单片机原理与应用凌阳SPCE061A（电子教案）第4章 硬 件 结 构

单片机原理与应用凌阳SPCE061A（电子教案）第4章 硬 件 结 构 第44章硬件结构nSP TM内核结构4.2单片机的基本组成和工作过程4.1nSP TM的存储器4.3输入/输出端口4.4系统时钟和复位电路4.54.1单片机的基本组成和工作过程4.1.1SPCE061A的主要性能SPCE061单片机的主要组成及性能如下所示。 （ （1）16位nSP TM微处理器内核。 （ （2）工作电压VDD为2.63.6V（CPU），I/O端口高电平VDDH为VDD5.5V。 （ （3）CPU时钟频率为0.32049.152MHz。 （ （4）内置2K字的SRAM。 （ （5）具有可编程的音频处理功能。 （ （6）低功耗，系统处于备用状态下（时钟处于停止状态）时耗电小于2A/3.6V。 （ （7）两个16位可编程定时器/计数器（可自动预置初值）。 （ （8）两路10位数/模转换（DAC）输出通道。 （ （9）32位通用可编程输入/输出端A口和B口。 （ （10）14个中断源（定时器A、B，时基信号，两个外部时钟源，触键唤醒等）。 （ （11）具有触键唤醒功能。 （ （12）使用凌阳音频编码SCAM_S240方式（2.4kbit/s），能容纳210s语音数据。 （ （13）实时时钟频率为32768Hz，由锁相环环PLL振荡器提供系统时钟信号。 （ （14）7通道10位电压模/数转换器（ADC）和单通道声音模/数转换器。 （ （15）语音模/数转换器输入通道，内置麦克风放大器和自动增益控制（AGC）电路。 （ （16）具有串行设备通信结构SIO。 （ （17）具有低电压复位（LVR）和低电压检测（LVD）功能。 （ （18）内置看门狗监视器。 （ （19）内置在线仿真（ICE）接口。 4.1.2SPCE061A模块结构及管脚功能1模块结构SPCE061A单片机的主要功能模块有并行I/O端口、指令寄存器IR、存储器RAM&FLASH、定时器/计数器T/C（脉宽调制输出PWM）、模/数转换ADC、数/模模转换DAC、异步串行通信接口UART、设备串行口SIO、WatchDog、低电压检测LVD（低电压复位）等，如图4-3所示。 SPCE061A内部结构如图4-4所示。 图44-3SPCE061A模块结构图图44-4SPCE061A内部结构图2芯片管脚排列及功能SPCE061A封装后的实物如图4-5所示。 芯片管脚排列如图4-6所示，管脚功能如表4-2所示。 图44-5SPCE061A封装后的实物图图44-6SPCE061A引脚排列图管脚名称管脚位置管脚功能IOAIOA154148，5360I/OA口，16个IOB0IOB151155，8176，6864I/OB口，16个OSCI13振荡器输入，采用石英晶振时，接晶振OSCO12振荡器输出，采用石英晶振时，接晶振RES_B66复位信号输入端，低电平有效ICE_EN16ICE使能端，接在线调试器PROBE的使能脚ICE_EN表44-22SPCE061A管脚功能表ICE_CLK17ICE时钟端，接在线调试器PROBE的时钟脚ICE_CLK ICE_SDA18ICE数据脚，接在线调试器PROBE的数据脚ICE_SDA PVIN20程序保密设定电源输入脚PFUSE29程序保密设定输入脚DAC121音频输出通道11DAC222音频输出通道22VREF2232V参考电压输出脚管脚名称管脚位置管脚功能AGC25语音输入自动增益控制引脚OPI26Microphone第二级运放输入脚MICOUT27Microphone第一级运放输入脚MI28Microphone正向输入脚MICP33Microphone负向输入脚VRT35A/D转换参考电压输入脚管脚名称管脚位置管脚功能VCM34ADC参考电压输出脚VMIC37Microphone电源SLEEP63睡眠状态提示，当CPU进入睡眠状态时，输出高电平VCP88锁相环压控振荡器阻容输入端XROMT PVPPXTEST61，69，14出厂测试使用管脚，使用时悬空即可VDDH51，52，75I/O电平参考电压输入端，当输入参考电压为5V/3.3V时，I/O输入、输出高电平为5V/3.3V管脚名称管脚位置管脚功能VDD77锁相环PLL电源VSS99锁相环PLL地VSS19，24模拟信号地VSS38，49，50，62数字信号地VDD15，36数字信号电源管脚名称管脚位置管脚功能4.1.3SPCE061A的最小系统图44-7SPCE061A最小系统原理图4.1.4SPCE061A开放应用方式SPCE061A单片机开放系统由PC、在线调试器PROBE和用户目标板构成。 在线调试器PROBE的一端是5芯的插头，可连接到实验板上的SPCE061A对应的引脚，另一端是25针的打印机接口（USB插头）和和PC连接。 通过在线调试器PROBE实现目标板与与PC之间的信息转换和传输，完成程序的烧录功能和在线调试功能。 用PROBE可以替代传统单片机应用项目开发过程中常用的两种工具实时仿真器和程序烧写器。 4.2nSP TM内核结构4.2.1算术逻辑运算及内积运算116位算术逻辑运算2带移位操作的16位算术逻辑运算316位位16位的乘法运算和内积运算算4.2.2寄存器组1通用寄存器R1R42堆栈指针寄存器SP3基址指针寄存器BP4段寄存器SR4.2.3数据总线和地址总线nSP TM是是16位单片机，它具有16位位数据线和22位地址线。 由此决定其基本的数据类型是16位的字（Word）型，而不是8位的字节（Byte）型。 因而存储器每次都是按字操作的，22位地址线最多可访问4M字的存储空间。 址线的高6位A16A21段寄存器SR中的6位代码段（Code Segment，CS）和和6位数据段（Data Segment，DS）选择字段，低16位A0A15则内部寄存器。 通常地址线的高6位称为存储器地址的页选，简称页码（Page）；而低16位则称为存储器地址的偏移量（Offset）。 nSP TM通过对段（Segment）的编码来实现存储器页的检索，即“Segment”的含义与“Page”的含义是等同的。 因而，通过段和偏移量的配合即可产生22位地址线。 SPCE061A只有32K字闪存（FLASH），仅占一页存储空间，所以代码段选择字段CS和数据段选择字段DS在SPCE061A中不用。 4.3nSP TM的存储器SPCE061A单片机的片内存储器地址映射如图4-11所示，单片机的存储器包括2K字的SRAM（包括堆栈区）和32KB闪闪存（FLASH）。 图44-11SPCE061A内存映射表4.3.1RAM4.3.2堆栈4.3.3闪存存储器4.4输入/输出端口4.4.1I/O端口结构4.4.2端口设置寄存器SPCE061A与端口相关的设置寄存器有以下几种。 1P_IOA_Data（读/写）（7000H）2P_IOA_Buffer（读/写）（7001H）3P_IOA_Dir（读/写）（7002H）4P_IOA_Attrib（读/写）（7003H）5P_IOA_Latch（读）（7004H）6P_IOB_Data（读/写）（7005H）7P_IOB_Buffer（读/写）（7006H）8P_IOB_Dir（读/写）（7007H）9P_IOA_Attrib（读/写）（7003H）