 功 能, 但 并 不 作 为 参 考 大 全 使 用 有 关 CPU 外 设 寄 存 器 说 明 和 一 般 器 件 功 能 的 更 多 信 息, 请 参 见 dspic30f 系 列 参 考 手 册 (DS70046E_CN) 有 关 器 件 指 令 集 和 编 程 的 更 多 信 息, 请 参 见 dspic30f/33f 程 序 员 参 考 手 册 (DS70157B_CN) 3.1 程 序 地 址 空 间 程 序 地 址 空 间 为 4M 指 令 字, 它 可 通 过 一 个 24 位 值 来 寻 址, 这 24 位 值 来 自 23 位 PC, 表 指 令 有 效 地 址 (Effective Address,EA), 或 者 来 自 数 据 空 间 EA( 当 按 照 表 3-1 定 义 的 那 样, 把 程 序 空 间 映 射 到 数 据 空 间 时 ) 注 意, 为 了 提 供 与 数 据 空 间 寻 址 的 兼 容 性, 在 两 个 连 续 的 程 序 字 之 间, 程 序 空 间 地 址 递 增 量 为 2 对 于 除 TBLRD/TBLWT 外 的 所 有 访 问, 用 户 程 序 空 间 访 问 限 制 在 低 4M 指 令 字 地 址 范 围 (0x 至 0x7FFFFE); TBLRD/TBLWT 使 用 TBLPAG<7> 来 决 定 是 访 问 用 户 空 间 还 是 访 问 配 置 空 间 在 表 3-1 程 序 空 间 地 址 构 成 中,bit 23 允 许 访 问 器 件 ID 用 户 ID 和 配 置 位 对 于 其 他 情 形, bit 23 始 终 清 零 注 : 图 3-1 所 示 的 地 址 映 射 是 概 念 性 的, 实 际 的 存 储 器 配 置 会 根 据 具 体 器 件 可 用 的 存 储 器 大 小 而 存 在 差 异 图 3-1: 用 户 存 储 空 间 dspic30f1010/202x 的 程 序 存 储 空 间 映 射 复 位 GOTO 指 令 复 位 目 标 地 址 保 留 外 部 振 荡 器 故 障 陷 阱 地 址 错 误 陷 阱 堆 栈 错 误 陷 阱 算 术 警 告 陷 阱 保 留 保 留 保 留 向 量 0 向 量 1 向 量 52 向 量 53 备 用 向 量 表 用 户 闪 存 程 序 存 储 区 (4K 个 指 令 字 ) 保 留 ( 读 为 0) E FE FFE FFFFE 向 量 表 保 留 配 置 存 储 空 间 UNITID (32 个 指 令 字 ) 保 留 器 件 配 置 寄 存 器 8005BE 8005C0 8005FE F7FFFE F80000 F8000E F80010 保 留 DEVID (2) FEFFFE FF0000 FFFFFE 2007 Microchip Technology Inc. 初 稿 DS70178C_CN 第 29 页

32 表 3-1: 访 问 类 型 程 序 空 间 地 址 构 成 访 问 空 间 程 序 空 间 地 址 <23> <22:16> <15> <14:1> <0> 指 令 访 问 用 户 0 PC<22:1> 0 TBLRD/TBLWT 用 户 TBLPAG<7:0> 数 据 EA <15:0> (TBLPAG<7> = 0) TBLRD/TBLWT 配 置 TBLPAG<7:0> 数 据 EA <15:0> (TBLPAG<7> = 1) 程 序 空 间 可 视 性 用 户 0 PSVPAG<7:0> 数 据 EA <14:0> 图 3-2: 访 问 程 序 空 间 中 数 据 的 地 址 生 成 23 位 使 用 程 序 计 数 器 0 程 序 计 数 器 0 选 择 1 EA 使 用 程 序 空 间 可 视 性 0 PSVPAG 寄 存 器 8 位 15 位 EA 使 用 表 指 令 1/0 TBLPAG 寄 存 器 8 位 16 位 用 户 / 配 置 空 间 选 择 24 位 EA 字 节 选 择 注 : 不 能 用 程 序 空 间 可 视 性 访 问 程 序 存 储 空 间 中 字 的 bit <23:16> DS70178C_CN 第 30 页 初 稿 2007 Microchip Technology Inc.

33 3.1.1 使 用 表 指 令 访 问 程 序 存 储 器 中 的 数 据 本 器 件 架 构 取 指 令 时 是 取 24 位 宽 的 程 序 存 储 器 因 此, 指 令 始 终 是 对 齐 的 不 过, 由 于 器 件 架 构 是 改 进 型 哈 佛 架 构, 数 据 也 可 以 出 现 在 程 序 空 间 中 有 两 种 方 法 可 以 访 问 程 序 空 间 : 通 过 特 殊 的 表 指 令, 或 者 通 过 把 16K 字 程 序 空 间 页 重 新 映 射 到 数 据 空 间 的 上 半 部 分 ( 见 第 节 使 用 程 序 空 间 可 视 性 访 问 程 序 存 储 器 中 的 数 据 ) TBLRDL 和 TBLWTL 指 令 提 供 了 对 程 序 空 间 内 任 何 地 址 的 最 低 有 效 字 (lsw) 直 接 读 写 的 方 法, 而 无 需 通 过 数 据 空 间 TBLRDH 和 TBLWTH 指 令 是 可 以 把 一 个 程 序 空 间 字 的 高 8 位 作 为 数 据 存 取 的 惟 一 方 法 对 于 每 个 连 续 的 24 位 程 序 字,PC 的 递 增 量 为 2 这 使 得 程 序 存 储 器 地 址 能 够 直 接 映 射 到 数 据 空 间 地 址 于 是, 程 序 存 储 器 可 以 看 作 是 两 个 16 位 字 宽 的 地 址 空 间, 它 们 并 排 放 置, 具 有 相 同 的 地 址 范 围 TBLRDL 和 TBLWTL 访 问 存 有 低 位 数 据 字 的 空 间, 而 TBLRDH 和 TBLWTH 则 访 问 存 有 最 高 有 效 数 据 字 节 的 空 间 图 3-2 说 明 了 如 何 为 表 操 作 和 数 据 空 间 访 问 (PSV = 1) 的 创 建 EA 这 里, P<23:0> 指 的 是 程 序 空 间 字, 而 D<15:0> 指 的 是 数 据 空 间 字 器 件 提 供 了 一 组 表 指 令, 用 来 在 程 序 空 间 和 数 据 空 间 之 间 传 送 字 节 或 字 大 小 的 数 据 1. TBLRDL: 表 读 低 位 字 : 读 程 序 地 址 的 低 位 字 ; P<15:0> 映 射 到 D<15:0> ; 字 节 : 读 程 序 地 址 的 LSB 中 的 一 个 字 节 ; 当 字 节 选 择 = 0 时, P<7:0> 映 射 到 目 的 字 节 ; 当 字 节 选 择 = 1 时, P<15:8> 映 射 到 目 的 字 节 2. TBLWTL: 表 写 低 位 字 ( 字 节 )( 闪 存 编 程 的 详 细 信 息 请 参 见 第 7.0 节 闪 存 程 序 存 储 器 ) 3. TBLRDH: 表 读 高 位 字 : 读 程 序 地 址 的 高 位 字 ; P<23:16> 映 射 到 D<7:0> ; D<15:8> 始 终 = 0 字 节 : 读 程 序 地 址 的 MSB 中 的 一 个 字 节 ; 当 字 节 选 择 = 0 时,P<23:16> 映 射 到 目 的 字 节 ; 当 字 节 选 择 = 1 时, 目 的 字 节 始 终 = 0 4. TBLWTH: 表 写 高 位 字 ( 字 节 )( 闪 存 编 程 的 详 细 信 息 请 参 见 第 7.0 节 闪 存 程 序 存 储 器 ) 图 3-3: 程 序 数 据 表 访 问 ( 低 位 字 ) PC 地 址 0x x x x 程 序 存 储 器 虚 拟 (Phantom) 字 节 ( 读 为 0) TBLRDL.W TBLRDL.B(Wn<0> = 0) TBLRDL.B(Wn<0> = 1) 2007 Microchip Technology Inc. 初 稿 DS70178C_CN 第 31 页

34 图 3-4: 程 序 数 据 表 访 问 ( 最 高 字 节 ) TBLRDH.W PC 地 址 0x x x x TBLRDH.B(Wn<0> = 0) 程 序 存 储 器 虚 拟 字 节 ( 读 为 0) TBLRDH.B(Wn<0> = 1) 使 用 程 序 空 间 可 视 性 访 问 程 序 存 储 器 中 的 数 据 可 选 择 将 数 据 空 间 的 高 32 KB 映 射 到 任 何 16K 字 程 序 空 间 页 这 提 供 了 通 过 X 数 据 空 间 对 存 储 的 常 量 数 据 的 透 明 访 问, 而 无 需 使 用 特 殊 指 令 ( 即 TBLRDL/H 和 TBLWTL/H 指 令 ) 如 果 数 据 空 间 EA 的 MSb 置 1, 并 且 程 序 空 间 可 视 性 使 能 ( 方 法 是 在 内 核 控 制 寄 存 器 CORCON 中 把 PSV 位 置 1) 时, 就 能 通 过 数 据 空 间 访 问 程 序 空 间 CORCON 功 能 的 讨 论 请 参 见 第 2.4 节 DSP 引 擎 正 在 执 行 的 指 令, 如 果 要 对 这 个 区 域 进 行 数 据 访 问 的 话, 就 需 要 一 个 额 外 的 指 令 周 期, 因 为 需 要 进 行 两 次 程 序 空 间 读 取 操 作 注 意, 可 寻 址 数 据 空 间 的 上 半 部 分 始 终 是 X 数 据 空 间 的 一 部 分 于 是, 当 DSP 操 作 使 用 程 序 空 间 映 射 来 访 问 这 个 存 储 区 域 时, Y 数 据 空 间 通 常 应 该 存 放 DSP 操 作 的 状 态 ( 可 变 ) 数 据, 而 X 数 据 空 间 通 常 应 该 存 放 系 数 ( 常 量 ) 数 据 尽 管 每 个 数 据 空 间 地 址, 0x8000 和 更 高, 直 接 映 射 到 对 应 的 程 序 存 储 器 地 址 ( 见 图 3-6), 但 只 使 用 24 位 程 序 字 的 低 16 位 来 存 放 数 据 应 该 进 行 恰 当 的 设 置, 使 得 对 高 8 位 进 行 访 问 的 指 令 都 成 为 非 法 指 令, 以 维 持 器 件 的 可 靠 性 指 令 编 码 的 细 节, 请 参 见 dspic30f/33f 程 序 员 参 考 手 册 (DS70157B_CN) 注 意, 对 于 每 个 程 序 存 储 字 PC 都 将 递 增 2, 数 据 空 间 地 址 的 低 15 位 将 直 接 映 射 到 相 应 程 序 空 间 地 址 的 低 15 位 剩 下 的 位 由 程 序 空 间 可 视 性 页 寄 存 器 (PSVPAG<7:0>) 提 供, 如 图 3-5 所 示 注 : 在 表 读 / 表 写 期 间, 暂 时 禁 止 PSV 访 问 对 于 使 用 PSV 而 又 在 REPEAT 循 环 之 外 执 行 的 指 令 : 下 列 指 令, 除 了 规 定 的 执 行 时 间, 还 需 要 一 个 额 外 的 指 令 周 期 : - 带 数 据 操 作 数 预 取 的 MAC 类 指 令 - MOV 指 令 - MOV.D 指 令 其 他 所 有 的 指 令, 除 了 规 定 的 指 令 执 行 时 间, 还 需 要 两 个 额 外 的 指 令 周 期 对 于 使 用 PSV 而 又 在 REPEAT 循 环 内 执 行 的 指 令 : 下 列 情 况, 除 了 规 定 的 指 令 执 行 时 间, 还 需 要 两 个 额 外 的 指 令 周 期 : - 在 第 一 次 迭 代 中 执 行 的 指 令 - 在 最 后 一 次 迭 代 中 执 行 的 指 令 - 由 于 中 断 而 退 出 循 环 之 前 执 行 的 指 令 - 中 断 得 到 处 理 后 而 再 次 进 入 循 环 时 执 行 的 指 令 REPEAT 循 环 的 所 有 其 他 各 次 迭 代, 都 允 许 使 用 PSV 访 问 数 据 的 指 令 在 一 个 周 期 内 执 行 DS70178C_CN 第 32 页 初 稿 2007 Microchip Technology Inc.

35 图 3-5: 数 据 空 间 通 过 程 序 空 间 可 视 性 映 射 到 程 序 空 间 的 操 作 数 据 空 间 0x0000 程 序 空 间 0x EA<15> = 0 PSVPAG (1) 0x00 8 数 据 空 间 EA EA<15> = 1 0x 地 址 组 合 x 数 据 空 间 的 上 半 部 分 映 射 至 程 序 空 间 0xFFFF 0x001FFE BSET CORCON,#2 ; PSV bit set MOV #0x00, W0 ; Set PSVPAG register MOV W0, PSVPAG MOV 0x9200, W0 ; Access program memory location ; using a data space access 数 据 读 注 : PSVPAG 是 8 位 寄 存 器, 包 含 程 序 空 间 地 址 的 bit <22:15>( 即, 它 定 义 了 程 序 空 间 页, 数 据 空 间 的 上 半 部 分 要 映 射 到 这 个 程 序 空 间 页 ) 3.2 数 据 地 址 空 间 内 核 具 有 两 个 数 据 空 间 数 据 空 间 可 以 看 作 是 独 立 的 ( 对 于 某 些 DSP 指 令 而 言 ), 或 者 看 作 是 统 一 的 线 性 地 址 范 围 ( 对 于 MCU 指 令 而 言 ) 使 用 两 个 地 址 发 生 单 元 (Address Generation Units,AGU) 和 独 立 的 数 据 路 径 访 问 数 据 空 间 数 据 存 储 空 间 映 射 数 据 存 储 空 间 分 为 两 块,X 和 Y 数 据 空 间 这 个 架 构 的 关 键 之 处 在 于,Y 空 间 是 X 空 间 的 子 集,Y 空 间 完 全 包 含 在 X 中 为 了 提 供 外 在 的 线 性 寻 址 空 间,X 和 Y 空 间 要 有 连 续 的 地 址 在 执 行 除 MAC 类 指 令 之 外 的 任 何 指 令 时, X 块 由 256 字 节 数 据 地 址 空 间 ( 包 括 全 部 Y 地 址 ) 组 成 在 执 行 一 条 MAC 类 指 令 时,X 块 由 256 字 节 数 据 地 址 空 间 组 成, 但 不 包 括 Y 地 址 块 ( 只 用 来 读 数 据 ) 换 句 话 说, 所 有 其 他 指 令 把 整 个 数 据 存 储 空 间 当 作 一 个 复 合 的 地 址 空 间 MAC 类 指 令 把 Y 地 址 空 间 从 数 据 空 间 中 抽 取 出 来, 使 用 源 自 W10 和 W11 的 EA 来 寻 址 Y 地 址 空 间 剩 下 的 X 数 据 空 间 则 使 用 W8 和 W9 来 寻 址 只 有 MAC 类 指 令 才 能 同 时 访 问 两 个 地 址 空 间 数 据 存 储 空 间 映 射 如 图 3-6 所 示 2007 Microchip Technology Inc. 初 稿 DS70178C_CN 第 33 页

36 图 3-6: 数 据 存 储 空 间 映 射 MSB 地 址 16 位 LSB 地 址 SFR 空 间 ( 注 ) 0x0001 0x07FF 0x0801 MSB LSB SFR 空 间 X 数 据 RAM(X) 256 字 节 0x0000 0x07FE 0x 字 节 Near 数 据 空 间 512 字 节 SRAM 空 间 0x08FF 0x0901 0x08FE 0x0900 Y 数 据 RAM(Y) 256 字 节 0x09FF 0x0A00 ( 见 注 ) 0x8001 0x8000 X 数 据 未 用 (X) 可 选 择 映 射 至 程 序 存 储 区 0xFFFF 0xFFFE 注 : 未 用 的 SFR 或 SRAM 存 储 单 元 读 为 0 DS70178C_CN 第 34 页 初 稿 2007 Microchip Technology Inc.

37 图 3-7: 用 于 MCU 和 DSP (MAC 类 ) 指 令 的 数 据 空 间 SFR 空 间 SFR 空 间 未 用 X 空 间 (Y 空 间 ) Y 空 间 未 用 X 空 间 未 用 X 空 间 非 MAC 类 操 作 ( 读 / 写 ) MAC 类 操 作 ( 只 读 ) MAC 类 操 作 ( 写 ) 使 用 任 何 W 寄 存 器 的 间 接 EA 使 用 W10 和 W11 的 间 接 EA 使 用 W8 和 W9 的 间 接 EA 2007 Microchip Technology Inc. 初 稿 DS70178C_CN 第 35 页

38 3.2.2 数 据 空 间 X 数 据 空 间 为 全 部 指 令 所 使 用, 支 持 全 部 的 寻 址 模 式 读 数 据 总 线 和 写 数 据 总 线 是 独 立 的 X 读 数 据 总 线 是 所 有 指 令 的 返 回 数 据 路 径, 它 把 数 据 空 间 视 为 复 合 的 X 和 Y 地 址 空 间 对 于 双 操 作 数 读 指 令 (MAC 类 ), 它 还 是 X 地 址 空 间 的 数 据 路 径 对 于 所 有 指 令 而 言, X 写 数 据 总 线 是 至 数 据 空 间 的 只 写 路 径 X 数 据 空 间 还 支 持 所 有 指 令 的 模 寻 址, 但 受 到 寻 址 模 式 的 限 制 位 反 转 寻 址 只 是 在 写 X 数 据 空 间 时 才 支 持 MAC 类 指 令 (CLR ED EDAC MAC MOVSAC MPY MPY.N 和 MSC) 使 用 的 Y 数 据 空 间, 协 同 X 数 据 空 间, 提 供 了 两 条 并 行 的 数 据 读 取 路 径 Y 总 线 上 不 会 出 现 写 操 作 MAC 类 指 令 使 用 两 个 专 用 的 W 寄 存 器 指 针,W10 和 W11, 它 们 始 终 寻 址 Y 数 据 空 间, 与 X 数 据 空 间 独 立 ; 而 W8 和 W9 则 始 终 寻 址 X 数 据 空 间 注 意, 在 累 加 器 回 写 期 间, 数 据 地 址 空 间 视 为 X 和 Y 数 据 空 间 的 组 合, 从 而 写 操 作 通 过 X 总 线 进 行 所 以, 可 以 写 整 个 数 据 空 间 中 的 任 何 地 址 Y 数 据 空 间 仅 用 于 与 MAC 类 指 令 关 联 的 数 据 预 取 操 作 它 也 支 持 自 动 循 环 缓 冲 区 的 模 寻 址 当 然, 所 有 其 他 指 令 可 以 通 过 X 数 据 路 径 来 把 Y 数 据 地 址 空 间 作 为 复 合 线 性 空 间 的 一 部 分 来 进 行 访 问 图 3-6 给 出 了 X 和 Y 数 据 空 间 之 间 的 边 界 定 义, 用 户 不 能 设 定 改 变 边 界 如 果 EA 指 向 其 所 在 地 址 空 间 之 外 的 数 据, 或 者 指 向 物 理 存 储 器 之 外 的 存 储 单 元, 将 返 回 全 零 的 字 / 字 节 例 如, 尽 管 Y 地 址 空 间 对 于 使 用 任 何 寻 址 模 式 的 所 有 非 MAC 类 指 令 而 言, 是 可 见 的, 如 果 一 条 MAC 类 指 令 试 图 使 用 W8 或 W9(X 空 间 指 针 ) 从 Y 地 址 空 间 取 数 据, 将 返 回 0x0000 表 3-2: 非 法 存 储 器 访 问 的 后 果 试 图 进 行 的 操 作 返 回 数 据 EA = 未 实 现 的 地 址 0x0000 在 MAC 类 指 令 中 使 用 W8 或 W9 访 0x0000 问 Y 数 据 空 间 在 MAC 类 指 令 中 使 用 W10 或 W11 0x0000 访 问 X 数 据 空 间 所 有 有 效 地 址 都 是 16 位 宽 的, 且 指 向 数 据 空 间 内 的 字 节 所 以, 数 据 空 间 地 址 范 围 是 64 KB 或 32K 字 数 据 空 间 宽 度 内 核 数 据 宽 度 为 16 位 所 有 内 部 寄 存 器 都 按 照 16 位 宽 的 字 来 组 织 数 据 存 储 空 间 以 字 节 可 寻 址 的 16 位 宽 的 块 来 组 织 数 据 对 齐 为 了 维 持 与 PIC 器 件 的 向 后 兼 容 性, 并 提 高 数 据 存 储 空 间 的 使 用 效 率, dspic30f 指 令 集 既 支 持 字 操 作, 也 支 持 字 节 操 作 在 数 据 存 储 器 和 寄 存 器 中, 数 据 按 照 字 来 对 齐, 但 是, 所 有 数 据 空 间 有 效 地 址 都 将 解 析 为 字 节 数 据 字 节 读 取 将 读 取 包 含 字 节 的 整 个 字, 使 用 任 何 有 效 地 址 (EA) 的 LS 位 确 定 要 选 取 的 字 节 选 取 的 字 节 将 存 放 到 X 数 据 路 径 的 LSB 中 ( 不 可 能 出 现 来 自 Y 数 据 路 径 的 字 节 访 问, 因 为 MAC 类 指 令 只 能 取 整 字 ) 这 就 是 说, 数 据 存 储 器 和 寄 存 器 组 织 为 两 个 并 行 的 字 节 宽 的 实 体, 它 们 共 享 ( 字 ) 地 址 译 码, 但 写 入 线 独 立 数 据 字 节 写, 将 只 写 阵 列 或 寄 存 器 中 与 字 节 地 址 匹 配 的 那 一 侧 这 种 字 节 可 访 问 能 力 的 结 果 是, 所 有 的 有 效 地 址 计 算 ( 包 括 那 些 由 DSP 操 作 产 生 的 有 效 地 址, 它 们 只 能 是 字 长 度 的 数 据 ) 在 内 部 进 行 换 算, 以 适 应 字 对 齐 的 存 储 空 间 例 如, 内 核 将 识 别 执 行 后 修 改 寄 存 器 间 接 寻 址 模 式 [Ws++] 的 结 果, 对 于 字 节 操 作 产 生 的 值 是 Ws + 1, 而 对 于 字 操 作 产 生 的 值 是 Ws + 2 所 有 的 字 访 问 必 须 按 照 偶 数 地 址 对 齐 不 支 持 没 有 对 齐 的 字 数 据 取, 所 以 在 混 和 字 节 和 字 操 作 时, 或 者 从 8 位 MCU 代 码 进 行 转 换 时, 必 须 要 小 心 如 果 试 图 进 行 未 对 齐 的 读 或 写, 将 产 生 地 址 错 误 陷 阱 如 果 在 读 操 作 时 产 生 错 误, 正 在 执 行 的 指 令 将 完 成, 而 如 果 在 写 操 作 时 产 生 错 误, 指 令 仍 将 执 行, 但 不 会 进 行 写 入 无 论 是 哪 种 情 况, 都 将 产 生 陷 阱, 从 而 系 统 和 / 或 用 户 能 够 检 查 地 址 错 误 发 生 之 前 的 机 器 状 态 图 3-8: 数 据 对 齐 MSB LSB 字 节 1 字 节 字 节 3 字 节 2 字 节 5 字 节 DS70178C_CN 第 36 页 初 稿 2007 Microchip Technology Inc.