- •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.
Примечание
Частоты, показанные в таблице 5-3 представляют собой скорости приема/передачи, являющиеся максимальными из тех, которые могут быть получены при определенной частоте кварцевого резонатора, используя только предделитель. Более низкая скорость может быть получена при дальнешем делении, используя биты SCR0-SCR2.
Примечание
Таблица 5-4 показывает как биты выбора могут используются для дальнейшего деления частоты с выхода предделителя. Во всех случаях показанная скорость синхронизациисовпадает с частотой синхронизациипередатчика, а частотасинхронизацииприемника в 16 раз больше чем действительная скорость приема/передачи.
6. Последовательный периферийный интерфейс.
Эта глава содержит описание последовательного периферийного интерфейса.
6.1 Общий обзор и характеристики.
Последовательный интерфейс связи (SPI)-это синхронный интерфейс, который позволяет нескольким микроконтроллерам с SPI, либо периферийным устройствам SPI-типа взаимодействовать между собой. Стандарт SPI требует отдельных линий связи как для данных, так и для синхронизации, так как в соответствии с форматом SPI такты синхронизации не включаются в поток данных. Система SPI MC68HC11E9 может быть настроена для работы как в режиме ведущего, так и в режиме ведомого устройства.
Характеристики интерфейса:
Дуплексный синхронный режим передачи с тремя линиями связи.
Работа в режиме ведущего или ведомого устройства.
Максимальный частота в режиме ведущего устройства 1.05 МГц.
Максимальный частота в режиме ведомого устройства 2.1 МГц.
Четыре программируемых частоты обмена для ведущего устройства.
Программируймая полярность и фаза сигналов синхронизации.
Флаг прерывания по окончанию передачи.
# Флаг защиты от помех при записи.
Защита от режима обмена между двумя ведущими устройствами.
Простота подключения простых модулей расширения (ЦАП, контроллеры ЖКИ-дисплея и т.д.).
6.2 Описание сигналов spi.
В последующих параграфах обсуждаются четыре основных сигнала SPI (MISO, MOSI, SCK и SS). Каждый сигнал описан как при работе в режиме ведущего, так и при работе в режиме ведомого устройства.
Все выходные линии, используемые SPI должны иметь установленными соответствующие биты регистра направления. Если какой-либо бит сброшен, то соответствующая линия связи отсоединяется от логики SPI и становится линией ввода общего назначения. Все входные линии SPI функционируют как входы, независимо от состояния соответствующих битов регистра направления.
6.2.1 Вход ведущего-выход ведомого (miso).
Вывод MISO настраивается как вход у ведущего и как выход у ведомого устройства. Линия MISO является одной из двух линией, по которым происходит последовательная передача данных, в одном и том же направлении по каждой из линий, причем первым передается старший бит байта. Если при работе в режиме ведомого устройства данное устройство не выбрано, то вывод MISO находится в высокоимпедансном состоянии.
6.2.2 Выход ведущего-вход ведомого (mosi).
Вывод MOSI настраивается как выход у ведущего и как вход у ведомого устройства. Линия MOSI является одной из двух линией, по которым происходит последовательная передача данных, в одном и том же направлении, причем первым передается старший бит байта.
6.2.3 Сигналы синхронизации (sck).
Линия SCK используется для синхронизации передачи данных как по линии MOSI, так и по линии MISO. Ведущее и ведомое устройства могут обмениваться байтами информации в течение восьми последовательных тактов синхронизации. Так как сигналы синхронизации формируются ведущим устройством, то у ведомого устройства данная линия настроена на ввод данных.
Как показано на рисунке 6-1, путем изменения значения двух бит-CPOL и CPHA регистра управления последовательным периферийным интерфейсом (SPCR) можно выбрать четыре способа подачи тактов синхронизации. Ведущее и ведомое устройства оба должны использовать один и тот же способ синхронизации. Ведущее устройство всегда помещает данные на линию MOSI за половину цикла до фронта синхронизации для того, чтобы ведомое устройство могло принять эти данные.
Еще два бита-SPR0 и SPR1 регистра SPCR ведущего устройства выбирают скорость обмена данными. У ведомого устройства при работе с SPI эти биты не имеют никакого значения.
|
|
SS |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SS |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SCK |
|
CPOL=0 CPHA=0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SCK |
|
CPOL=0 CPHA=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SCK |
|
CPOL=1 CPHA=0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SCK |
|
CPOL=1 CPHA=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
MISO/ MOSI |
|
|
|
7 |
|
6 |
|
5 |
|
4 |
|
3 |
|
2 |
|
1 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 6-1. Временные диаграммы сигналов синхронизации.