- •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.
5.8.4 Регистр статуса последовательной связи (scsr).
В SCSR содержатся биты состояния системы SCI и которые используются для генерации прерывания.
|
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
|
$102E |
TDRE |
TC |
RDRF |
IDLE |
OR |
NF |
FE |
0 |
SCSR |
Сброс |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
TDRE -готовность передатчика.
Бит TDRE устанавливается, чтобы показать, что содержимое регистра данных уже помещено в сдвиговый регистр передатчика. Этот бит сбрасывается при чтении из SCSR после записи в SCDR.
TC -передача завершена.
Бит TC устанавливается в конце кадра данных, загогловка, сигнала останова, если:
1) TE=1, TDRE=1, и нет данных, заголовка или сигнала останова, которые должны быть переданы;
2) TE=0, и данные, заголовок, сигнал в сдвиговом регистре передатчика уже переданы
Бит TC это флаг, показывающий, что выполнилось одно из вышеназванных условий. Этот бит сбрасывается при чтении из SCSR после записи в SCDR.
RDRF -готовность приемника.
Бит RDRF уставливается, когда данные из сдвигового регистра приемника перемещаются в SCDR. Этот бит сбрасывается при чтении из SCSR после чтения из SCDR.
IDLE -определение свободной линии.
Установленный бит IDLE показывает, что приемник обнаружил свободную линию. Этот бит сбрасывается при чтении из SCSR после чтения из SCDR. Если IDLE сброшен, то он не установится снова до тех пор пока линия RxD не станет активной, а затем снова свободной.
OR -ошибка переполнения.
Бит OR устанавливается, когда следующий байт должен быть передан из сдвигового регистра приемника в SCDR, а SCDR уже заполнен (бит RDRF установлен). Когда происходит ошибка переполнения, данные, которые вызвали ошибку переполнения, теряются, а данные которые уже были в SCDR не будут разрушены. Этот бит сбрасывается при чтении из SCSR после чтения из SCDR.
NF -флаг шума.
Бит NF устанавливается, если обнаружен шум в любом из принимаемых бит, включая старт- и стоп-бит. Бит NF не устанавливается, пока установлен бит RDRF. Этот бит сбрасывается при чтении из SCSR после чтения из SCDR.
FE -ошибка кадрирования.
Бит FE устанавливается, когда в принимаемом символе отсутствует стоп-бит. Бит FE устанавливаетя одновременно с битом RDRF. Если принятый байт вызывает как ошибку кадрирования, так и ошибку переполнения, то процессор распознает только ошибку переполнения. Бит FE препятствует перемещению данных в SCDR, пока он не будет сброшен. Этот бит сбрасывается при чтении из SCSR после чтения из SCDR.
Бит 0 -не используется, при чтении всегда возвращает ноль.
5.8.5 Регистр скорости приема/передачи (baud).
Регистр BAUD управляет выбором скорости обмена при приеме и передаче. Биты SCP0-SCP1 работают как предделитель для битов SCR0-SCR2. А все вместе эти биты обеспечивают множество комбинаций скоростей приема/передачи данных для заданной частоты синхронизации.
|
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
|
$102B |
TCLR |
0 |
SCP1 |
SCP0 |
RCKB |
SCR2 |
SCR1 |
SCR0 |
BAUD |
Сброс |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
U |
U |
U |
|
TCLR -сброс счетчиков скорости приема/передачи (тест).
Этот бит используется для сброса цепи счетчиков скорости при заводском тестировании. TCLR сброшен и не может быть установлен в обычных режимах работы.
SCP1 и SCP2 -выбор предделителя скорости приема/передачи.
тактовая частота E делится на числа, указанные в таблице 5-1. Эта частота поступает на вход делителя, который управляется битами SCR2-SCR0.
-
SCP1
SCP0
Частота встроенного таймера делится на
0
0
1
0
1
3
1
0
4
1
1
13
Таблица 5-1. Первая стадия предделителя
SCR2, SCR1 и SCR0-выбор скорости приема/передачи.
Эти три бита выбирают скорость как для приемника так и для передатчика. После предделителя скорость делится на числа указаные в таблице 5-2.
-
SCR2
SCR1
SCR0
Частота с выхода предделителя делится на
0
0
0
1
0
0
1
2
0
1
0
4
0
1
1
8
1
0
0
16
1
0
1
32
1
1
0
64
1
1
1
128
Таблица 5-2. Вторая стадия предделителя
RCKB -проверка тактовой частоты генератора скорости приема/передачи (тест).
Этот бит используется при заводском тестировании чтобы позволить операцию исключающее ИЛИ импульсов синхронизации приемника и импульсов синхронизации передатчика, с выводом на линию TxD.
такто-вая часто-та |
® |
¸4
|
® |
SCP0-SCP1 управле-ние предде-лителем |
® |
SCR0-SCR2 выбор скорости према/передачи |
® |
синхронизация при-емника SCI (RT) |
® |
¸16 |
® |
синхронизация пере-датчика SCI (Tx) |
Рисунок 5-7. Схема деления тактовой частоты.
бит SCP |
Часто-та де- |
Частота кварцевого генератора (МГц) | |||||
1 |
0 |
лится на |
8.3886 |
8.0 |
4.9152 |
4.0 |
3.6864 |
0 |
0 |
1 |
131 072 бод |
125 000 бод |
76 800 бод |
62 500 бод |
57 600 бод |
0 |
1 |
3 |
43 690 бод |
41 666 бод |
25 600 бод |
20 833 бод |
19 200 бод |
1 |
0 |
4 |
32 768 бод |
31 250 бод |
19 200 бод |
15 625 бод |
14 400 бод |
1 |
1 |
13 |
10 082 бод |
9600 бод |
5 907 бод |
4800 бод |
4430 бод |
Таблица 5-3. Максимальные скорости обмена для заданных значений частоты кварцевого тактового генератора и константы предделения.
бит SCR |
делится |
скорость обмена после предделителя | ||||||||
2 |
1 |
0 |
на |
131 072 бод |
32 768 бод |
76 800 бод |
19 200 бод |
9600 бод | ||
0 |
0 |
0 |
1 |
131 072 бод |
32 768 бод |
76 800 бод |
19 200 бод |
9600 бод | ||
0 |
0 |
1 |
2 |
65 536 бод |
16 384 бод |
38 400 бод |
9600 бод |
4800 бод | ||
0 |
1 |
0 |
4 |
32 768 бод |
8 192 бод |
19 200 бод |
4800 бод |
2400 бод | ||
0 |
1 |
1 |
8 |
16 384 бод |
4 096 бод |
9600 бод |
2400 бод |
1200 бод | ||
1 |
0 |
0 |
16 |
8 192 бод |
2 048 бод |
4800 бод |
1200 бод |
600 бод | ||
1 |
0 |
1 |
32 |
4 096 бод |
1 024 бод |
2400 бод |
600 бод |
300 бод | ||
1 |
1 |
0 |
64 |
2 048 бод |
512 бод |
1200 бод |
300 бод |
150 бод | ||
1 |
1 |
1 |
128 |
1 024 бод |
256 бод |
600 бод |
150 бод |
75 бод |
Таблица 5-4. Скорость обмена при заданной скорости после предделителя
На схеме 5-7 и в таблицах 5-3 и 5-4 показана цепочка делителей скорости приема/передачи. Следует заметить, что существует жесткая связь между частотами синхронизации приемника и передатчика (частота синхронизацииприемника в 16 раз больше). Цепочка делителей управляется при помощи комбинации бит SCP0-SCP1 и SCR0-SCR2 в регистре скорости приема/передачи