spmc65系列单片机原理及基础chap5 v

凌阳8位通用单片机原理及基础2其它硬件功能模块主要内容3串行接口SPI接口模拟外设A/D转换其它硬件功能模块复位看门狗定时器晶振输入时基低功耗模式蜂鸣器D/A转换电压比较器UART接口I2C接口串行接口4串行接口<1>5SPMC65系列单片机共提供了三种串行接口模块,分别如下：SPI（Serial

PeripheralInterface）接口：串行外设接口UART接口：标准全双工通用异步收发器IIC（Inter-IntegratedCircuit）接口：内部集成电路总线串行接口<2>串行接口的端口复用情况：6SPI接口特性7SPI接口是一种高速同步的串行接口，可以串行接收或发送数据支持主从机之间的全双工同步传输每次发送或接收的数据长度：8位时钟相位和极性可编程设置8种可编程传输速率，最大可达2Mbps（CPU时钟8MHz）数据采样时刻选择：可在数据输出中或数据输出末尾进行采样SPI接收/发送缓冲器大小为1个字节(SPMC65系列芯片视具体型号提供SPI通讯功能)T控制器(FSM)移X

缓存器位寄存器

SDOMODSMSENSSBFERR

TXBFSPIIEN中断请求SPIIFSPIEN串行时钟发生器

RX

缓存器0

移位寄存器 采样

SDISCK

采样

1MOD8SPI接口结构SPI接口结构图SPI功能复用端口初始化设置PC0(SSB)输出PC0(SSB)悬浮输入PC1(CLK)输出PC1(CLK)悬浮输入PC2(SDI)悬浮输入PC2(SDI)悬浮输入PC3(SDO)输出PC3(SDO)悬浮输入SPI运行在主模式下SPI运行在从模式下当SPI开始工作前，对应I/O端口会自动切换到SPI端口的模式。SPI接口控制寄存器9相关控制寄存器SPI控制寄存器P_SPI_Ctrl0

P_SPI_Ctrl1SPI状态寄存器P_SPI_StatusSPI缓冲寄存器P_SPI_TxData

P_SPI_RxDataP_SPI_Ctrl0作用：SPI控制寄存器0，可以完成SPI模块的使能控制、主/从模式选择、时钟信号特性设置，以及SPI通讯时钟频率选择等；P_SPI_Ctrl1作用：SPI控制寄存器1，从模式的设置以及采样时钟频率的选择；P_SPI_Status作用：设置SPI中断的使能、清除SPI中断标志；P_SPI_TxData作用：提供了发送数据缓冲器P_SPI_RxData作用：提供了接收数据缓冲器SPI接口主模式下操作时序缓冲器载入数据到Tx_BUFSCK(SCKPHA=0,SCKPOL=0)SCK(SCKPHA=0,SCKPOL=1)SCK(SCKPHA=1,SCKPOL=0)SCK(SCKPHA=1,SCKPOL=1)SDO

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0SDI

(

case.

1

)

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

SDI

(

case.

2

)

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0取样(SPISMPS=0)取样(SPISMPS=1)D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D0SDOSDI载入数据到TxDataSCK(SCKPOL=0SPIHA=0)

SCK(SCKPOL=1SPIHA=0)SCK(SCKPOL=0SPIHA=1)

SCK(SCKPOL=1SPIHA=1)取样中断信号SSBSPI接口从模式下操作时序10UART接口特性11SPMC65系列芯片提供UART通用异步收发器，可配置为全双工异步通讯方式，或半双工同步模式可编程的波特率，在2400bps~38400bps之间编程设定（CPU工作频率为8MHz）可进行偶校验、奇校验或禁止校验停止位可设置为1位或2位支持发送中断或接收中断高抗噪声能力的数据接收溢出侦测UART接口控制寄存器12相关控制寄存器UART控制寄存器P_UART_CtrlUART波特率分频器P_UART_BaudUART

状态寄存器P_UART_StatusUART

数据寄存器P_UART_DataP_UART_Ctrl作用：UART控制寄存器，对UART的中断使能、

UART功能、帧格式等进行设置；P_UART_Baud作用：UART波特率分频器，对UART波特率的设置；P_UART_Status作用：UART状态寄存器，UART运行的一些状态信息；P_UART_Data：UART数据寄存器，存放发送、接收数据；IIC接口特性13IIC接口支持主机发送/接收模式和支持从机发送/接收模式支持多主机(multi-master)通讯机制可编程的应答信号（ACK）主模式下可编程的时钟频率IIC接口控制寄存器14相关控制寄存器IIC总线控制寄存器P_IIC_CtrlIIC总线状态寄存器P_IIC_StatusIIC总线数据寄存器P_IIC_DataIIC总线地址寄存器P_IIC_AddressP_IIC_Ctrl作用：IIC总线控制寄存器，对IIC接口使能、输出使能、IIC中断使能等设置；P_IIC_Status作用：IIC总线状态寄存器，可以进行IIC总线的模式设置，如主/从模式选择、发送/接收模式选择P_IIC_Data作用：IIC总线数据寄存器P_IIC_Address作用：IIC总线从机地址寄存器IIC接口操作时序操作：IIC总线协议对其连接的每个通讯设备都定义了一个地址，当主机启动数据传送时，首先要将它欲与之通讯的那个从机的地址发到总线上，此时所有的从机都监听这个地址信息。在这个地址中，有一位用来定义主机是从从机中读数据还是向从机写数据的。主机和从机在进行数据传送的时候的状态永远是互补的(发送/接收)。他们的关系必为以下二者之一：

主机发送，从机接收

从机发送，主机接收起始位芯片地址R/WACKDataACK…停止位7

bit1

bit1

bit8

bit1bit15模拟外设16模拟外设17SPMC65系列单片机提供了模拟外设部分电路：A/D转换D/A转换电压比较器A/D模数转换器特性18SPMC65系列芯片具有9通道A/D转换功能，精度为10位最高的AD时钟频率为1.4MHz，每次完成10位的A/D转换，需要14个A/D时钟周期可选内部参考电压即电源电压或外部参考电压ADC输入通道和I/O端口PA[7:0]、PB7复用模式9通道10位ADC模式8通道10位ADC模式参考电压源内部参考电压即电源电压内部参考电压或外部参考电压输入（PB7）端口复用ADC输入通道和端口A[7:0]、PB7复用ADC输入通道和端口A[7:0]复用A/D转换器结构图采样/保持电路ADCS[2:0]ADS[3:0]电源控制电路01ADVRTVDDVRTADIFA/D

中断SYS_CLKMUXADR(10-bit)CK逐次逼近电路PCFG[8:0]MUX÷

256÷

128÷

64÷

32÷

16÷

8÷

4÷

2PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7PB719A/D转换器控制寄存器20相关控制寄存器A/D转换设置寄存器【P_AD_Ctrl0】【P_AD_Ctrl1】【P_AD_Ctrl2】A/D转换结果存放寄存器【P_AD_DataHi】【P_AD_DataLo】A/D转换中断控制和中断标志寄存器【P_INT_Ctrl0】【P_INT_Flag0】P_AD_Ctrl0作用：A/D转换使能、外部或内部参考电压选择、A/D转换的时钟速率选择、启动A/D转换功能P_AD_Ctrl1作用：将I/O口设置为模拟输入口P_AD_Ctrl2作用：通道选择寄存器，选择需要进行A/D转换的通道P_AD_DataHi和P_AD_DataLo作用：10bit

A/D转换结果存放寄存器P_INT_Ctrl0作用：中断控制寄存器，其中Bit7为ADC中断控制位P_INT_Flag0作用：中断标志寄存器，其中Bit7为ADC中断标志位A/D转换流程A/D转换编程的一般步骤使将I/选A/D为模拟口道1(AN1)开A/D转换电源

lda

#80hsta

P_AD_Ctrl2能A/D

转换，选择

lda

#85h转换的时钟速率

sta

P_AD_Ctrl0lda

#FFh

;定义PA口O口定义为模拟口

sta

P_AD_Ctrl1lda

#88h

;选择通择模拟电压输入口

sta

P_AD_Ctrl2lda

P_AD_Ctrl0动A/D转换

And

#11111110Bsta

P_AD_Ctrl0转换结束后读取结果当A/D转换结束，P_AD_Ctrl0A/D

的bit0会被置1，因而，可以在结束，将转换结果存入结果寄存器便可以读取结果如果将寄存器P_INT_Ctrl0中ADIE位置1，即打开A/D中断，则当A/D转换程序中不断查询该标志位，当结束，P_AD_Ctrl0的bit0和该标志位被置1，表示A/D转换P_AD_Flag0的bit7都会被置1，程序会自动产生中断，此时便可以将转换结果读取出来L_TestAdcL2:ldaandP_AD_Ctrl0#00000001BbeqL_TestAdcL2启ldastaldaP_AD_DataHiG_MWorkReg1P_AD_DataLostaG_MWorkReg2;中断服务程序V_IRQ:。。。。。。ldastaldastaP_AD_DataHiG_MWorkReg1P_AD_DataLoG_MWorkReg2打A/D转换结束后，转换结果保存在寄存器P_AD_DataHi

和P_AD_Data中，转换结果有两种判断方式：查询式和中断式查询式

中断式21D/A转换器特性22SPMC65系列芯片具有一个D/A转换器，精度为10位输出的转换电流最大为3.3mA转换完成时间约80微秒D/A转换输出管脚与I/O端口PE6复用D/A转换设置寄存器P_DA_CtrlD/A转换数据存放寄存器P_DA_DataHi

P_DA_DataLoP_DA_Ctrl作用：控制D/A转换使能功能，并启动D/A转换P_DA_DataHi和P_DA_DataLo作用：10bitD/A转换数据存放寄存器D/A转换流程D/A转换编程的一般步骤使能D/A转换转换完毕后，

并在I/O管脚PE6输出转换电流将需要转换的

数字量写入D/A转换数据存放寄存器lda

#C0hsta

P_DA_DataLolda

#FFhsta

P_DA_DataHilda

#80hsta

P_DA_Ctrl23电压比较器(Comparator)特性24SPMC65系列芯片内置两个相互独立的电压比较器

(简称比较器)电压输入端CMPIN1/CMPIN0与普通I/O管脚复用（PE5/PE3）参考电压可选外部参考电压（来自PE4/PE2管脚上的电压）或选择内部参考电压(1.2V)电压比较器电压比较器1（Comparator1）电压比较器0（Comparator0）比较电压输入端口与PE5复用与PE3复用参考电压源选择可选外部参考电压（来自PE4端口）可选外部参考电压（来自PE2端口）电压比较器结构图01PE3PE21.2VCMP0RSCMP0ENCMP0ESCMPIF0比较器2中断01PE5PE41.2VCMP1RSCMP1ENCMP1ESCMPIF1比较器1中断25电压比较器相关寄存器26电压比较器相关寄存器P_CMP_Ctrl作用：对电压比较器进行设置P_INT_Ctrl2作用：使能电压比较器中断功能P_INT_Flag2作用：电压比较器中断标志比较器设置寄存器P_CMP_Ctrl比较器中断标志寄存器P_INT_Flag2电压比较器编程步骤电压比较器编程一般步骤比较器参考电压源选择事件逻辑选择位设置使能比较器读取比较结果设置的事件逻辑是否成立？NOYESstalda #00001110B;选择比较器为外部参考;电压输入（PE4）;设置比较器0当输入电压大于;参考电压时，CMP0IE位置1;启动比较器0P_CMP_CtrlldastaP_CMP_CtrlG_MWorkReg查询方式27其它硬件功能模块28其它硬件功能模块29SPMC65系列单片机除了上面介绍的硬件功能模块外，还提供了如下的硬件功能模块：复位电路晶振输入电路低功耗工作模式看门狗定时器时基电路蜂鸣器复位<1>SPMC65系列单片机共提供5种复位方式，分别是：1．上电复位（POR）2．外部复位（RESET）3．低电压复位（LVR）4．看门狗复位（WDTR）

复位时序图5．非法地址复位（IAR）VDD1024V_LVR

个系统时钟V_PORVSSRESET正常

正常上电复位 正常运行

低电压复位

运行

外部复位

运行正常运行上电复位正常运行低电压复位1024个系统时钟外部复位正常运行VDDV_LVRV_PORVSSRESET30复位<2>为。电

上电复位：当电源电压V

外部复位：外部复位管脚

0.3×VDD时，系统复位

低电压复位：当单片机的上升到1.45V，便会产生上电复位。低电平有效，当该管脚电压低于源电压低于设定的复位电压值大于1024个系统时钟时，芯片便会产生复位。看门狗复位：如果在约定的时间内，看门狗定时器没有被清除掉，那么看门狗电路会产生复位信号，复位CPU。非法地址复位：当程序对某个地址进行读写操作时，如果超出

SPMC65系列单片机的寻址范围，或预留不能被访问的地址区域时，便会产生非法地址复位信号，复位CPU。CPU复位：只复位CPU，即31PC指针重新指向初始地址，DD程序重新从头开始执行，同时也会复位堆栈指针，指向堆栈的最高地址。系统复位：不仅复位CPU，同时还会复位所有的内部模块（包括IO、Timer、AD、DA、各种控制寄存器等都将初始化为默认值）。时钟源SPMC65系列单片机支持三种时钟输入方式:晶体输入RC振荡输入外部时钟输入ECMC653XI/RXO20

pf20

pfVDDRosXI/RXOXI/RXOECMC653ECMC653ExternalClockc16MHz(max)SPMC65SPMC65SPMC65外部时钟输入32低功耗模式33SPMC65系列单片机提供三种工作模式:分别是正常模式（NORMAL）掉电模式（STOP）挂起模式（HALT）三种工作模式下CPU以及周边的运行状态：工作模式写寄存器

P_Mode_Ctrl($31h)CPU工作状态外围工作状态STOP#5AhOFFOFFHALT#A5hOFFONNORMAL-ONON看门狗定时器特性34看门狗定时器用来产生定时信号，从而判断系统是否工作正常。看门狗定时器的时钟源来自片内RC振荡电路，振荡频率典型值为：25kHz。当看门狗定时器连续中断8次，便会溢出产生看门狗复位信号，复位CPU。看门狗定时器的中断频率可以通过软件设置改变（看门狗定时器控制寄存器P_WDT_Ctrl）。看门狗定时器结构图WDTENWDSTOPRESETWDTCLR看门狗时钟

Slow

ClockWDCLRB01652

3

4看门狗定时器78

9

10

11

12

13WDS[2:0]301

2

3

45

6

7