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一款8位高性能精简指令集的Flash 单片机

发布时间:2019-07-04 02:55 来源:未知 编辑:admin

  BTD72E501JBPage 62Ver 1.0 总体描述总体描述 总体描述 总体描述 CPU 特性 工作电压:fSYS=8MHz:2.2V~5.5V fSYS=12MHz:2.7V~5.5V fSYS=20MHz:4.5V~5.5V VDD=5V,系统时钟为20MHz时,指令周期为0.2s 五种振荡模式:外部晶振 HXT外部32.768kHz LXT外部RC ERC内部RC HIRC内部32kHz RC 内部集成4MHz,8MHz和12MHz 振荡器,无需外接元件 63条指令 多达12层堆栈 周边特性周边特性 周边特性 周边特性 Flash程序存储:2K16 RAM数据存储:1288 EEPROM存储器:648 最多达14个双向I/O 个软件控制SCOM口1/2 bias LCD 驱动 多个定时器模块用于时间测量、捕捉输入、比较匹配输出、PWM输出及单脉冲输出 SIM,用于SPI或I2C 通信 多通道12位分辨精度的A/D 转换器 低电压检测功能BTD72E501JB Page 62Ver 1.0 UART模块,可用于全双工异步通信 Flash程序存储器烧录可达100,000 Flash程序存储器数据可保存10 年以上 EEPROM数据存储器烧录可达1,000,000 EEPROM数据存储器数据可保存10 年以上 概述 概述 概述 概述 BTD72E501JB单片机是一款A/D 型具有8 位高性能精简指令集的Flash 单片机。该系 列单片机具有一系列功能和特性,其Flash 存储器可多次编程的特性给用户提供了极大的 方便。存储器方面,还包含了一个RAM 数据存储器和一个可用于存储序号、校准数据等 非易失性数据的EEPROM 存储器。 在模拟特性方面,这款单片机包含一个多通道12 转换器和双比较器功能。还带有多个使用灵活的定时器模块,可提供定时功能、脉冲产生功能及PWM 产生功能。内 建完整的SPI 和I2C 功能,为设计者提供了一个易与外部硬件通信的接口。内部看门狗定 时器、低电压复位和低电压检测等内部保护特性, 外加优秀的抗干扰和ESD 保护性能, 确保单片机在恶劣的电磁干扰环境下可靠地运行。 这款单片机提供了丰富的HXT、LXT、ERC、HIRC 和LIRC 振荡器功能选项, 内建完整的系统振荡器,无需外围元器件。其在不同工作模式之间动态切换的能力,为用户提供了一个优化单片机操作和减少功耗的手段。 外加时基功能、I/O 使用灵活等其它特性,使这款单片机可以广泛应用于各种产 品中,例如电子测量仪器、环境监控、手持式测量工具、家庭应用、电子控制工具、马达 控制等方面。 管脚定义BTD72E501JB管脚配置 BTD72E501JB Page 62Ver 1.0 3.2 管脚定义 管脚定义 管脚定义 管脚定义 引脚名称 功能 P1.0~P1.7端口1 P1WU P1PU ST P3.0~P3.5 端口3 P3WU P3PU ST AN0~AN7 ADC 输入 ACERL VREFADC 参考输入 ADCR1 C0-,C1- 比较器0,1 输入 C0+,C1+ 比较器0,1 输入 C0X,C1X 比较器0,1 输出 CP0C CP1C TCK0,TCK1 TM0,TM1 输入 STTP0_0 TM0 输入/ 输出 TMPC0 ST TP1_0, TP1_1 TM1 输入/ 输出 TMPC0 ST INT0, INT1 外部中断0,1 STPINT 外围中断 STPCK 外围时钟输出 SDISPI 数据输入 STSDO SPI 数据输出 SCSSPI 从机选择 STSCK SPI 串行时钟 STSCL I2C 时钟 STSDA I2C 数据 STOSC1 HXT/ERC COHXT OSC2 HXT脚 CO XT1LXT COLXT XT2 LXT RES复位输入 CO ST VDD 电源电压* PWRAVDD ADC 电源电压* PWRVSS PWRAVSS ADC PWR注:I/T:输入类型; O/T:输出类型 OP:通过配置选项(CO)或寄存器选项来设置 PWR:电源; CO:配置选项; ST:斯密特触发输入 BTD72E501JB Page 62Ver 1.0 CMOS:CMOS 输出; NMOS:NMOS 输出 SCOM:软件控制的LCD COM; AN:模拟输入脚 HXT:高速晶体振荡器; LXT:低速晶体振荡器 极限参数电源供应电压 .................................................................................VSS-0.3V~VSS+6.0V 端口输入电压 ................................................................................VSS-0.3V~VDD+0.3V 储存温度 ....................................................................................................-50C~125C 工作温度 ......................................................................................................-40C~85C IOL 总电流 80mAIOH 总电流 ............................................................................................................-80mA 总功耗 500mW注:这里只强调额定功率,超过极限参数所规定的范围将对芯片造成损害,无法预期芯片在上述标示范围外的工作状态,而且若长期 在标示范围外的条件下工作,可能影响芯片的可靠性。 BTD72E501JB Page 62Ver 1.0 直流电气特性:BTD72E501JB Page 62Ver 1.0 BTD72E501JB Page 62Ver 1.0 ADC特性: 注:1、tSYS=1/fSYS 2、*:表示电阻的公差会影响外部RC 的频率,建议使用精密度较高的电阻。 3、为了保证HIRC 振荡器的频率精度,VDD 与VSS 间连接一个0.1F 的去耦电容,并尽可能接近 芯片。 比较器电气特性比较器电气特性 比较器电气特性 比较器电气特性 BTD72E501JB Page 62Ver 1.0 注:测量方式为:当一只输入脚的输入电压为VCM=(VDD-1.4)/2 时,另一只输入脚的输入电压从VSS 到(VCM+100mV) 或从VDD 到(VCM-100mV) 转变。 上电复位特性上电复位特性 上电复位特性 上电复位特性 10 10 10 10 系统结构 系统结构 系统结构 系统结构 内部系统结构是BTD单片机具有良好性能的主要因素。由于采用 RISC 结构, 系列单片机具有高运算速度和高性能的特点。通过流水线的方式,指令的取得和执行BTD72E501JB Page 62Ver 1.0 同时进行,此举使得除了跳转和调用指令外,其它指令都能在一个指令周期内完成。8 位ALU 参与指令集中所有的运算,它可完成算术运算、逻辑运算、移位、递增、递减 和分支等功能,而内部的数据路径则是以通过累加器和ALU 的方式加以简化。有些寄 存器在数据存储器中被实现,且可以直接或间接寻址。简单的寄存器寻址方式和结构 特性,确保了在提供具有最大可靠度和灵活性的I/O 控制系统时,仅需要少数的外部器件。使得这些单片机适用于低成本和批量生产的控制应用。 11 11 11 11 时序和流水线结构 时序和流水线结构 时序和流水线结构 时序和流水线结构 主系统时钟由HXT,LXT,HIRC,LIRC 或ERC 振荡器提供, 它被细分为T1~T4 个内部产生的非重叠时序。在T1时间,程序计数器自动加一并抓取一条新的指令。剩 下的时间T2~T4 完成译码和执行功能,因此,一个T1~T4 时钟周期构成一个指令周期。 虽然指令的抓取和执行发生在连续的指令周期,但单片机流水线结构会保证指令在一 个指令周期内被有效执行。除非程序计数器的内容被改变,如子程序的调用或跳转, 在这种情况下指令将需要多一个指令周期的时间去执行。 BTD72E501JB Page 10 62Ver 1.0 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,因此用户需要特别考虑额外周期的问题,尤其是 在执行时间要求较严格的时候。 12 12 12 12 程序计数器 程序计数器 程序计数器 程序计数器 在程序执行期间,程序计数器用来指向下一个要执行的指令地址。除了“JMP” 和“CALL”指令需要跳转到一个非连续的程序存储器地址之外,它会在每条指 令执行完成以后自动加一。选择不同型号的单片机,程序寄存器的宽度会因程 序存储器的容量的不同而不同。只有较低的8 位,即所谓的程序计数器低字节 寄存器PCL,可以被用户直接读写。 BTD72E501JB Page 11 62Ver 1.0 当执行的指令要求跳转到不连续的地址时,如跳转指令、子程序调用、中断或复位等, 单片机通过加载所需要的位址到程序寄存器来控制程序,对于条件跳转指令,一旦条 件符合,在当前指令执行时取得的下一条指令将会被舍弃,而由一个空指令周期来取 程序计数器的低字节,即程序计数器的低字节寄存器PCL,可以通过程序控制,且它是可以读取和写入的寄存器。通过直接写入数据到这个寄存器,一个程序短跳转 可直接执行,然而只有低字节的操作是有效的,跳转被限制在存储器的当前页中,即 256 个存储器地址范围内,当这样一个程序跳转要执行时,会插入一个空指令周期。 PCL 的使用可能引起程序跳转,因此需要额外的指令周期。 13 13 13 13 算术逻辑单元 算术逻辑单元 算术逻辑单元 算术逻辑单元 ALU算术逻辑单元是单片机中很重要的部分,执行指令集中的算术和逻辑运算。 ALU 连接到单片机的数据总线,在接收相关的指令码后执行需要的算术与逻 辑操作,并将结果存储在指定的寄存器,当ALU 计算或操作时,可能导致进 位、借位或其它状态的改变,而相关的状态寄存器会因此更新内容以显示这些 改变, ALU 所提供的功能如下: 算术运算:ADD,ADDM,ADC,ADCM,SUB,SUBM,SBC,SBCM,DAA 分支判断:JMP,SZ,SZA,SNZ,SIZ,SDZ,SIZA,SDZA,CALL,RET,RETIBTD72E501JB Page 12 62Ver 1.0 14 Flash 程序存储器 程序存储器用来存放用户代码即储存程序。程序存储器为 FLASH 类型意味着 可以多次重复编程,方便用户使用同一芯片进行程序的修改。使用适当的单片机编程 工具,此系列所有单片机提供用户灵活便利的调试方法和项目开发规划及更新。 15 15 15 15 在线编程 在线编程 在线编程 在线编程 Flash 型程序存储器提供用户便利地对同一芯片进行程序的更新和修改。另外, BTD单片机提供5 线接口的在线编程方式。用户可将进行过编程或未经过编程的单片 机芯片连同电路板一起制成,最后阶段进行程序的更新和程序的烧写,在无需去除或 重新插入芯片的情况下方便地保持程序为最新版。 芯片内部程序存储器和EEPROM 存储器都可以通过 线 用于数据串行下载或上传、P1.2用于串行时钟、两条用于提供电源, 另外 一条用于复位。芯片在线烧写的详细使用说明超出此文档的描述范围,将由专门的参 考文献提供。 在编程过程中,编程器会将 RES 脚一直拉低以除能单片机工作,并控制P1.0 P1.2脚进行数据和时钟编程,用户必须确保这两个引脚没有连接至其它输出脚。 BTD72E501JB Page 13 62Ver 1.0 16 累加器– ACC 位数据寄存器ACC用来执行ALU 与数据存储器之间数据的传送操作。如果操作结 果为零(Z)或有进位产生(C或DC),程序状态寄存器PFLAG 中相应位会发生变化。 ACC 并不在RAM 中,因此在立即寻址模式中不能用“B0MOV”指令对其进行读写。 ACC。;将立即数写入ACC。 MOV #0FH;把ACC 中的数据存入BUF MOVBUF, B0MOVBUF, 把BUF中的数据送到ACC BUFB0MOV BUF中断时硬件自动保存ACC 和工作寄存器(80H~8FH)。 BTD72E501JB Page 14 62Ver 1.0 INT_SERVICE: 恢复ACC。RETI 退出中断。17 程序状态寄存器PFLAG 寄存器PFLAG 中包含ALU 运算状态信息、系统复位状态信息和LVD 低电压检 测状态信息。其中,POR、WDT 和RST 位显示系统的复位状态信息,包括上电 复位、LVD 复位,外部复位和看门狗复位。C、DC 位显示ALU的运算 信息。LVD24、LVD33 位显示LVD 检测低电压的状态。 Bit 复位,LVD显示复位标志。 Bit 复位,看门狗显示复位标志。Bit RST:外部复位显示位。BTD72E501JB Page 15 62Ver 1.0 复位,外部复位显示复位标志。Bit 堆栈溢出。Bit =加法运算后有进位、减法运算没有借位发生或移位后移出逻辑“1”或比较运算的结果0; =加法运算后没有进位、减法运算有借位发生或移位后移出逻辑“0”或比较运算的结果

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