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第1章
SPCE061A 單晶片簡介
電腦硬體組成
輸入單元(input unit)
輸出單元(output unit)
控制單元(control unit)
算術邏輯單元(arithmetic logic unit)
記憶單元(memory unit)
註:CPU=ALU+CU(Central Processing Unit)
每一單元可能由很多IC(晶片)組成
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微處理器
computer(電腦、計算機)
microprocessor(微處理器):將CU及ALU功能製作 在一顆IC上,一顆IC有CPU功能,例80486,Pentium
microcomputer(微電腦):以microprocessor 為 核心,再加上ROM、RAM模組,及輸入輸出裝置所組 成的電腦。例如一般桌上型PC、筆記型電腦等
microcontroller(微控器、單晶片微電腦)
將CPU、ROM、RAM及IO埠、ADC、Timer、UART等元
件製造在一顆IC晶片上,例8051
匯流排種類
位址匯流排(address bus):單向、決定主 記憶體容量
資料匯流排(data bus):雙向、決定CPU 一次存取資料寬度
控制匯流排(control bus):單向、CPU 與外界溝通的信號線
如:RD、WR、NMI、INTR、INTA、HOLD等
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匯流排種類示意圖
常見微控器
Intel:8051
Atmel:89C51,89S51
Microchip:PIC16XX、PIC18XX、
PIC24XX(16 bit)—資料bus
TI(德州儀器)—MSP430(16bit)、C6XXX(DSP)
SunPlus(凌陽)—SPCE061A(16bit)、
SPCE3200(32bit)
Holtek(盛群)—46RXX、48FXX(8bit)
...
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8051特色
CPU:8 bit
Freq:12MHzÎ1MIPS(12 clock)
ROM:4KB
RAM:128 Bytes
IO Port:32 Pin
Timer: 2組,16 bits (Timer0, Timer1)
UART:1組
中斷來源:5個
一般微控器特色
CPU:8 bit /16bit/32 bit
Freq:4/8/16/32/49MHz(RISC 架構,1 clock)
ROM:4KB/32KB/64KB/128KB
RAM:128 Bytes/2KB/4KB
IO Port:32 Pin
Timer: 2組,16 bits 3組,4組
UART: 1組、2組
中斷來源:5個/14個/100個
WatchDog Timer
ADC/DAC(8ch/16ch, 10bit/12 bit解析度)
USB
Ethernet
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μ'nSP家族的模組式結構圖
μ’nSP™(Microcontroller and Signal Processor)16 位
元微處理器晶片(以下簡稱μ’nSP™)
μ'nSP家族有以下特點
體積小、整合性高、可靠性好且易於擴展
具有較強的中斷處理能力
高性能價格比
功能強、效率高的指令系統
低消耗功率、低電壓
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SPCE061A 簡介
SPCE061A是繼凌陽科技μ'nSP系列產品 SPCE500A等之後推出的16位元結構的微控 制器。
適用於數位語音辨識應用領域的選擇。
SPCE061A性能(1)
16 位元μ'nSP微處理器;
工作電壓:VDD 為 2.6~3.6V(CPU), VDDH 為 VDD~5.5V(I/O);
CPU 時脈:0.32MHz~49.152MHz;
內建2K Words的SRAM(RAM);
內建32K Words的FLASH(ROM);
可程式音頻處理;
系統處於備用狀態下(時脈處於停止狀態),耗電小於 2μA@3.6V;
2個16位元可程式計時器/計數器(可自動預設初始計數值);
2個10位元DAC(數位-類比轉換)輸出通道;
32位通用可程式輸入/輸出埠;
14個中斷源可來自計時器A / B,時基;2個外部時脈輸入,鍵
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SPCE061A性能(2)
鎖相迴路(PLL)振盪器提供系統時脈信號;
32768Hz即時時脈;
7通道10位元電壓類比-數位轉換器(ADC)和1個單通道的 聲音專用類比-數位轉換器;
聲音類比-數位轉換器輸入通道,內建麥克風放大器和 自動增益控制(AGC)電路;
具備串列設備介面(UART);
具有低電壓重置(LVR)功能和低電壓監測(LVD)功能;
內建線上模擬電路ICE(In- Circuit Emulator)介 面;
具有保密能力;
具有看門狗(WatchDog)功能(由實際型號決定)。
SPCE061A的結構
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SPCE061APLCC84 封裝排列圖
SPCE061A PLCC84 實物圖
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SPCE061A LQFP80 封裝接腳排列圖
接腳描述表
IOB10:通用非同步串列資料發送接腳 Tx 57 輸入輸出
IOB10
IOB10~0 除用作普通的 IO 埠,還可作為以下功能
IOB[15:11]:雙向IO 埠。
50~54 輸入輸出 IOB[15:11]
IOA[7:0]:可透過程式,設定成喚醒接腳 IOA[6:0]:與 ADC Line_In 輸入共用 34~27 輸入輸出
IOA[7:0]
IOA[15:8]:雙向 IO 埠 46~39 輸入輸出
IOA[15:8]
描 述 接腳編 類型
接腳名稱 號
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接腳描述表
AGC 的控制接腳 16 輸入
AGC
PLL的RC濾波器連接接腳 70 輸入
VCOIN
32768Hz 晶體振盪輸出接腳 1 輸出
X32O
32768Hz 晶體振盪輸入接腳 2 輸入
X32I
DAC2 資料輸出接腳 13 輸出
DAC2
DAC1 資料輸出接腳 12 輸出
DAC1
IOB0:串列介面的時脈信號 67 輸入輸出
IOB0
IOB1:串列介面的資料傳送接腳 66 輸入輸出
IOB1
IOB2:外部中斷源 EXT1 65 輸入輸出
IOB2
IOB3:外部中斷源 EXT2 64 輸入輸出
IOB3
IOB4:外部中斷源 EXT1 的反饋接腳 63 輸入輸出
IOB4
IOB5:外部中斷源 EXT2 的反饋接腳 62 輸入輸出
IOB5
IOB6:雙向 IO 埠 61 輸入輸出
IOB6
IOB7:通用非同步串列資料接收接腳Rx 60 輸入輸出
IOB7
IOB8:TimerA 脈寬調變輸出接腳APWMO 59 輸入輸出
IOB8
接腳描述表
類比電路(A/D、D/A 和 2V 穩壓源)正向電壓 24 輸入
AVDD
IO埠的參考地 35,36,48 輸入
VSSIO
IO埠的正向電壓接腳 37,38,56 輸入
VDDIO
邏輯電源和 IO埠的參考地 10,26,71 輸入
VSS
邏輯電源的正向電壓 5,69 輸入
VDD
AD參考電壓(由內部 ADC 產生) 22 輸出
VADREF
麥克風電源 25 輸出
VMIC
ADC Line_In通道的最高參考輸入電壓接腳 23 輸入
VEXTREF
麥克風2階放大器輸入接腳 17 輸入
OPI
麥克風1階放大器輸出接腳,接腳外接電阻決定AGC增益倍數 18 輸出
MICOUT
電壓源 2.0V 產生 5mA 的驅動電流,可用作外部ADC Line_In 通道的最高參考輸 入電壓,不可作為電壓源使用
14 輸出 V2VREF
麥克風正向輸入接腳 21 輸入
MICP
麥克風負向輸入接腳 19 輸入
MICN
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接腳描述表
程式保密設定腳。使用者慎重使用。
輸入 20,11
PFUSE,PVIN
【1】
正常使用時接地 輸入
6 N/C
正常使用時接地 輸入
4 N/C
正常使用時接地 55 輸入
N/C
測試閃爍記憶體,正常模式時懸浮 輸入
47 ROMT
測試模式時接高電位,正常模式時接地 GND 或懸浮 3 輸入
TEST
ICE 串列介面資料接腳 輸入輸出
9 ICESDA
ICE 串列介面時脈接腳 輸入
8 ICECLK
啟動 ICE(高電位啟動) 7 輸入
ICE
睡眠模式(高電位啟動) 輸出
49 SLEEP
【1】可將 PFUSE 接 5V,PVIN 接 GND 並維持 1秒以上即可,將內部保險
絲熔化,此後就無法讀取和寫入快閃記憶體。
SPCE061A 系統的特性參數
DAC×2 音頻輸出方式
IOB15~0 並行 I/O 埠 B
IOA15~0 並行 I/O 埠 A
32K 快閃記憶體 ROM ROM 容量 (字)
2K 字(word) SRAM 容量
16位元μ'nSP核心 CPU
49.152MHz 最大工作速率
2.6V~3.6V 工作電壓
SPCE061A
特性參數
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SPCE061A 系統的特性參數
具備 觸鍵喚醒功能
具備 中斷控制功能
具備 省電功能
麥克風放大器和 單通道 自動增益控制
具備 開機重置
具備 內置 ICE 介面
具備 低電壓監測
具備 低電壓重定
具備 晶體振盪電路
具備 (凌陽格式 ) 串列 SRAM 介面
7 通道10位元電壓類比/數位轉換器 (ADC) 單通道聲音類比/數位轉換器 (ADC) ADC
UART 具備
雙 16 位元加計數計時器/計數器 雙通道 PWM 輸出 計時器/計數器
IOA7~0 其他中斷源 喚醒源
TimerA/B 時脈信號產生器
外部中斷 觸鍵喚醒 中斷源
SPCE061A 最小系統原理圖
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使用者目標板、PROBE、電腦三者之間
的連接圖
PROBE實物連接圖
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