- •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.
11. Электрические характеристики.
11.1 Максимальные диапазоны.
|
Характеристика |
Обозначение |
Значение |
Единицы измерения |
|
Напряжение питания |
VDD |
от -0.3 до +7.0 |
В |
|
Входное напряжение |
VIN |
от -0.3 до + 7.0 |
В |
|
Температурный диапазон при работе |
TA |
от TLдо TH |
°C |
|
MC68HC11E9 |
|
от -40 до +85 |
|
|
MC68HC11E9V |
|
от -40 до +105 |
|
|
MC68HC11E9M |
|
от -40 до +125 |
|
|
Температурный диапазон при хранении |
TSTG |
от -55 до +150 |
°C |
|
Максимальный ток по выводу*, исключая Vdd, Vss, Vrh и Vrl |
ID |
25 |
мА |
* Для одного вывода, при максимальной мощности рассеивания.
11.2 Температурные характеристики.
|
Характеристика |
Обозначение |
Значение |
Единицы измерения |
|
Тепловое сопротивление Пластиковый квадратный корпус с 52 выводами |
qJA |
50 |
°C/Вт |
11.3 Энергопотребление.
Температура кристала микроконтроллера может быть вычислена по формуле:
TJ=TA+(PD·qJA) (1)
где:
TA= Температура окружающей среды,°C
qJA=Тепловое сопротивление корпуса,°C/Вт
PD=PINT+PI/O
PINT=IDDx VDD[Ватт] - внутреннее потребление
PI/O=Рассеивание энергии на выводах [Ватт] - определяется пользователем
Для большинства случаев применения PI/O<PINTи им можно принебречь.
Если пренебречь PI/O, то между PDи TJможно записать приближенное соотношение:
PD=K¸(TJ+273°C) (2)
Решение (1) и (2) относительно K имеет вид:
K=PD·(TA+273°C)+qJA·PD2(3)
где K-вспомогательная константа. Эту константу можно определить из (3), измеряя PD(в установившемся режиме) для известного TA. Использующие эту константу величины Pdи TJможно найти путем итеративного решения уравнений (1) и (2) для любого значения TA.
11.4 Электрические характеристики.
Измерения проведены при следующих значениях величин:
VDD=5.0 В±10%, VSS=0, TA=от TLдо TH.
|
Характеристики |
Обозна-чение |
Мини-мум |
Макси-мум |
Ед. из-мерения |
|
Выходное напряжение* все выводы |
VOL |
- |
0.1 |
В |
|
ILOAD=±10.0 мкА все,кроме RESET и MODA |
VOH |
VDD-0.1 |
- |
|
|
Макс. вых. напряжение все, кроме RESET |
VOH |
VDD-0.8 |
- |
В |
|
ILOAD=-0.8 мА, VDD=4.5 В* XTAL и MODA |
|
|
|
|
|
Мин. вых напряжение все, кроме XTAL |
VOL |
- |
0.4 |
В |
|
ILOAD=1.6 мА |
|
|
|
|
|
Макс. вх. напряжение все, кроме RESET |
VIH |
0.7xVDD |
VDD |
В |
|
RESET |
|
0.8xVDD |
VDD |
|
|
Мин. вх. напряжение все выводы |
ViL |
VSS |
0.2xVDD |
В |
|
Порты вв./выв. утечка для PA3,PA7,PC0-PC7, 3-го состояния Vin=VIN или VIL PD0-PD5,AS/STRA, |
IOZ |
- |
±10 |
мкА |
|
MODA/LIR,RESET |
|
|
|
|
|
Входной ток** |
Iin |
|
|
мкА |
|
Vin=VDD или VSS PA0-PA3,IRQ,XIRQ |
|
- |
±1 |
|
|
Vin=VDD или VSS MODB/VSTBY |
|
- |
±10 |
|
|
Резервное напряжение ОЗУ; питание снято |
VSB |
4.0 |
VDD |
В |
|
Резервный ток ОЗУ; питание снято |
ISB |
- |
20 |
мкА |
|
Суммарный потребляемый ток*** |
|
|
|
|
|
Работа: |
IDD |
|
|
|
|
Однокристальный режим |
|
- |
15 |
мА |
|
Расширенный режим |
|
- |
27 |
мА |
|
Режим WAIT: |
WIDD |
|
|
|
|
Все периферийные функции отключены |
|
|
|
|
|
Однокристальный режим |
|
- |
6 |
мА |
|
Расширенный режим |
|
- |
10 |
мА |
|
Режим STOP: |
SIDD |
|
|
|
|
Таймер не работает, |
|
|
|
|
|
однокристальный режим |
|
- |
100 |
мкА |
|
Входная емкость PA0-PA3, PE0-PE7, IRQ, |
Cin |
- |
8 |
пФ |
|
XIRQ, EXTAL, PA7, PC0-PC7, PD0-PD5, AS/ASTRA, MODA/LIR, RESET |
|
- |
12 |
|
|
Рассеивание энергии |
PD |
|
|
мВт |
|
Однокристальный режим |
|
- |
85 |
|
|
Расширенный режим |
|
- |
100 |
|
Замечания:
1. Спецификация VOH не применима для характеристик RESET и MODA, потому что они являются выводами с открытым стоком. Спецификация VOH также не применима для портов C и D в режиме “монтажного ИЛИ” (выводы с открытым стоком).
2. Для определения значения тока утечки порта E смотри спецификацию АЦП.
3. Все порты при определении настроены на ввод, VIL£0.2 В, VIH³VDD-0.2 В, на вывод EXTAL подаются прямоугольные импульсы и tcyc=476.5 нс.