專利名稱：一種8位微控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及半導體集成電路設計領域，尤其涉及一種8位微控制器。
背景技術：
隨著深亞微米CMOS集成電路生產(chǎn)工藝的不斷進步，微控制器(MCU ) 的集成度越來越高。完善的特殊功能部件和外設，可易于微控制器的內(nèi)部功 能執(zhí)行，以及與外設進行通訊。
現(xiàn)有的8位微控制器可單獨集成高速串行外圍(HSPI)接口、高速芯 片間總線(HIIC)接口、高速同步異步接收發(fā)送器(HUSART)接口、高 速異步接收發(fā)送器(HUART)、高速并行通訊接口 (PSP)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC),但還沒有一款芯片將所述部件全部集成。
此外，現(xiàn)有的微控制器的中央處理單元(CPU)內(nèi)置的程序存儲器的 容量固定，不能根據(jù)實際需要調(diào)節(jié)，缺乏靈活性。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種8位微控制器，集成高速串 行外圍接口、高速芯片間總線接口、高速同步異步接收發(fā)送器接口、高速異 步接收發(fā)送器接口、高速并行通訊接口和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，使其更易于與外設通訊，并極大地降低了使用所述微控制器的成本。
本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的 一種8位微控制器，至少包括內(nèi)
核、外設和特殊功能部件。其中，所述內(nèi)核至少包括中央處理單元，用于
數(shù)據(jù)運算及控制各個子模塊；時鐘發(fā)生器，用于產(chǎn)生微控制器的工作時鐘； 復位邏輯，用于于微控制器的復位操作；程序存儲器接口，用于與程序存 儲器相接；靜態(tài)數(shù)據(jù)隨積^存儲器接口，用于與靜態(tài)數(shù)據(jù)隨機存儲器相接。 所述中央處理單元至少包括程序存儲器和靜態(tài)數(shù)據(jù)隨枳存儲器。所述特殊 功能部件至少包括定時器，用于計數(shù)和定時操作；捕捉/比較/脈寬調(diào)制子 模塊，用于捕捉信號邊沿，進行目標事件比較或產(chǎn)生周期、占空比可調(diào)的 脈寬調(diào)制輸出；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。所述外設 至少包括輸入輸出端口、通用異步接收發(fā)送器、高速串行外圍接口、高速 芯片間總線接口、高速同步異步接收發(fā)送器接口、高速異步接收發(fā)送器接 口、高速并行通訊接口。所述外設皆是微控制器與外接設備之間的通訊接 口。上述各^f莫塊通過總線實現(xiàn)相互通訊。
進一步地，所述輸入輸出端口的數(shù)量是5。
進一步地，所述高速同步異步接收發(fā)送器接口的工作模式有全雙工異 步模式、半雙工同步主控模式、半雙工同步從動模式。 進一步地，所述定時器的數(shù)量是5。
進一步地，所述捕4足/比較/脈寬調(diào)制子;f莫塊共同復用一個引腳。 進一步地，所述捕捉/比較/脈寬調(diào)制子模塊的捕捉功能可捕捉信號的每
個下降沿、每個上升沿、每4個上升沿、每16個上升沿四種狀態(tài)。
進一步地，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的時鐘是Frc、 Fosc/2、 Fosc/8、 Fosc/32
的任意一個，其中，F(xiàn)osc是所述中央處理單元的工作時鐘，F(xiàn)rc是所述才莫數(shù)轉(zhuǎn)換器專用阻容振蕩器所產(chǎn)生的時鐘。 進一步地，所述才 轉(zhuǎn)換器是10位。
進一步地，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器有8路模擬輸入端。
本實用新型的有益效果在于所述微控制器集成了高速串行外圍接口 、 高速芯片間總線接口、高速同步異步接收發(fā)送器接口、高速異步接收發(fā)送器 接口、高速并行通訊接口，微控制器可同時與相應的多種外設通訊。
此外，所述微控制器還集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換器，不需再外接該部件，降低了 使用微控制器的成本。
附困說明
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
務豐實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作詳細說明。
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
如圖1所示，本實用新型的賴:控制器 包括內(nèi)核、外設和特殊功能部件。其中，框1所示的即是內(nèi)核，包括CPU， 用于數(shù)據(jù)運算及控制各個子模塊；時鐘發(fā)生器，用于產(chǎn)生微控制器的工作 時鐘；復位邏輯，用于控制微控制器的復位；程序存儲器接口，用于與程 序存儲器相接；靜態(tài)數(shù)據(jù)隨機存儲器接口，用于與靜態(tài)數(shù)據(jù)隨機存儲器 (SRAM)相接。
所述外設包括輸入輸出(I/O )端口 、 HSPI、 HIIC、 HUSART、 H匿T、 PSP。 1/0端口包括PA， PB、 PC、 PD、 PE五個端口。端口 PA是雙向6 位鎖存器；端口PB是雙向8位端口，低四位PB0 PB3可作為邊沿觸發(fā)
的四個外部中斷的輸入引腳，而高四位PB4 PB7可作為電平觸發(fā)的一個 中斷的輸入引腳，也即是PB4 PB7觸發(fā)同一個中斷；端口PC是雙向8 位端口 ；端口 PD是雙向8位端口 ， PD可復用為并行數(shù)據(jù)總線；端口 PE 是雙向3位鎖存器。上述五個端口皆包含TTL SMT輸入驅(qū)動器和TTL輸 出驅(qū)動器。
所述HSPI接口由一個發(fā)送/接收移位寄存器(SSPSR)和一個緩沖寄 存器(SSPBUF)組成，可使8位數(shù)據(jù)同時的同步發(fā)送和接受。為了完成上 述數(shù)據(jù)的通信，模塊使用三個引腳，分別為串行數(shù)據(jù)輸出、串行數(shù)據(jù)輸入和 串行時鐘(SCK)。模塊可通過設置其控制寄存器進入以下模式主控模式， SCK是時鐘輸出；從動模式，SCK是時鐘輸入；時鐘邊沿模式，SCK上升 /下降邊沿時輸出數(shù)據(jù)；時鐘極性模式，在SCK上升/下降邊沿的輸出或輸入 數(shù)據(jù)。HSPI接口可設置為從動模式和主動模式，傳輸速率最高可達5Mbps。
所述HSPI接口和所述HIIC接口時分復用接口的相關控制寄存器和發(fā) 送/接收器。HIIC可選擇為主動模式、從動模式和主從模式，并支持多主機 通訊，通訊協(xié)議完全由硬件完成，增強了通訊的實時性。
所述HUSART接口可設置為全雙工異步模式和半雙工同步模式。全 雙工異步模式下可根據(jù)需要選擇不同的通信速度，傳輸速率最高可達 56Kbps;半雙工同步模式的傳輸速率最高可達5Mbps。
所述HUART接口的通訊方法與HUSART接口的全雙工異步模式完全 相同，也即HUSART接口在全雙工異步模式下，與HUART接口完全一致。
所述PSP接口支持從動模式，允許其它主控器對所述微控制器作高速 并行訪問。
所述特殊功能部件包括定時器(TIMER)、捕捉/比4^/脈寬調(diào)制(CCP)
子模塊和ADC。所述定時器包括T陽ERO、 TIMER1、 TIMER2、 TIMER3、 TIMER4五個定時器。TIMER0為8位定時/計數(shù)器，可選用CPU的工作時 鐘或外接時鐘源；TIMER1為16位定時/計數(shù)器，內(nèi)置三位可編程預分頻器， 可選用CPU的工作時鐘或外接時鐘源；TIMER2為8位定時/計數(shù)器，內(nèi)置 四位可編程預分頻器和四位可編程后分頻器，只能使用CPU的工作時鐘； TIMER3與TIMER1工作狀態(tài)一致；TIMER4與TIMER2工作狀態(tài)一致。
所述捕捉/比較/脈寬調(diào)制(CCP)子模塊共同復用一個引腳，可通過設 定相關寄存器實現(xiàn)捕捉、比較、脈寬調(diào)制三個功能。捕捉功能可捕捉信號的 每個下降沿、每個上升沿、每4個上升沿、每16個上升沿四種狀態(tài)；比較 功能即是比較是否發(fā)生所需的目標事件，如目標事件發(fā)生，則觸發(fā)以下事件 所述復用引腳輸出高電平、復用引腳輸出低電平、復用引腳輸出狀態(tài)不變、 特殊事件觸發(fā)，例如，啟動4莫數(shù)轉(zhuǎn)換器等；脈寬調(diào)制功能即是在復用引腳上 產(chǎn)生周期和占空比可調(diào)的脈寬調(diào)制輸出。
所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將模擬信號轉(zhuǎn)換為10位數(shù)字信號。ADC的時鐘可 選擇為Frc、 Fosc/2、 Fosc/8、 Fosc/32,其中，F(xiàn)osc即是CPU的工作時 鐘，F(xiàn)rc是所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器專用阻容振蕩器所產(chǎn)生的時鐘。本實用新型的微 控制器共有8路模擬輸入端。
CPU內(nèi)置的儲存器，分為程序儲存器和靜態(tài)數(shù)據(jù)隨機存儲器。程序儲 存器采用8K/16Kx16位FLASH存儲器，也即是容量可以選擇為8K字節(jié) 或16K字節(jié)；FLASH的數(shù)據(jù)為16位。靜態(tài)數(shù)據(jù)隨機存儲器分為特殊寄存 器和通用寄存器，共912字節(jié)。其中，特殊寄存器為192字節(jié)，通用寄存 器為720字節(jié)。SRAM的數(shù)據(jù)為8位。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用于限制本實用新型。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進 等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1、一種8位微控制器，至少包括內(nèi)核、外設和特殊功能部件，其中，所述內(nèi)核至少包括中央處理單元，用于數(shù)據(jù)運算及控制各個子模塊；時鐘發(fā)生器，用于產(chǎn)生微控制器的工作時鐘；復位邏輯，用于于微控制器的復位操作；程序存儲器接口，用于與程序存儲器相接；靜態(tài)數(shù)據(jù)隨機存儲器接口，用于與靜態(tài)數(shù)據(jù)隨機存儲器相接，所述中央處理單元至少包括程序存儲器和靜態(tài)數(shù)據(jù)隨機存儲器，所述特殊功能部件至少包括定時器，用于計數(shù)和定時操作；捕捉/比較/脈寬調(diào)制子模塊，用于捕捉信號邊沿，進行目標事件比較或產(chǎn)生周期、占空比可調(diào)的脈寬調(diào)制輸出，所述外設至少包括輸入輸出端口，其特征在于，所述外設還包括高速串行外圍接口、高速芯片間總線接口、高速同步異步接收發(fā)送器接口，高速異步接收發(fā)送器接口，高速并行通訊接口，所述外設皆是微控制器與外接設備之間的通訊接口，所述特殊功能部件還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，上述各模塊通過總線實現(xiàn)通訊。
2、 如權利要求1所述的8位微控制器，其特征在于，所述輸入輸出 端口的數(shù)量是5。
3、 如權利要求1所述的8位微控制器，其特征在于，所述定時器的 數(shù)量是5。
4、 如權利要求1所述的8位微控制器，其特征在于，所述捕捉/比較/ 脈寬調(diào)制子模塊共同復用 一個引腳。
5、 如權利要求1所述的8位微控制器，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換 器是10位。
6、 如權利要求1或5所述的8位微控制器，其特征在于，所述模數(shù) 轉(zhuǎn)換器有8路模擬輸入端。
專利摘要本實用新型公開了一種8位微控制器，至少包括內(nèi)核、外設和特殊功能部件，其中，所述內(nèi)核至少包括中央處理單元、時鐘發(fā)生器、復位邏輯、程序存儲器接口、靜態(tài)數(shù)據(jù)隨機存儲器接口，所述中央處理單元至少包括程序存儲器和靜態(tài)數(shù)據(jù)隨機存儲器；所述特殊功能部件至少包括定時器、捕捉/比較/脈寬調(diào)制子模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述外設至少包括輸入輸出端口、高速串行外圍接口、高速芯片間總線接口、高速同步異步接收發(fā)送器接口、高速異步接收發(fā)送器接口、高速并行通訊接口。所述微控制器集成度高，包括較完善的特殊功能部件和外設，易于微控制器的內(nèi)部功能執(zhí)行以及與外設進行通訊。
文檔編號G06F15/76GK201075216SQ200720067379
公開日2008年6月18日 申請日期2007年2月14日 優(yōu)先權日2007年2月14日
發(fā)明者岳衛(wèi)杰, 張繼文, 沈振杰, 松 潘, 俊 袁 申請人:上海海爾集成電路有限公司