- •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.
4.4.2 Протокол режима вывода с полным квитированием установления связи.
В этом протоколе порт C настроен на вывод, на линию STRB выводится сигнал готовности и линия STRA является входной линией подтверждения (работающая по фронту), сообщающая микроконтроллеру о том, что выходные данные приняты внешним устройством. В разных вариантах этого протокола линия STRA используется также и в качестве линии разрешения вывода.
Микроконтроллер помещает данные на выходные линии порта C и подтверждает это действие сигналом на линии STRB. После этого внешнее устройство считывает данные с последующим подтверждением по линии STRA, означающим, что на порт C уже можно выводить новые данные. Активный перепад на линии STRA позволяет сбросить линию STRB и установить флаг STAF. В на установку флага STAF программа выводит через порт C новые данные. Запись данных в регистр PORTCL вызывает появление этих данных на выходных линиях порта C и подачу сигнала подтверждения по линии STRB.
Существуют варианты протокола вывода, которые допускают режим работы регистра C в третьем состоянии, то есть возможно прямое соединение этого 8-разрядного порта с другими устройствами, имеющими трехстабильные выходы без использования других вспомогательных схем.
Во время нахождния линии STRA в неактивном состоянии направление передачи на всех линиях порта C определяется содержимым регистра направления, то есть линии настроенные как входы находятся в высокоимпедансном состоянии. При активизации линии STRA все линии порта C становятся выходами несмотря на содержимое регистра направления. Следует заметить, что в рассматриваемом протоколе чтение порта C всегда будет возвращать величину на входе выходных буферов порта, независимо от состояния регистра направленя, поскольку эти линии могут не иметь значащих данных в варианте данного протокола с третьим состоянием. Эта особенность делает непрактичным использование некоторых линий порта C для ввода во время протокола вывода, но не мешает им являться статическими выходами. У линии порта C, которые используются в качестве статических выходов или обычных выходов со стробированием, соответствующие биты регистра направления должны быть установлены, а у линий, использующихся как выходы с высокоимпедансным состоянием в протоколе вывода с квитированием - сброшены.
4.5 Регистр управления вводом/выводом (pioc).
Функции параллельного ввода/вывода с квитированием доступны только в однокристалльном режиме. Биты регистра PIOC доступны как для чтения, так и для записи, исключая бит 7, который можно только читать. В таблице 4-1 дается описание влияния битов регистра на операции ввода/вывода с квитированием.
Таблица 4-1
Биты |
STAI |
CWON |
INVB |
0 |
Препятствует прерыванию по STAF |
Обычные выводы порта C |
Активный уровень STRB - низкий |
1 |
Разрешает прерывания по STAF |
Выводы порта C с открытым стоком |
Активный уровень STRB - высокий |
Режимы работы |
Способ очистки STAF* |
HNDS |
OIN |
PLS |
EGA |
Порт C |
Порт В |
Режим с простым стробиро-ванием |
Считать PIOC (STAF=1), потом прочитать PORTCL |
0 |
X |
X |
###
|
Входное значение копируется в PORTCL по активному фронту на STRA |
Запись в порт B стробируется сигналом на STRB |
Режим ввода с квити-рованием |
Считать PIOC (STAF=1), потом прочитать PORTCL |
1 |
0 |
0=STRB работает по уровню 1=STRB работает по импульсу |
### |
Входное значение копируется в PORTCL по активному фронту на STRA |
Обычный порт вывода, на который в этом режиме не оказывается никакого влияния |
Режим вывода с квитирова-нием |
Считать PIOC (STAF=1), потом записать в PORTCL |
1 |
1 |
0=STRB работает по уровню 1=STRB работает по импульсу |
### |
Выход, если на STRA активный уровень; иначе-согласно DDRC |
Обычный порт вывода, на который в этом режиме не оказывается никакого влияния |
*Установка по активному фронту на STRA
Таблица 4-1. Режимы работы портов ввода/вывода при обмене сигналами квитирования квитированием.
|
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
|
$1002 |
STAF |
STAI |
CWON |
HNDS |
OIN |
PLS |
EGA |
INVB |
PIOC |
Сброс |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
U |
1 |
1 |
|
STAF -флаг статуса прерывания строба A.
Этот бит устанавливается при появлении выбранного перепада на линии STRA. Процесс его очистки зависит от состояния битов HNDS и OIN. В режиме просто стробирования или режима ввода с квитированием флаг очищается чтением регистра PIOC (флаг STAF должен быть установлен) с последующим чтением регистра PORTCL. В режиме вывода с квитированием флаг очищается последовательно чтением регистра PIOC и записью в регистр PORTCL.
STAI -маска разрешения прерывания по стробу A.
При установленном бите I регистра условий и бите STAI регистра PIOC, установка флага STAF будет вызывать запрос прерывания.
CWON -вид выводов порта C; действует сразу на все выводы:
0=обычные КМОП-выводы;
1=выводы с открытым стоком.
HNDS -режим квитирования:
0=режим простого стробирования;
1=режим ввода/вывода с полным квитированием.
При сброшенном бите строб A работает как входной строб для записи данных в регистр PORTCL, а строб B-как строб вывода, который выдается после записи в порт B. Если HNDS=1 порт C работает в режиме полного квитирования: ввод/вывод выбираются битом OIN.
OIN -ввод или вывод с квитированием. Этот бит не используется при
HNDS=0:
0=режим вывода;
1=режим ввода.
PLS -импульсный режим/режим блокировки. Не используется при
HNDS=0:
0=статический режим;
1=импульсный режим.
При выборе статического режима однажды устанавленный строб B и остается активным до тех пор, пока не будет обнаружен выбранный фронт строба A. В импульсном режиме строб B устанавливается на время двух циклов тактовой частоты E.
EGA -активный фронт строба A:
0=отрицательный фронт; в режиме вывода по сигналам квитирования при низком уровне STRA линии порта C согласуются с регистром направления, но при высоком уровне на STRA все линии порта C настраиваются на вывод;
1=положительный фронт; в режиме вывода по сигналам квитирования при высоком уровне STRA линии порта C согласуются с регистром направления, но при низком уровне на STRA все линии порта C настраиваются на вывод;
INVT -активный уровень строба B:
0=активный уровень-логический ноль;
1=активный уровень-логическая единица.