spmc65系列单片机原理及基础chap5v

2凌阳8位通用单片机原理及基础

其它硬件功能模块3主要内容串行接口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低功耗模式时基蜂鸣器

D/A转换电压比较器

UART接口

I2C接口4串行接口5串行接口<1>SPMC65系列单片机共提供了三种串行接口模块,分别如下：SPI（SerialPeripheralInterface）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6串行接口<2>串行接口的端口复用情况：7SPI接口特性SPI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)8SPI接口结构SPI接口结构图SPI功能复用端口初始化设置当SPI开始工作前，对应I/O端口会自动切换到SPI端口的模式。9SPI接口控制寄存器相关控制寄存器P_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10SPI接口主模式下操作时序SPI接口从模式下操作时序11UART接口特性SPMC65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12UART接口控制寄存器相关控制寄存器P_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；13IIC接口特性IIC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14IIC接口控制寄存器相关控制寄存器P_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15IIC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16模拟外设17模拟外设SPMC65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18A/D模数转换器特性SPMC65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19A/D转换器结构图20A/D转换器控制寄存器相关控制寄存器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：10bitA/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

21A/D转换流程A/D转换编程的一般步骤打开A/D转换电源

使能A/D转换，选择A/D转换的时钟速率将I/O口定义为模拟口选择模拟电压输入口启动A/D转换A/D转换结束后读取结果lda#80h

staP_AD_Ctrl2

lda#85h

staP_AD_Ctrl0

lda#FFh

;定义PA口为模拟口

staP_AD_Ctrl1

lda#88h

;选择通道1(AN1)staP_AD_Ctrl2

ldaP_AD_Ctrl0

And#11111110BstaP_AD_Ctrl022D/A转换器特性SPMC65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P_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23D/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#C0h

staP_DA_DataLolda#FFhstaP_DA_DataHi

lda#80hstaP_DA_Ctrl

24电压比较器(Comparator)特性SPMC65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)

25电压比较器结构图26电压比较器相关寄存器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27电压比较器编程步骤电压比较器编程一般步骤lda#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0staP_CMP_Ctrl

ldaP_CMP_CtrlstaG_MWorkReg

查询方式28其它硬件功能模块29其它硬件功能模块SPMC65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30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）5．非法地址复位（IAR）

复位时序图31复位<2>上电复位：当电源电压VDD上升到1.45V，便会产生上电复位。外部复位：外部复位管脚为低电平有效，当该管脚电压低于0.3×VDD时，系统复位。低电压复位：当单片机的电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PC指针重新指向初始地址，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）。32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

33低功耗模式SPMC65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：34看门狗定时器特性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）。

35看门狗定时器结构图36看门狗定时器相关寄存器看门狗定时器相关寄存器P_WDT_Ctrl作用：看门狗定时器控制寄存器，STOP模式下看门狗功能的使能，以及看门狗中断时钟的选择；P_WDT_Clr作用：清狗寄存器，用于清除看门狗定时器，写#55h到清狗计数器进行清狗操作。37时基与蜂鸣器时基SPMC65系列单片机提供了一个8位时基定时器，用来产生时间基准信号（简称时基信号）从16us～1s共15种可选，通过设置时基/蜂鸣器控制寄存器P_BUZ_Ctrl($2D)的Bit[7:4]位(即INTIMS[3:0])选择，以提供系统控制中需要的时钟

蜂鸣器SPMC65系列单片机支持蜂鸣器驱动输出通过输出频率可调、占空比为50％的方波来驱动蜂鸣器，频率在976Hz到2MHz之间可选，通过设置时基/蜂鸣器控制寄存器P_BUZ_Ctrl（$2Dh）的Bit[3:0]位(即BZFS[3:0])进行选择38总结针对SPMC65系列单