HOLTEK单片机基础资料

1、2020/7/5,1,HOLTEK单片机基础时间：3小时,2020/7/5,2,內 容 提 纲,(二) HT48 MCU内部功能单元说明,(三) Datasheet中技术参数讨论 (四) Q&A,(一) HOLTEK单片机介绍,2020/7/5,3,HOLTEK公司介绍,盛群半导体为国内专业微控制器IC设计领导厂商，营业范围主要包括微控制器IC及其周边组件之设计、研发与销售。自1998年成立以来，公司不断致力于新产品的研发及技术的创新，加上对市场趋势的掌握，期能提供广大电子市场最具竞争力之IC产品。 产品范围包括：泛用型与专用型微控制器(MCU)，除一般应用领域外，更涵盖语音、通讯、计算机外设

2、、家电、医疗、车用及安全监控等各专业领域，并提供各种电源管理及非易失性内存等微控制器外围组件，提供客户更具竞争能力的完整解决方案。,2020/7/5,4,(1.1) 什么是MCU,Micro-Controller Unit (微控制器),(1.2) 何谓单片机,单片机: 就是将微处理器，RAM，ROM及I/O口， 定时器/计数器等电路集成在一块芯片上 的微型控制器,单片机、微控器实际是一 回事.,单片机分类,2020/7/5,5,单片机分类,(a) 从的结构分:,RISC (Reduced Instruction Set Computer),例如:HT系列, PIC系列等,CISC(Compl

3、ex Instruction Set Computer),例如: Intel51系列,W78系列,(b) 从的ALU位元长度分: 4位机, 8位机, 16位机 32位机 .,(c) 从的应用类型分: I/O型, LCD型, AD型,2020/7/5,6,HOLTEK单片机介绍,中央处理单元：指令解码单元、执行控制单元、算术逻辑单元 程序存储器 数据存储器 总线(BUS) ：数据总线 、控制总线、地址总线 输出/输入端口 其他功能单元(STACK、INT、OSC、Reset、Timer、WDT、LCD、A/D、Time Base、LVR.) sim48x30_1v200.pdf,2020/7/5

4、,7,HOLTEK单片机分类,(1) HT48系列 I/O 型( + LCD) (2) HT49系列 I/O + LCD 型 (3) HT46系列 I/O+AD 型( + LCD) (4) HT47系列 I/O+RC-F(AD)+LCD+IR型 (5) HT48xAxHT49xAx系列 Remote (遙控器用)型 (6) HT95R2xHT95R3x系列Phone( + LCD) (7) HT45R3xBS28xxBS26xx系列 Touch型 (8) Flash 型(HT46FxxHT48FxxHT66FxxHT68Fxx) (9) Tiny Power 型(HT56R2x, HT56R6

5、x, HT56R6xx ) (10) Keyboard/Mouse系列，USB Audio系列， Voice/Music系列，VFD系列.,2020/7/5,8,HOLTEK单片机内部基本功能单元,系统结构 存储器 基本I/O 外部中断 定时/计数器中断 振荡器 看门狗定时器和节电模式 LCD驱动 A/D功能 基本电路参考/技术参数,2020/7/5,9,Holtek单片机的系统结构,2020/7/5,10,时序和流水线结构,图1-2系统时序和流水线,2020/7/5,11,时序和流水线结构(续),图1-3 子程序调用流水线的情况,2020/7/5,12,程序计数器,表1-3 程序计数器不同模

6、式下的改变 注：（1） PC12PC8：目前程序计数器位（2）70：PCL位 （3）#12#0：指令码位 （4）S12S0：堆栈寄存器位,2020/7/5,13,堆栈,图1-4 堆栈与堆栈指针/程序计数器 ALU所提供的功能与其相关指令码如下： 算术运算 ：ADD、ADDM、ADC、ADCM、SUB、SUBM、SBC、SBCM、DAA 逻辑运算 ：AND、OR、XOR、ANDM、ORM、XORM、CPL、CPLA 移位 ：RRA、RR、RRCA、RRC、RLA、RL、RLCA、RLC 增加和减少：INCA、INC、DECA、DEC 分支判断 ：MP、SZ、SZA、SNZ、SIZ、SDZ、SIZ

7、A、SDZA、CALL、RET、RETI,2020/7/5,14,存储器,程序存储器 数据存储器,2020/7/5,15,程序存储器,图1-5盛群半导体I/O型单片机程序存储器结构,2020/7/5,16,数据存储器,第一部分是特殊功能寄存器，有固定的地址且与单片机的正确操作密切相关。大多特殊功能寄存器都可在过程控制下直接读取和写入，但有些被保留用于未来扩展功能而不开放。 第二部分通用数据存储器是留给用户使用的，都可在过程控制下进行读取和写入。 图1-6 数据存储器 RAM的特点: 掉电数据丟失.,2020/7/5,17,通用数据存储器,图1-7通用数据存储器的结构,2020/7/5,18,特

8、殊功能寄存器,图1-8专用寄存器的结构,2020/7/5,19,特殊功能寄存器,间接寻址寄存器 IAR, IAR0, IAR1 间接寻址指针 MP, MP0, MP1 累加器 (数据存储器地址：05H) ACC 程序计数器低字节寄存器(数据存储器地址：06H) PCL 表格寄存器(数据存储器地址：07、08H) TBLP, TBLH 看门狗定时寄存器(数据存储器地址：09H) WDTS 状态寄存器(数据存储器地址：0AH) STATUS 中断控制寄存器(数据存储器地址：0BH) INTC 定时/计数器寄存器 (数据存储器地址：0CH11H) 输入/输出端口和控制寄存器,2020/7/5,20,

9、RAM的操作,以HT48R30A-1举例说明,程序 芯片RAM clr pac mov a,0ffh mov pa,a mov a,77h mov 20h mov 21h .,FF 00 . . . 77 77,12H,13H,20H,21H,这些指令执行后的结果,PA,PAC,2020/7/5,21,基本I/O,图1-10输入/输出端口硬件图 上拉电阻(配置选项设置 or 软件设置) 唤醒功能(配置选项设置 or 软件设置) 输入/输出端口控制寄存器 外部中断输入,2020/7/5,22,外部中断,外部中断是通过端口上由高到低的电平转换来触发，之后相应中断请求标志位(EIF；INTC的第4位

10、)被置位。当中断允许，堆栈未满且外部中断产生时，会调用地址04H的子程序，中断请求标志位EIF将被清零，且EMI位将被清零来屏蔽其它中断。 图1-11中断控制寄存器（一个定时/计数器）,2020/7/5,23,图1-12中断控制寄存器（两个定时计数器）,2020/7/5,24,中断优先级与控制位,不同中断的允许位、请求标志优先级如图1-13所示。 注意：在图中，T0F和T1F中断请求标志位与ET0I和ET1I中断允许位提供给HT48R70A-1/ HT48C70-1和HT48R50A-1/HT48C50-1使用，因为它们拥有两个定时/计数器。HT48R10A-1/ HT48C10-1和HT48

11、R30A-1/HT48C30-1只有一个定时/计数器，定时/计数器0代表唯一的定时/计数器TMR，拥有中断请求标志位TF和中断允许位ETI。,2020/7/5,25,外部中断程序举例,org 000h Jmp main int: mov acc_ram,a org 004h mov a,status jmp int mov status_ram,a org 010h set flag main:mov a,03h mov a,status_ram mov intc,a mov status,a . mov a,acc_ram 中断发生时 reti .,主程序,子程序,2020/7/5,26,定

12、时/计数器中断,当定时/计数器溢出，会置位定时/计数器中断请求标志位，定时/计数器中断发生。在只有一个定时/计数器的单片机中，此位是INTC寄存器的第5位即TF，而在有两个定时/计数器的单片机中，定时/计数器0中断请求标志位是INTC的第5位即T0F，而定时/计数器1中断请求标志位是INTC的第6位即T1F。当主中断位被打开、堆栈未满且相关内部中断允许位打开，定时/计数器溢出时会发生内部中断。对于只有一个定时/计数器的单片机将调用地址08H的子程序。对于有两个定时/计数器的单片机，定时/计数器0中断将调用地址08H的子程序，而定时/计数器1中断将调用地址0CH的子程序。内部中断发生时，中断请求

13、标志位TF、T0F或T1F被清零，且EMI位将被清零来屏蔽其它中断 。,2020/7/5,27,中断优先权,表1-4 HT48中断优先级 注意：此表应用于HT48R70A-1/HT48C70-1和HT48R50A-1/HT48C50-1，它们拥有两个定时/计数器，即为TMR0和TMR1。而HT48R10A-1/HT48C10-1和HT48R30A-1/HT48C30-1只有一个定时/计数器，定时/计数器0代表唯一的定时/计数器，即TMR。,2020/7/5,28,定时/计数器,图1-14 8位定时/计数器结构,2020/7/5,29,定时/计数器(续),图1-15 16位定时/计数器结构,20

14、20/7/5,30,定时/计数器的相关寄存器,表1-5 HT48系列定时/计数器寄存器,2020/7/5,31,定时/计数器的相关寄存器(续),定时/计数控制寄存器 TMRC，TMR0C，TMR1C 配置定时/计数器输入时钟源 定时/计数寄存器TMR, TMR0, TMR0L/TMR0H, TMR1L/ TMR1H 定时器模式 事件计数模式 可编程分频器(PFD)和蜂鸣器的应用,2020/7/5,32,TIMER应用举例,TMR是向上计数的寄存器 在定时或计数时,当计数到OFFH时,再來一个CLK,计数器就会溢出(在中断开启且堆栈未满时,就会发生TIMER中断),计数器重新装载初始值,并从此初

15、始值开始重新计数. 寄存器TMR或者TMR0L/TMR0H写入初始值 控制寄存器TMRC设置工作模式、时钟、触发条件，开关。,2020/7/5,33,TMRC控制寄存器,2020/7/5,34,TIMER定时模式,org 000h jmp main Timer: mov acc_ram,a org 008h mov a,status jmp Timer mov status_ram,a org 010h . main mov a,05h SET FLAG mov intc,a . mov a,60h mov a,status_ram mov tmr,a mov status,a mov a,9

16、8h mov a,acc_ram mov tmrc,a reti . 中断发生,1,2,3,4,2020/7/5,35,TIMER定时模式时时间计算,(以上面程序为例) 条件: OSC : Crystal = 4 MHz Timer source: system clock 计算每次发生中断的时间间隔T=? PSC2 PSC1 PSC0 = 000 f INT = fsys/2 =2MHZ t = 1/ f INT = 0.5us T= (256-96)* t=160*0.5us= 80us,2020/7/5,36,TIMER 计数模式,a) 將TMRC中 设置为 TM1 TM0 = 01定时

17、器就工作于定时模式 ,计数模式和定时模式原理相同,只是计数器的时钟源选择不同. b) 计数器的时钟源由芯片的 TMR腳输入. c) TE= 0 上升沿计数 1 下降沿计数,2020/7/5,37,TIMER 脉宽測量模式,(a) TMRC中设置 TM1,TM0=11 TE= 0 脉宽下降沿开始计数 1 脉宽上升沿开始计数 TO=1 脉宽测量启动,測量完一次会被清0, 再次測量必須重新设置此位 (b) 如果TO,TE=1, TMR腳上脉冲上升沿开始计数,下降沿停止计数.測量结果存放在TMR中.,2020/7/5,38,编程注意事项,当定时/计数器运行在定时器模式时，定时器的时钟源是使用内部系统时

18、钟或RTC，与单片机所有运算都能同步。在这个模式下，当定时器寄存器溢出时，单片机将产生一个内部中断信号，使程序进入相应的内部中断向量。对于脉冲宽度测量模式，计数器的时钟源也是使用内部系统时钟或RTC，但定时器只有在正确的逻辑条件出现在外部定时/计数器输入引脚时才执行动作。当这个外部事件没有和内部定时器时钟同步时，只有当下一个定时器时钟到达时，单片机才会看到这个外部事件，因此在测量值上可能有很小的差异，需要程序设计者在程序应用时加以注意。在定时器配置为外部事件计数模式时，它的时钟来源是外部事件，和内部系统时钟或者定时器时钟不同步。,2020/7/5,39,复位,上电复位 引脚复位 低电压复位 正

19、常工作时看门狗复位 暂停时看门狗溢出复位,2020/7/5,40,复位(续),图1-22上电复位时序图,2020/7/5,41,复位(续),图1-23 RESET引脚复位时序图,2020/7/5,42,复位(续),图1-24低电压复位时序图,2020/7/5,43,复位(续),图1-25正常工作时看门狗溢出复位时序图,2020/7/5,44,复位(续),图1-26暂停时看门狗溢出复位时序图,2020/7/5,45,复位(续),表1-6 不同复位方式影响复位标志位 “u”表示不变化,2020/7/5,46,复位(续),表1-7单片机复位后各功能单元初始化情况,2020/7/5,47,振荡器,三种

20、系统时钟可供选择：看门狗定时器也有多种时钟源选择，另外还有实时时钟RTC 三种方法产生系统时钟：使用外部晶体/陶瓷振荡器、外部RC电路或是内部RC时钟源 图1-27晶体/陶瓷振荡器,2020/7/5,48,振荡器(续),外部RC振荡器 图1-28外部RC振荡器,2020/7/5,49,振荡器(续),内部RC振荡器 图1-29三种振荡电路,2020/7/5,50,振荡器(续),RTC振荡器 如果选择RTC作为定时/计数器的时钟源，则即使单片机工作在暂停即HALT时，定时/计数器依然有效工作，当定时器溢出时，还会发出正常的内部中断信号，此信号使单片机从HALT状态下被唤醒，并且继续正常工作直到下一

21、个“HALT”指令被执行。 看门狗定时振荡器 WDT振荡器是一种完全独立在芯片上自由动作的RC振荡器，它在5V条件下的周期时间典型值是65us周期，且不需外部的器件搭配。当单片机进入暂停模式时，系统时钟将停止动作，但WDT振荡器继续自由动作且保持看门狗有效。某些应用中为降低功耗，可通过掩膜选项来关闭WDT振荡器。,2020/7/5,51,系统的暂停和唤醒,暂停模式是通过“HALT”指令实现且造成如下结果： 系统振荡器将被关闭 在RAM芯片和寄存器上的数据保持不变 假如WDT时钟源是来自WDT振荡器，WDT和WDT预分频器(Prescaler)将被清零然后再重新计数 所有输入/输出端口状态保持不

22、变 PDF标志位被置位而TO标志位被清零,2020/7/5,52,看门狗定时器,看门狗定时器用于程序防止单片机死机,或进入死循环.一般用在环境比较恶劣的情況下. 图1-30 看门狗定时器,2020/7/5,53,WDT预分频器,图1-31 WDT预分频器,2020/7/5,54,看门狗定时器的操作,以HT48R30A-1为例 WDT的时钟源可选择： a) WDTOSC(12Kz) b) T1(system clock/4) c) RTCOSC(32 看门狗清除： 方式一: CLR WDT 方式二: CLR WDT1CLR WDT2 配置选项选择清除方式，必须在WDT计数器溢出之前清除，否则将发

23、生WDT溢出Reset 系统。,2020/7/5,55,配置选项,2020/7/5,56,基本电路参考/技术参数,振荡电路,2020/7/5,57,基本应用电路,基本应用电路,2020/7/5,58,HT48 I/O单片机技术参数,技术特性 内核特性 周边特性 引脚分配,2020/7/5,59,技术特性,l高性能RISC结构 低功率完全静态CMOS设计 工作电压： 在4MHz下，由2.2V到5.5V, 在8MHz下，由3.3V到5.5V, 功率损耗： 在5V/4MHz下，典型值为2 mA/1.5mA（Enhanced I/O） 不使用看门狗定时器和RTC时，3V下静态(standby)电流小于1uA 温度范围： 工作温度-40-85度(工业级规格), 储存温度-50-1