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† 輸入單元(input unit)

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Academic year: 2022

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(1)

1

第1章

SPCE061A 單晶片簡介

(2)

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

(3)

3

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

(4)

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

(5)

5

匯流排種類示意圖

(6)

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)

† ...

(7)

7

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

(8)

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

(9)

9

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™)

(10)

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

(11)

11

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。

(12)

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

(13)

13

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)。

(14)

SPCE061A的結構

(15)

15

SPCE061APLCC84 封裝排列圖

(16)

SPCE061A PLCC84 實物圖

(17)

17

SPCE061A LQFP80 封裝接腳排列圖

(18)

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

(19)

19

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

(20)

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

(21)

21

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。

(22)

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

(23)

23

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

(24)

SPCE061A 最小系統原理圖

(25)

25

使用者目標板、PROBE、電腦三者之間

的連接圖

(26)

PROBE實物連接圖

(27)

27

下載線實物連接圖

(28)

應用領域

† 家用電器控制器:冰箱、空調、洗衣機等白色家電

† 儀器儀錶:數位儀錶(有語音提示功能)

† 電錶、水錶、瓦斯

† 工業控制

† 智慧家居控制器

† 通訊產品:多功能錄音電話、自動總機、語音信箱、數 位錄音系統產品

† 醫療設備、保健器械(電子血壓計、紅外體溫監測儀 等)

† 體育健身產品(跑步機等)

† 電子書籍(兒童電子故事書類)、電子教學設備等

† 語音識別類產品(語音識別遙控器、智慧語音互動式玩

參考文獻

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