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第1章
SPCE061A 單晶片簡介
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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
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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
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常見微控器
Intel:8051Atmel:89C51,89S51Microchip:PIC16XX、PIC18XX、PIC24XX(16 bit)—資料busTI(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:12MHz 1MIPS(12 clock)ROM:4KBRAM:128 BytesIO Port:32 PinTimer: 2組,16 bits (Timer0, Timer1)UART:1組中斷來源:5個
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一般微控器特色
CPU:8 bit /16bit/32 bitFreq:4/8/16/32/49MHz(RISC 架構,1 clock)ROM:4KB/32KB/64KB/128KBRAM:128 Bytes/2KB/4KBIO Port:32 PinTimer: 2組,16 bits 3組,4組UART: 1組、2組中斷來源:5個/14個/100個
WatchDog TimerADC/DAC(8ch/16ch, 10bit/12 bit解析度)USBEthernet
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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™)
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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。
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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2μ[email protected];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,鍵喚醒;具備觸鍵喚醒的功能;
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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)。
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SPCE061A的結構
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SPCE061APLCC84 封裝排列圖
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SPCE061A PLCC84 實物圖
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SPCE061A LQFP80 封裝接腳排列圖
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接腳描述表
IOB9:TimerB 脈寬調變輸出接腳BPWMO輸入輸出58IOB9
IOB10:通用非同步串列資料發送接腳 Tx輸入輸出57IOB10
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。輸入輸出50~54IOB[15:11]
IOA[7:0]:可透過程式,設定成喚醒接腳IOA[6:0]:與 ADC Line_In 輸入共用輸入輸出34~27IOA[7:0]
IOA[15:8]:雙向 IO 埠輸入輸出46~39IOA[15:8]
描 述類型接腳編號
接腳名稱
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接腳描述表
AGC 的控制接腳輸入16AGC
PLL的RC濾波器連接接腳輸入70VCOIN
32768Hz 晶體振盪輸出接腳輸出1X32O
32768Hz 晶體振盪輸入接腳輸入2X32I
DAC2 資料輸出接腳輸出13DAC2
DAC1 資料輸出接腳輸出12DAC1
IOB0:串列介面的時脈信號輸入輸出67IOB0
IOB1:串列介面的資料傳送接腳輸入輸出66IOB1
IOB2:外部中斷源 EXT1輸入輸出65IOB2
IOB3:外部中斷源 EXT2輸入輸出64IOB3
IOB4:外部中斷源 EXT1 的反饋接腳輸入輸出63IOB4
IOB5:外部中斷源 EXT2 的反饋接腳輸入輸出62IOB5
IOB6:雙向 IO 埠輸入輸出61IOB6
IOB7:通用非同步串列資料接收接腳Rx輸入輸出60IOB7
IOB8:TimerA 脈寬調變輸出接腳APWMO輸入輸出59IOB8
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接腳描述表
以低電位做有效的重置接腳輸入68/RESET
類比電路(A/D、D/A 和 2V 穩壓源)參考地輸入15AVSS
類比電路(A/D、D/A 和 2V 穩壓源)正向電壓輸入24AVDD
IO埠的參考地輸入35,36,48VSSIO
IO埠的正向電壓接腳輸入37,38,56VDDIO
邏輯電源和 IO埠的參考地輸入10,26,71VSS
邏輯電源的正向電壓輸入5,69VDD
AD參考電壓(由內部 ADC 產生)輸出22VADREF
麥克風電源輸出25VMIC
ADC Line_In通道的最高參考輸入電壓接腳輸入23VEXTREF
麥克風2階放大器輸入接腳輸入17OPI
麥克風1階放大器輸出接腳,接腳外接電阻決定AGC增益倍數輸出18MICOUT
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
輸出14V2VREF
麥克風正向輸入接腳輸入21MICP
麥克風負向輸入接腳輸入19MICN
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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20,11PFUSE,PVIN【1】
正常使用時接地輸入6N/C
正常使用時接地輸入4N/C
正常使用時接地輸入55N/C
測試閃爍記憶體,正常模式時懸浮輸入47ROMT
測試模式時接高電位,正常模式時接地 GND 或懸浮輸入3TEST
ICE 串列介面資料接腳輸入輸出9ICESDA
ICE 串列介面時脈接腳輸入8ICECLK
啟動 ICE(高電位啟動)輸入7ICE
睡眠模式(高電位啟動)輸出49SLEEP
【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。
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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 ROMROM 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
單通道麥克風放大器和自動增益控制
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
具備UART
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
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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
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PROBE實物連接圖
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下載線實物連接圖
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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、智慧語音互動式玩具等)