- •Однокристальная микроЭвм
- •Содержание
- •1. Введение.
- •1.1 Характеристики.
- •1.2 Общее описание.
- •1.3 Программная модель.
- •1.4 Характеристики представителей семейства mc68hc11.
- •2. Описание сигналов и режимы работы.
- •2.1 Описание выводов.
- •2.1.1 Выводы питания (vdd) и земли (vss).
- •2.1.2 Сброс (reset/).
- •2.1.3 Входы внешней синхронизации (xtal и extal).
- •2.1.4 Вывод тактовой частоты синхронизации e (e).
- •2.1.5 Запрос прерывания (irq/).
- •2.1.6 Немаскируемое прерывание (xirq/).
- •2.1.7 Выводы moda/lir/ и modb/vstby.
- •2.1.8 Опорные напряжения ацп (vrLи vrh).
- •2.1.9 Строб b и чтение/запись (strb / r/w/).
- •2.1.10 Строб a и строб адреса (stra/as)
- •2.1.11 Сигналы портов.
- •2.2 Режимы работы.
- •2.2.1 Однокристальный режим.
- •2.2.2 Расширенный режим.
- •2.3 Специальный режим загрузки.
- •Примечание
- •Примечание
- •2.2.4 Дополнительные опции загрузчика программ.
- •2.2.5 Специальный режим теста.
- •3. Внутренняя память.
- •3.1 Карта памяти.
- •3.2 Озу и регистр отображения памяти (init).
- •3.5 Эсппзу.
- •3.5.1 Регистр управления эсппзу (pprog).
- •3.5.2 Регистр защиты эсппзу (bprot).
- •3.5.3 Программирование/стирание внутреннего эсппзу.
- •3.5.4 Регистр конфигурации системы (config).
- •Примечание: в этот момент недопустим сброс контроллера!!!
- •4. Параллельный ввод/вывод.
- •4.1 Порты ввода/вывода общего назначения (c и d).
- •4.2 Порты с фиксированным направлением ввода/вывода (a, b и e).
- •4.3 Простой стробируемый ввод/вывод.
- •4.3.1 Стробируемый ввод-порт c.
- •4.3.2 Стробируемый вывод-порт b.
- •4.4 Ввод/вывод с полным квитированием установления связи.
- •4.4.1 Протокол режима ввода с полным квитированием установления связи.
- •4.4.2 Протокол режима вывода с полным квитированием установления связи.
- •4.5 Регистр управления вводом/выводом (pioc).
- •5. Последовательный интерфейс связи (sci).
- •5.3 Особенности при работе в системах с несколькими приемниками.
- •5.4 Принимаемые данные (RxD).
- •5.5 Распознавание старт-бита.
- •5.6 Передаваемые данные (TxD).
- •5.7 Фунциональное описание.
- •5.8 Регистры sci.
- •5.8.1 Регистр данных последовательной связи (scdr).
- •5.8.2 Регистр управления 1 (sccr1).
- •5.8.3 Регистр управления 2 (sccr2).
- •5.8.4 Регистр статуса последовательной связи (scsr).
- •5.8.5 Регистр скорости приема/передачи (baud).
- •Примечание
- •Примечание
- •6. Последовательный периферийный интерфейс.
- •6.1 Общий обзор и характеристики.
- •6.2 Описание сигналов spi.
- •6.2.1 Вход ведущего-выход ведомого (miso).
- •6.2.2 Выход ведущего-вход ведомого (mosi).
- •6.2.3 Сигналы синхронизации (sck).
- •6.2.4 Выбор ведомого устройства (ss/).
- •6.3 Функциональное описание.
- •6.4 Регистры spi.
- •6.4.1 Регистр управления периферийным интерфейсом (spcr).
- •6.4.2 Регистр статуса поеледовательного периферийного интерфейса (spsr).
- •6.4.3 Регистр ввода/вывода spi.
- •7. Аналого-цифровой преобразователь.
- •7.1 Процесс преобразования.
- •7.2 Назначение каналов.
- •7.4 Работа в многоканальном режиме.
- •7.5 Работа в режимах stop и wait.
- •7.6 Регистр управления и статуса ацп (adctl).
- •Примечание:
- •Примечание:
- •7.7 Регистры результатов преобразований 1,2,3 и 4 (adr1, adr2, adr3 и adr4).
- •7.8 Подача питания на ацп и выбор источника синхронизации.
- •8. Программируемый таймер, прерывания реального времени и счетчик импульсов.
- •8.1 Программируемый таймер.
- •8.1.1 Счетчик.
- •8.1.2 Входная фиксация.
- •8.1.3 Выходное сравнение.
- •8.1.4 Управление вводом/выводом выходного сравнения 1.
- •8.1.5 Регистр принудительного сравнения таймера (cforc).
- •8.1.6 Регистр 1 маскирования выходного сравнения (oc1m).
- •8.1.7 Регистр данных выходного сравнения 1 (oc1d).
- •8.1.8 Регистр 1 управления таймером (tctl1).
- •8.1.9 Регистр 2 управления таймером (tctl2).
- •8.1.10 Регистр 1 маскирования прерываний таймера (tmsk1).
- •Примечание:
- •8.1.11 Регистр 1 флагов прерывания таймера (tflg1).
- •Примечание:
- •8.1.12 Регистр 2 маскирования прерываний таймера (tmsk2).
- •8.1.13 Регистр 2 флагов прерываний таймера (tflg2).
- •8.2 Прерывания реального времени.
- •8.3 Счетчик импульсов.
- •8.4 Регистр управления счетчиком импульсов (pactl).
- •9. Сброс, прерывания и режимы с пониженным потреблением энергии.
- •9.1 Варианты сброса.
- •9.1.1 Внешний вывод reset/.
- •9.1.2 Сброс при включении питания.
- •9.1.3 Сброс, вызываемый системой слежения.
- •9.1.4 Сброс тактового монитора.
- •9.1.5 Регистр выбора конфигурации (option).
- •9.2 Прерывания.
- •9.2.1 Программное прерывание (swi).
- •Примечание
- •9.2.2 Прерывание по неверному коду команды.
- •9.2.3 Биты маскирования прерываний регистра условий.
- •9.2.4 Структура приоритетов.
- •9.2.5 Регистр наивысшего приоритета I-прерывания (hprio).
- •9.3 Режимы пониженного энергопотребления.
- •9.3.1 Команда wait.
- •9.3.2 Команда stop.
- •10. Центральный процессор, режимы адресации и система команд.
- •10.1 Регистры цп.
- •10.1.1 Аккумуляторы a и b.
- •10.2 Режимы адресации.
- •10.2.1 Непосредственная адресация.
- •10.2.2 Прямая адресация.
- •10.2.3 Расширенная адресация.
- •10.2.4 Индексная адресация.
- •10.2.5 Неявная адресация.
- •10.2.6 Относительная адресация.
- •10.2.7 Байт префикса.
- •10.3 Система команд.
- •11. Электрические характеристики.
- •11.1 Максимальные диапазоны.
- •11.2 Температурные характеристики.
- •11.3 Энергопотребление.
- •11.4 Электрические характеристики.
- •11.5 Синхронизация.
- •11.7 Характеристики системы ацп.
- •11.8 Временные диаграммы шины расширенния.
- •11.9 Временные характеристики spi.
- •11.10 Характеристики эсппзу.
- •12. Корпус.
- •12.1 Расположение выводов.
- •12.2 Размеры корпуса.
1.4 Характеристики представителей семейства mc68hc11.
В таблице 1-1 представлены основные отличия микроконтроллеров семейства M68HC11. Микроконтроллеры отличаются главным образом по типу и объему встроенной памяти. Каждый представитель семейства MC68HC11 имеет вариант исполнения x8, x9, x1, или x0. Эти варианты имеют одинаковую конструкцию. Регистр конфигурации встраивается как ячейка ЭСППЗУ и используется для запрещения ОЗУ в варианте x1. В варианте x0 ОЗУ и ЭСППЗУ отсутствует.
Серия E была разработана специально для приложений, требующих четыре функции входной фиксации таймера, большего количества ОЗУ или ПЗУ. Эти части были модифицированы, чтобы позволить формирование пяти функций выходного сравнения и четыре-входной фиксации. Размер ОЗУ был увеличен до 512 байт, а ПЗУ-до 12 Кбайт.
MC68HC11E2-это не имеющий ОЗУ вариант серии E. Эта ОЭВМ, главным образом, предназначена для работы в расширенном режиме, где используется внешняя память программ. Приложения, требующие не более 2 Кбайт программной памяти могут использовать этот вариант для работы в однокристалльном режиме.
Все микросхемы серии E выпускаются только в пластиковых корпусах с 52 выводами в четыре ряда.
Номер чипа |
ПЗУ |
ЭСППЗУ |
ОЗУ |
CONFIG** |
Комментарий |
MC68HC11A8 |
8 Кбайт |
512 байт |
256 байт |
$0F |
базовый представитель сейства |
MC68HC11A1 |
0 |
512 байт |
256 байт |
$0D |
как 'A8, но без ОЗУ |
MC68HC11A0 |
0 |
0 |
256 байт |
$0C |
как 'A8, но без ОЗУ и ЭСППЗУ |
MC68HC11E9 |
12 Кбайт |
512 байт |
512 байт |
$0F |
4 функции входного сравнения, большее ОЗУ и 12 Кбайт ПЗУ |
MC68HC11E1 |
0 |
512 байт |
512 байт |
$0D |
как 'E9, но без ПЗУ |
MC68HC11E0 |
0 |
0 |
512 байт |
$0C |
как 'E9, но без ПЗУ и ЭСППЗУ |
MC68HC11E2 |
0 |
2 Кбайта* |
256 байт |
$FF |
без ПЗУ, для работы в расширенном режиме |
MC68HC11D3 |
4 Кбайта |
0 |
192 байта |
- |
упрощенная версия: нет АЦП и меньшая память*** |
* Эти 2 Кбата ЭСППЗУ ожно переместить на границу каждых 4 Кбайт памяти. Перемещение управляется четырьмя битами регистра CONFIG.
**Величина в регистре CONFIG, которая программируется фирмой Motorola при изготовлении.
***Производство 1988г.
2. Описание сигналов и режимы работы.
2.1 Описание выводов.
В следующих параграфах представлено описание входных и выходных сигналов микроконтроллера. Там, где это воможно, сделаны ссылки на другие главы, содержащие более детальную информацию о выполняемых функциях.
2.1.1 Выводы питания (vdd) и земли (vss).
С помощью этих двух выводов на микроконтроллер подается питание. Вывод VDDявляется входом положительного потенциала, а VSS - земля. Хотя микроконтроллер MC68HC11E9 и является устройством, изготовленным по КМОП технологии, на многих из его выводах возможны очень быстрые изменения сигналов. Даже если микроконтроллер работает на низкой тактовой частоте, длина положительных и отрицательных фронтов невелика. Для обеспечения защиты от помех по цепи питания микроконтроллера рекомендуется включать емкость 0.1 мкФ между выводами VDDи VSSнепосредственно соединенную с одним из этих выводов. Другие компоненты схемы также должны быть обеспечены шунтирующими емкостями.