瑞萨内部讲义

1、MCU Product CenterRenesas Electronics Corporation00000-ARev. 0.1 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.2010-5-7MCU培训培训(基于基于R8C/1B)SH Field Application B TeamEG, MCU Product CenterHuang Han 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.2 2010 Renesas Electronics Corpor

2、ation. All rights reserved.3n R8C MCU coren R8C peripheral & I/On HEW and NC30n Sample Coden 单片机工作的要素l 工作模式(Operation MODE)l 时钟(Clock)l 复位(Reset)l 向量(Vecter Table)及中断(Interrupter)n Ru-StickMCU training 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.4Roadmap of Pre-Renesas Microcompute

3、rs4-bit740380007600740 FamilyH8/300HH8/300LH8/300LSuper Low PowerH8 Family8-bit16-bit32-bit CISCH8S/2100H8S/2200H8S/2300H8S/2400H8S/2500H8S/2600H8S FamilyH8/Tiny(H8S,300H)M16C/Tiny32 to 100 pins48 to 80 pins16 to 80 pinsM16C/30M16C/60M16C/80M32C/80M32C/90R32C/100M16C FamilyH8SX/1500H8SX/1600H8SX Fam

4、ilySH/TinySH2-DSPSH-1SH-2SH3-DSPSH-3SH-4SH-4ASuperH FamilyUnder developmentMMU32-bit RISCSuperscalarController typeProcessor typeCore development1 instruction in1 clock cycle1 instruction in1 clock cycle1 instruction in1clock cycleSH-2AM32R FamilyM32R/ECU7204500R8C/LxR8C/TinyUnder developmentR8C Fam

5、ily 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.5R8C/Tiny系列单片机硬件接口 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.6R8C/TinyR8C/Tiny系列单片机的主要优点系列单片机的主要优点 低功耗设计低功耗设计 减少外部电路减少外部电路 安全安全设计设计 代码效率高代码效率高 优化的优化的CPU寄存器结构寄存器结构 优秀的电磁兼容性优秀的电磁兼容性 可靠的可靠的FLASH存储器存储器 On-chip调试调试Renesas最新推出的小

6、型化封装、高性能的16位单片机 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.7 低速低速/高速高精度内部振荡器高速高精度内部振荡器2可选择多种时钟分频比可选择多种时钟分频比1内部振荡器内部振荡器定时器定时器XIN外部信号外部信号 输入输入时钟发生电路时钟发生电路定时器时钟源可选定时器时钟源可选5电阻电阻AVssOffVref 模拟输入模拟输入A/D转换器转换器 A/D 参考电压可切断参考电压可切断411/2001/11000通常运行模式通常运行模式, f(XIN)= 20MHz等待模式等待模式, f(XIN)= 125 K

7、Hz停止模式停止模式 强大的功耗控制能力强大的功耗控制能力 3R8C/Tiny系列单片机的主要优点低功耗设计低功耗设计Vref 切断切断(1,2,4,8,16分频)高速：40MHz低速：125KHz 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.8R8C/Tiny系列单片机的主要优点减少外部电路减少外部电路现有产品现有产品R8C/TinyVCCRESETMODEVref调试 接口串行写入器接口 复位电路注： R8C/14群以后的单片机可以实现单线调试GNDEEPROMVCCRESETMODEVref调试接口串行写入器接口GN

8、DEEPROMPOR /LVD数据闪存单线调试系统接口* 高速内部振荡器复位电路增加了有效引脚-减少元件-增加了有效引脚-减少元件-增加了有效引脚减少元件 高速、高精度内部振荡器 (外接晶振引脚可用作输入端口) 内部上电复位电路 低电压检测电路 数据闪存（可代替E2PROM） 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.9 复位后硬件启动功能 时钟源保护功能（永不停止的看门狗）多种安全设计使单片机系统更加稳定！程序区FFFFFF错误恢复程序未使用区未定义指令中断“跑飞”特殊指令BRK (H00) & UND (HF

9、F)4CPU保护寄存器重要寄存器CPU重要寄存器正常工作时程序失控时保护寄存器 3VSSVCC其它任意信号 Vcc和Gnd引脚的安全处理2强大的看门狗定时器1R8C/Tiny系列单片机的主要优点安全设计安全设计 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.10内部振荡器XINCPUXIN 振荡器正常工作内部振荡器XINCPUXIN 振荡器意外停止内部振荡器XINCPUCPU时钟切换到内部振荡器振荡停止检测功能振荡停止检测功能5n 当主时钟意外停止时，当主时钟意外停止时，CPU时钟时钟自动切换到自动切换到内部振荡器！内部振荡

10、器！n （使用该功能时，主时钟频率须大于2MHz）R8C/Tiny系列单片机的主要优点安全设计安全设计 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.11u 强大的指令系统强大的指令系统 总共总共89条指令条指令u 很多很多 单周期单周期 指令（且使用频率非常高）指令（且使用频率非常高）u 20 个个(MOV, ADD, SUB等等)u 8种寻址模式种寻址模式 u 4种种单周期单周期寻址模式寻址模式u 寄存器到寄存器寄存器到寄存器u 寄存器到存储器寄存器到存储器u 立即数到寄存器立即数到寄存器u 立即数到存储器立即数到存储器

11、u 强大的数学运算指令强大的数学运算指令: RMPA, SMOVB 等。等。(与与DSP的的MAC指令相近）指令相近）u RMPA 为乘累加指令为乘累加指令u SMOVB指令按地址减小的方向依次将一段内存的数据逐个传送到另一段指令按地址减小的方向依次将一段内存的数据逐个传送到另一段内存中内存中u 高效、优化的高效、优化的C编译器编译器在设计指令体系时就充分考虑了在设计指令体系时就充分考虑了C语言特点语言特点R8C内核强大的指令系统优化的结构高效、优化的C编译器 快速、高效的代码R8C/Tiny系列单片机的主要优点代码效率高代码效率高 2010 Renesas Electronics Corpo

12、ration. All rights reserved.12 所有外部输入信号均通过保护 电路及噪声过滤器2去噪电路去噪电路去噪电路去噪电路多种技术减少EMI/EMSOUTINVccGNDOUTVccGNDOUTINVccGNDOUTVccGND 所有输出缓冲器与电路配线的 特性阻抗相匹配 数字滤波器用于外部中断及输入捕捉定时器的触发输入5抗静噪及防闩锁能力增强4VccVssVccVss VccVssVccGNDVccVccGND普通MCUR8C内置电容 Vcc和Gnd之间内置噪声过滤器 （旁路电容）1GND3R8C/Tiny系列单片机的主要优点优秀的电磁兼容性优秀的电磁兼容性 2010 Re

13、nesas Electronics Corporation. All rights reserved.13SB015ISPUSP001515FLGPCINTB00015R0HR0LR1HR1LR2R3A0A1FB08 / 08 / 0000016 / 001531 / 1615151515 / 715 / 777Bank 0 Flag寄存器的寄存器的“B”位位=0 (默认默认)R0HR0LR1HR1LR2R3A0A1FB08 / 08 / 0000016 / 001531 / 1515151515 / 715 / 777 Bank 1 Flag寄存器的寄存器的“B”位位=1对于中断很有用: 可

14、以直接切换到另一个区而不用将寄存器的值压栈寄存器分为两个区切换R8C/Tiny系列单片机的主要优点优化的优化的CPU寄存器结构寄存器结构 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.14- 10K次的编程次的编程/擦除擦除- 2.7V 5.5V电压下读取电压下读取- 内置数据闪存并改善了内置数据闪存并改善了 挂起功能挂起功能* 计划中计划中- 10K次的编程次的编程/擦除擦除- 2.7V 5.5V电压下读取电压下读取- 内置数据闪存内置数据闪存- 100K次的编程次的编程/擦除擦除- 1.8V5.5V电压下编程、擦除、读取

15、电压下编程、擦除、读取- 强大的全方位的保护功能强大的全方位的保护功能NOR(0.2HNDc)NOR(0.2HNDe)我们不断改善FLASH的技术，以满足客户的更高要求！MONOS(0.18*)R8C/Tiny系列单片机的主要优点可靠的可靠的FLASH存储器存储器（1）FLASH技术的发展（技术的发展（R8C/Tiny） 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.15指令指令译码器译码器专用专用时序器时序器擦除擦除/编程电压生成器编程电压生成器Flash存储器单元存储器单元Flash 模块模块命令输入命令输入单电压操作单

16、电压操作独立于工作时钟独立于工作时钟擦除擦除编程编程保护位的设定保护位的设定读状态读状态等等等等1) 闪存擦除编程所需的电压序列以及擦除编程时序由内部控制块管理。2) 编程擦除是通过专用的命令执行来完成，确保了稳定性和高可靠性 。 R8C/Tiny系列单片机的主要优点可靠的可靠的FLASH存储器存储器（2） HND Flash存储器模块提供方便、高可靠的在电路板编程！提供方便、高可靠的在电路板编程！ 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.16擦除010020030040050060070080090010001101

17、00100010000100000擦除/编程次数块擦除时间（ms）编程0102030405060110100100010000100000擦除/编程次数字节编程时间（us）擦除编程的时间根据擦除编程的次数不同而变化擦除编程的时间根据擦除编程的次数不同而变化在擦除编程超过在擦除编程超过10K次后，擦除编程的时间会有明显变化，次后，擦除编程的时间会有明显变化，但是擦除编程的特性及可靠性不会发生变化！但是擦除编程的特性及可靠性不会发生变化！R8C/Tiny系列单片机的主要优点可靠的可靠的FLASH存储器存储器（3） HND Flash的擦除/编程特性 2010 Renesas Electronics

18、 Corporation. All rights reserved.17EW0 模式模式- 在该模式下，用户ROM区可以在CPU运行状态下被改写 - CPU改写控制程序必须转移到非用户ROM区（如RAM）中执行擦除擦除/编程程序编程程序擦除擦除/编程命令编程命令EW1 模式模式- RAM容量不够大时非常有用- 在该模式下，擦除/编程程序可以直接在用户ROM区执行- 在自动擦除和编程期间，CPU为保持状态- I/O端口保持为命令执行前的状态 擦除编程命令擦除编程命令跳转到ROM中的改写控制程序且用软件命令执行CPUFlashROM擦除或编程期间，CPU为保持状态转移擦除转移擦除/编程程序编程程序

19、跳转到RAM中的改写控制程序且用软件命令执行将CPU改写控制程序转移到RAM中CPURAMFlashROM擦除擦除/编程程序编程程序R8C/Tiny系列单片机的主要优点可靠的可靠的FLASH存储器存储器（4）灵活的灵活的CPU改写模式改写模式 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.181. 所有用户ROM区保护（块0和块1）2. 用户ROM区单独保护（块0或块1）串行/并行写入都可实现擦除、编程的保护ID 码检查 在芯片与串行写入器之间匹配- 命令允许不匹配- 命令拒绝 (防止无权访问!)01000100101010

20、011101010101001001ID码包含7个字节，约7 x 1016种组合方式，用于串行写入模式。当使用并行模式写入时，可用ROM码保护功能对整个FLASH进行保护！R8C/Tiny系列单片机的主要优点可靠的可靠的FLASH存储器存储器（5）Flash的保护功能的保护功能 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.19nn数据闪存的用途:n将块A、B(R8C/12、13为2KB，其余为1KB)当成E2PROM使用n与E2PROM的区别 ：n成块擦除n当用ROM上的程序进行改写时，CPU 进入 HOLD 状n 态，直

21、至擦除结束。nn 擦除/编程挂起：n中断请求自动将编程或擦除的执行挂起，响应中断。 n中断结束后，用S/W 重新启动编程或擦除。SFRRAM 1KB内部保留区块块1(8KB)内部保留区00000007FF0C000030000200002800块块A块块B16 + 4KB 版本版本允许用块允许用块1, 0 上的程上的程序改写块序改写块 A, B (也可也可改写块改写块1, 0)数据闪存00400块块 0(8KB)0FFFFR8C/Tiny系列单片机的主要优点可靠的可靠的FLASH存储器存储器（6）数据闪存和擦除数据闪存和擦除/编程挂起编程挂起工作模式改写程序执行E/W期间指令执行擦除/编程挂起

22、EW0模式闪存块以外（如内部RAM）执行允许EW1模式闪存块除要改写的块停止允许 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.20与低成本E8调试器的连接： 单线调试 (R8C14群以后)支持多种On-chip调试功能: 地址匹配中断 单步中断 BRK 指令 硬件断点 JMP 跟踪VCCRESETMODEAVCC/VrefGNDE8复位信号R8C系列单片机内置系列单片机内置on-chip调试功能调试功能R8C/Tiny系列单片机的主要优点On-chip调试调试 2010 Renesas Electronics Corpor

23、ation. All rights reserved.21低功耗设计减少外部电路安全设计代码效率高优化的CPU寄存器结构优秀的电磁兼容性可靠的FLASH存储器On-chip 调试R8COutstandingR8COutstandingR8COutstandingR8COutstandingR8C/Tiny单片机性能卓越的R8C/Tiny系列单片机的主要优点 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.22R8C/Tiny单片机介绍硬件及外围电路概览CPU寄存器结构存储器复位看门狗定时器低电压检测电路时钟发生电路工作模式转换

24、功耗定时器串行I/O可编程I/O端口A/D转换器FLASH中断 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.23R8C/Tiny单片机介绍硬件及外围电路概览概览 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.24R8C/Tiny单片机介绍硬件及外围电路概览概览 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.25CPU寄存器寄存器R0HR0LR1HR1LR2R3A0A1FB08 / 08

25、 / 0000016 / 001531 / 1515151515 / 715 / 777SB015ISPUSP001515FLGPCINTB000191915数据寄存器数据寄存器2个32位寄存器 (R0R2 , R1R3) 或4个16位寄存器 (R0, R1, R2 , R3) 或4个8位寄存器 (R0L, R0H, R1L, R1H)8 bits16 bits20 bits基址寄存器基址寄存器SB(静态基址寄存器)：用于SB相对寻址FB(帧基址寄存器)：用于FB相对寻址控制寄存器ISP/USP(中断堆栈指针和用户堆栈指针)： 通过FLG的U标志选择ISP或USPFlag(标志寄存器) ： 表

26、示状态标志和设定中断优先级PC： 20位程序计数器INTB(中断表寄存器)： 设定中断向量表的起始地址地址寄存器地址寄存器2个16位地址或通用寄存器 (A0, A1)或1个32位地址寄存器 A0A1R8C/1B单片机介绍硬件及外围电路CPUCPU寄存器结构寄存器结构 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.26扩展区0000016FFFFF160200016R8C/Tiny 系列0FFFF16002FF160040016固定向量区内部ROM区(最大56KB)扩展区内部RAM区(最大7KB)保留区(256B)SFR 区R

27、8C/10, 11, 1A, 24群固定向量区内部ROM保留区 内部RAM区(1KB)保留区(256B)SFR区内部RAM保留区 007FF16内部ROM区块0(8KB)内部ROM区块1(8KB)0E000160C00016R8C/12, 13, 1B, 25群固定向量区内部ROM保留区 扩展区内部RAM区(1KB)保留区(256B)SFR 区内部RAM保留区 内部ROM区块0(8KB) 内部ROM区块1(8KB)内部ROM保留区 数据闪存块 A （注）数据闪存块 B0XXXX160YYYY160280016注：R8C12, 13, 1B, 25带有数据闪存，各地址如下地址地址R8C12,13

28、（2K2块）块）R8C1B, 25 （1K2块）块）0XXXX16020001602400160YYYY16030001602C00160FFDC160000016FFFFF1602000160FFFF16002FF1600400160FFDC16007FF160E000160C000160000016FFFFF1602000160FFFF16002FF1600400160FFDC16R8C/Tiny单片机介绍硬件及外围电路存储器存储器 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.27名 称条 件硬件复位在电源电压满足推荐

29、运行条件时，给RESET引脚输入“L”电平。上电复位将RESET引脚经过5k左右的上拉电阻连接到VCC，在VCC上升时上电复位有效。电压监视1复位VCC引脚的输入电压下降到Vdet1以下，就产生复位。电压监视2复位VCC引脚的输入电压下降到Vdet2以下，就产生复位。看门狗定时器复位在PM1寄存器的PM12位为“1”（在看门狗定时器下溢时复位）的情况下，如果看门狗定时器下溢，就产生复位。软件复位将PM0寄存器的PM03位置“1”（复位单片机）。复位后时钟自动选择为低速内部振荡器时钟的8分频R8C/1B单片机介绍硬件及外围电路复位复位概述概述上电复位电路上电复位看门狗定时器看门狗定时器复位引脚、

30、CPU、上述以外的SFR 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.28 硬件复位条件在电源稳定时在接通电源时 RESET引脚输入“L”电平。 等待500us（1/fRING-S20）。 RESET引脚输入“H”电平。 给RESET引脚输入“L”电平。 到满足推荐运行条件为止，使电源电压上升。 到内部电源稳定为止，等待td（P-R）。 等待500us （1/fRING-S20） 。 给RESET引脚输入“H”电平。 运行例R8C/1B单片机介绍硬件及外围电路复位复位硬件复位硬件复位 2010 Renesas Electr

31、onics Corporation. All rights reserved.29上电复位电路0.1Vdet5.0tt复位中复位中复位解除复位解除(1/f(RING-S) X 32Vdet=3.80.5V (R8C/11和R8C/13)Vdet=2.850.15V (R8C/14以后）内部复位状态内部复位状态SRQ 5 位计数器 内部复位信号 RESETfRING -SVCC Vdet 检测触发100ms以内R8C/1B单片机介绍硬件及外围电路复位复位上电复位上电复位(POR) 运行例 注：若使用上电复位（POR），请同时开启低电压检测（LVD）功能 2010 Renesas Electron

32、ics Corporation. All rights reserved.301/161/128看门狗定时器中断请求看门狗定时器复位PM12 = 0PM12 = 1WDC7 = 0WDC7 = 1设定7FFFH 写WDTS寄存器RESETCPU 时钟预分频器看门狗定时器fRING-S当CSPRO位为“1”时（计数源保护模式有效），定时器值被设定为0FFFH15位计数器R8C/1B单片机介绍硬件及外围电路看门狗定时器看门狗定时器结构框图结构框图CSPRO=0CSPRO=1 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.31时钟

33、计数值预分频器分频比CPU(7FFFH)WDT(n) 低速内部振荡器时钟计数值 (0FFFH)WDT项 目计数源保护模式无效计数源保护模式有效计数源CPU时钟低速内部振荡器时钟计数操作递减周期 n: 16或128看门狗定时器的复位条件复位给WDTR寄存器写FFH前写00H下溢计数开始条件可以选择以下两种方式：复位后自动开始计数（通过可选功能选择寄存器设定） 通过写WDTS寄存器开始计数计数停止条件停止模式、等待模式无下溢时的动作看门狗定时器中断或看门狗定时器复位看门狗定时器复位当可选功能选择寄存器当可选功能选择寄存器 (0FFFFH) 的的bit7 : CSPROINI = 0 ，则复位后计数

34、源保护模式有效且下列各项被同时执，则复位后计数源保护模式有效且下列各项被同时执行：行：WDT时钟的选择独立于时钟的选择独立于 CPU : 低速内部振荡器低速内部振荡器 （典型值为（典型值为125KHz）修改修改WDT周期周期 (WDT周期周期 : 125kHz(8 s) x 0FFF(4096) = 约约 32.8ms)禁止进入停止模式禁止进入停止模式 （禁止写（禁止写CM1寄存器的寄存器的CM10位）位）WDT 时钟时钟 : 启动低速内部振荡器的振荡，启动低速内部振荡器的振荡， 并禁止停止并禁止停止(禁止写禁止写CM1寄存器的寄存器的CM14位位)WDT下溢时产生复位下溢时产生复位R8C/1

35、B单片机介绍硬件及外围电路看门狗定时器看门狗定时器计数源保护模式计数源保护模式可选功能选择寄存器要通过程序烧写器改写！可选功能选择寄存器要通过程序烧写器改写！ 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.32项项 目目 电压检测电路电压检测电路1电压检测电路电压检测电路2VCC监视监视电压Vdet1（典型：2.85V）Vdet2（典型：3.3V）检测目标VCC是否通过Vdet1（上升或下降）VCC是否通过Vdet2（上升或下降）监视无VCA1寄存器的VCA13位（VCC大于或小于Vdet2）处理（检测到以后） 复位电压监视

36、1复位电压监视2复位中断无电压监视2中断使用数字滤波器时：Vdet2VCC和VCCVdet2均产生中断不使用数字滤波器时：可以设定Vdet2VCC或VCCVdet2时产生中断数字滤波器有效/无效选择可以可以采样时间(fRING-S的n分频)4n：1，2，4，8(fRING-S的n分频)4n：1，2，4，8R8C/1B单片机介绍硬件及外围电路低电压检测电路低电压检测电路概述概述 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.33电压监视1复位的运行例R8C/1B单片机介绍硬件及外围电路低电压检测电路低电压检测电路电压监视电压监

37、视1复位复位 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.34R8C/1B单片机介绍硬件及外围电路低电压检测电路低电压检测电路电压监视电压监视2 2复位复位/ /中断中断不使用电压监视1复位时，单片机必须在VCC2.7V条件下工作 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.35上电复位电路看门狗定时器项项 目目主时钟主时钟振荡电路振荡电路内部振荡器内部振荡器高速高速低速低速用途nCPU的时钟源n外围功能的时钟源nCPU的时钟源n外围功能的时钟源n主时

38、钟振荡停止时的CPU和外围功能的时钟源时钟频率020MHz约8MHz约125kHz能连接的振荡器n陶瓷振荡器n晶体振荡器振荡器的连接引脚(注1)XIN、XOUT(注1)(注1)振荡停止、重新开始功能有有有复位后的状态停止停止振荡其他能输入外部生成的时钟注：1.在不使用主时钟振荡电路而将内部振荡器时钟用于CPU时钟时，该引脚能作为P4_6和P4_7使用 R8C/1B单片机介绍硬件及外围电路时钟发生电路时钟发生电路结构框图 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.36工作模式转换框图R8C/1B单片机介绍硬件及外围电路工作

39、模式转换工作模式转换 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.37工工 作作 模模 式式VCC时时 钟钟ICC（典型）（典型）高速模式5VXIN=20MHz（无分频）9mA5VXIN=10MHz （无分频）5mA3VXIN=10MHz（无分频）5mA中速模式5VXIN=20MHz（8分频）4mA3VXIN=10MHz（8分频）1.6mA高速内部振荡器模式5V8MHz（无分频，主时钟停止）4mA低速内部振荡器模式5V125KHz（无分频，主时钟、高速内部振荡器停止）110uA等待模式5V低速内部振荡器振荡、外围时钟不停止

40、40uA低速内部振荡器振荡、外围时钟停止38uA3V低速内部振荡器振荡、外围时钟不停止37uA低速内部振荡器振荡、外围时钟停止35uA停止模式5V所有时钟停止0.8uA3V所有时钟停止0.7uAR8C/1B单片机介绍硬件及外围电路功耗功耗多种工作模式能有效地控制功耗！ 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.38项项 目目定时器定时器X定时器定时器Z定时器定时器C构成带有8位预分频器的8位定时器（带重加载寄存器）带有8位预分频器的8位定时器（带重加载寄存器）16位定时器（具有输入捕捉和输出比较功能）计数递减计数递减计数

41、递增计数计数源f1, f2, f8, fRINGf1, f2, f8, 定时器X下溢f1, f8, f32, fRING-fast功能定时器模式有有无脉冲输出模式有无无事件计数模式有无无脉冲宽度测定模式有无无脉冲周期测定模式有无无可编程波形发生模式无有无可编程单触发发生模式无有无可编程等待单触发发生模式无有无输入捕捉模式无无有输出比较模式无无有输入引脚CNTR0TCIN输出引脚CNTR0TZOUTCMP0_0CMP0_2CMP1_0CMP1_2关联中断定时器X中断 中断定时器Z中断 中断定时器C中断 中断比较0中断比较1中断定时器停止有有有0INT0CNTR1INT3INTR8C/1B单片机介

42、绍硬件及外围电路定时器定时器0INT 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.39R8C/1B单片机介绍硬件及外围电路串行串行I/O串行I/O工 作 模 式 功 能串行接口UART0n时钟同步串行I/O n时钟异步串行 I/O同步模式：n溢出错误检测nCLK 极性选择nLSB 先和MSB 先选择n连续接收模式选择异步模式：n溢出错误检测n帧错误检测n奇偶校验错误检测n总错误标志检测UART1时钟异步串行 I/O时钟同步串行接口带片选的时钟同步串行I/O（SSU）n时钟同步通信模式n4线方式总线通信模式n溢出错误检测n多

43、主器件错误检测n选择MSB先或者LSB先nSSCK时钟极性选择nSSCK时钟相位选择I2C总线nI2C总线接口模式n时钟同步串行模式I2C总线模式：n在接收时，可选择应答的输出电平（可选功能）时钟同步串行模式：n数据传送方向可选择MSB先或者LSB先n溢出错误检测 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.40n20引脚封装有13个I/O端口 - 驱动电路不相同n - 与外围功能的输入输出端口共用n输入或输出 - 通过方向寄存器单独设定n可编程上拉 - 省去了外部上拉电阻n大电流驱动能力n - 4个端口可直接驱动LEDn

44、输入经过施密特触发器- 保证进入MCU内部信号有良好的上升时间- 模拟输入时不经过n3 输入专用端口n- P42n- P46、P47（当不使用主时钟振荡电路时）n数字滤波器n- 外部中断端口可选用数字滤波器R8C/1B单片机介绍硬件及外围电路可编程可编程I/O端口端口P1_0P1_3P3_3 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.41项项 目目性性 能能A/D转换方式逐次比较转换方式（电容耦合放大器）模拟输入电压0VAVCC运行时钟fAD在4.2VAVCC5.5V 时，f1、f2、f4在2.7VAVCC4.2V 时，

45、f2、f4分辨率能选择8位或者10位绝对精度在AVCC=VREF=5V时n在分辨率为8位时，2LSBn在分辨率为10位时，3LSB在AVCC=VREF=3.3V时n在分辨率为8位时，2LSBn在分辨率为10位时，5LSB运行模式单次模式、重复模式（仅8位模式）模拟输入引脚4个（AN8AN11）A/D转换开始条件n软件触发将ADCON0 寄存器的ADST 位置“1”（开始A/D 转换）n捕捉在ADST 位为“1”的状态下发生定时器Z 中断请求每1个引脚的转换速度n无采样&保持功能在分辨率为8位时，为49个fAD周期；在分辨率为10位时，为59个fAD周期n有采样&保持功能在分辨率

46、为8位时，为28个fAD周期；在分辨率为10位时，为33个fAD周期n当fAD=10MHz时的最快转换速度 8位：2.8us 10位：3.3usR8C/1B单片机介绍硬件及外围电路A/D转换转换 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.42块0：8K字节块1：8K字节块B：1K字节块A：1K字节8K字节02400H02BFFH0C00H0DFFFH0E000H0FFFFH0E000H0FFFFH16K字节ROM的产品Boot ROM区R8C/1B单片机介绍硬件及外围电路FLASH概要概要 引导ROM 区存有标准串行输入

47、/输出模式的改写控制程序。 虽然引导ROM 区被分配在与用户ROM 区重叠的地址，但是存放在和用户ROM 区不同的存储器。项项 目目性性 能能Flash存储器的运行模式3个模式（CPU改写模式、标准串行输入/输出模式和并行输入/输出模式）擦除块分配见上图编程方式字节单位擦除方式块擦除编程和擦除控制方式通过软件命令控制编程和擦除保护方式通过块0、1改写允许位进行对块0和块1的保护命令数5个命令编程/擦除次数块0和块1（程序ROM）R8C/1A群：100次R8C/1B群：1000次块A和块B（数据闪存）10000次ID码检查功能标准串行输入/输出模式支持ROM码保护并行输入/输出模式支持 2010

48、 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.43项 目EW0模式EW1模式运行模式单芯片模式单芯片模式能存放改写控制程序的区域用户ROM区用户ROM区能执行改写控制程序的区域必须在将控制程序传送给Flash存储器以外的存储器（RAM等）后执行能在用户ROM区上执行能改写的区域用户ROM区用户ROM区但是，存有改写控制程序的块除外软件命令的限制无n编程和块擦除命令对存有改写控制程序的块，禁止执行n禁止执行读状态寄存器命令编程和擦除后的模式读状态寄存器模式读阵列（Read Array）模式自动写和自动擦除时的CPU状态运行保持状态（输

49、入/输出端口保持命令执行前的状态）Flash存储器的状态检测n通过程序读取FMR0寄存器的FMR00位、FMR06位和FMR07位n执行读状态寄存器命令，读取状态寄存器的SR7位、SR5位和SR4位通过程序读取FMR0寄存器的FMR00位、FMR06位和FMR07位转移到擦除挂起的条件通过程序将FMR4寄存器的FMR40位和FMR41位置“1”FMR4寄存器的FMR40位为“1”，并且发生被允许的中断的中断请求转移到编程挂起的条件通过程序将FMR4寄存器的FMR40位和FMR42位置“1”FMR4寄存器的FMR40位为“1”，并且发生被允许的中断的中断请求CPU时钟5MHz以下无限制R8C/1

50、B单片机介绍硬件及外围电路FLASHCPU改写模式改写模式 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.44采用新的采用新的FLASH工艺工艺 “0.2HNDe”(1)转移到挂起的时间缩短了转移到挂起的时间缩短了转移到挂起的时间: 最大为97us+6恢复编程/擦除的时间: 最大3us+4 = 1ms间隔的中断被允许(2)编程/擦除期间可以挂起 =支持编程挂起(3)擦除挂起时可以编程 =2个块的使用缩短了编程时间间隔中断请求编程/擦除命令擦除/编程擦除/编程FMR41=“0”，FMR42=“0”被设置挂起最大 97us+6最

51、大3us+4擦除/编程重新开始执行中断服务程序(CPU 可以工作在 20MHz)FMR41(擦除挂起请求位)=“1” 被设置或FMR42(编程挂起请求位)=“1” 被设置新旧工艺新旧工艺FlASH功能比较表功能比较表从擦除从擦除/编程的重新开始到再接收挂起请求，至少要编程的重新开始到再接收挂起请求，至少要650us注： 0.2HNDe用于R8C/18及以后的产品0.2HNDc0.2HNDe擦除挂起挂起时进行编程擦除挂起时读Flash编程挂起转移到挂起的时间8ms97us+6xx编程挂起时读FlashxR8C/1B单片机介绍硬件及外围电路FLASH挂起功能挂起功能 2010 Renesas El

52、ectronics Corporation. All rights reserved.45 未定义指令（UND 指令）中断 溢出（INTO 指令）中断 BRK 指令中断 INT 指令中断 看门狗定时器中断 振荡停止检测中断 电压检测中断 单步中断 地址匹配中断 外围功能中断 （可屏蔽中断） 特殊中断 硬件中断 软件中断 （非屏蔽中断） （非屏蔽中断） 中断 外围功能中断是能过单片机内部的外围功能产生的中断 是开发工具专用的中断，不能使用。可屏蔽中断：能通过中断允许标志（I标志）控制中断的允许（禁止），或者能通过中断优先级改变中断优先权。非屏蔽中断：不能通过中断允许标志（I标志）控制中断的允许（

53、禁止），并且不能通过中断优先级改变中断优先权。R8C/1B单片机介绍硬件及外围电路中断中断概述概述外 围 功 能 中 断 源键输入A/D转换串行接口带片选的时钟同步串行输入输出/ I2C总线接口UART0发送UART0接收UART1发送UART1接收定时器定时器X定时器Z定时器C比较1（定时器C）比较2（定时器C）外部引脚 、 、 0INT3INT1INT 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.46中断响应时间是指从发生中断请求到执行中断程序内的最初指令为止的时间包括：（1）从中断请求发生时开始到此时正在执行的指令结

54、束为止的时间（2）执行中断响应顺序的时间注： 为从产生中断请求开始到此时正在执行的指令结束为止的时间，时间根据正在执行的指令不同而不同。此时间最长的指令是DIVX指令，为30个周期（无等待、除数为寄存器时的周期数）。 地址匹配中断，单步中断为21个周期。R8C/1B单片机介绍硬件及外围电路中断中断响应时间响应时间 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.47R8C/1B单片机介绍硬件及外围电路中断中断带数字滤波器的外部中断带数字滤波器的外部中断结构框图运行例 2010 Renesas Electronics Corpo

55、ration. All rights reserved.48R8C/1B单片机介绍Benchmark代码效率比较运行速度比较开发工具比较 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.49R8C/Tiny vs. 竞争公司竞争公司R8C的代码效率非常高，具有很大优势！的代码效率非常高，具有很大优势！R8C/1B单片机介绍Benchmark3.代码效率比较代码效率比较0100200300400500600700800bubble.cc2fcalc.cc2flookup.cchecksum.ccopyverify.cfactor

56、ial.cmixedmult.cport_op.c测试程序代码大小(字节)ABCDER8C 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.50R8C/1B单片机介绍Benchmark4.运行速度比较运行速度比较R8C/Tiny vs. 竞争公司竞争公司R8C的代码运行速度非常快，具有很大优势！的代码运行速度非常快，具有很大优势！0100200300400500600bubble.cc2fcalc.cc2flookup.cchecksum.ccopyverify.cfactorial.cmixedmult.cport_op.c

57、测试程序最快运行速度(us)ABCDER8C 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.51项目项目MicrochipFreescale AtmelTISTRenesas名称ICD 2P&E USB MultilinkJTAG ICEMSP-FET430UIFRLINKE8支持的MCU大部分Flash MCU大部分MCU带JTAG接口的MCU只是MSP430 MCU大部分8051系列MCUs大部分系列的 MCU为目标板供电需外接电源需外接电源需外接电源不用外接电源，直接从USB供电（200mA）需外接电源不用外接

58、电源，直接从USB供电（300mA）调试占用引脚2引脚无 4引脚JTAG 接口4引脚JTAG 接口，调试时可释放4引脚JTAG 接口不占或占用2引脚Trace功能无有无无有最后4个跳转指令价格$100(不带板) $99 (不带板) $180(不带板) $160(带starter kit)$199(带starter kit) $140(带starter kit) R8C/1B单片机介绍Benchmark5.开发工具比较开发工具比较On-chip调试器的优势调试器的优势 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.52项项 目

59、目MicrochipFreescale AtmelTISTRenesasIDE名称MPALB IDECodeWarriorAVR StudioIAR Embedded WorkbenchRIDEHEW兼容性支持所有原厂及第三方的软件和硬件本身为第三方开发工具部分第三方工具嵌入本身为第三方开发工具本身为第三方开发工具支持所有原厂及第三方的软件和硬件功能一般强大一般一般一般强大C编译器名称（常用）PICC/PICC18CodeWarriorIIIIAR/ICC/GCCIARKeil-51NC30试用版限制21天4K不同编译器不同4K4K64K优化选项一般少不同编译器不同一般一般多种优化功能与IDE

60、兼容性所有编译器都可以嵌入到IDE中与IDE配套为第三方工具目前只有GCC嵌入到IDE中与IDE配套为第三方工具与IDE配套为第三方工具所有编译器都可以嵌入到IDE中代码效率低高低一般一般高软件软件的优势的优势R8C/1B单片机介绍Benchmark5.开发工具比较开发工具比较 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.53R8C/Tiny系列单片机开发工具 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.54R8C/Tiny系列系列MCU开发工具概述开发工具概述n集成开发环境（IDE）：