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1、ADuC812单片机原理及应用东南大学电工电子实验中心赵良法 Tel: 3792790Email: zlf_ADuC812单片机主要性能特点 ADuC812是全集成的12位数据采集系统。它在单个 芯片内，把高性能8位MCU(兼容8052) 、可重复编 程的非易失性FLASH程序存储器、高性能的自校准 多通道ADC和2个12位DAC等融于一体。 芯片融合了所有的从属功能以完全支持可编程数据 采集核心。这些从属功能包括用户FLASH存储器、 监视定时器(WDT)、电源监视器(PSM)和多种符合工 业标准的并行、串行接口。 MCU内核和模拟转换器二者均有正常、空闲及掉电 工作模式，提供了适合于低功率
2、应用的、灵活的电 源管理方案。ADuC812单片机模拟 I/O 8通道，高精度12位ADC 片内40ppm/电压基准 每秒200K高速抽样 高速ADC至RAM的DMA控制器 2个12位电压输出DAC 片内温度传感器主要功能ADuC812ADuC812单片机单片机存储器8KB片内FLASH/EE程序存储器640B片内FLASH/EE数据存储器256B片内数据RAM16MB外部数据地址空间64KB外部程序地址空间主要功能ADuC812ADuC812单片机单片机与8051兼容内核12MHz额定工作频率（最大16MHz） 3个16位定时/计数器32条可编程的I/O线大电流驱动能力端口39个中断源，2个
3、优先级主要功能ADuC812ADuC812单片机单片机电源用 3V和5V电压工作正常，空闲和掉电模式 片内外围设备UART串行接口I/O与I2C兼容的串行接口和SPI串行接口看门狗定时器电源监视器主要功能ADuC812单片机功能方块图ADuC812单片机引脚排列ADuC812单片机引脚说明ADuC812单片机引脚说明ADuC812单片机引脚说明ADuC812单片机引脚说明ADuC812单片机引脚说明ADuC812单片机系统的扩展l存储器组织和所有8052兼容器件一样，ADuC812程序存储器 和数据存储器有独立的寻址空间。附加的640B FLASH数据存储器供用户使用，可通 过一组映射在特殊功
4、能寄存器SFR范围的控制寄存 器间接访问。 SFR映射到内部数据存储空间的高128B，仅通过直 接寻址来访问（地址为X0H或X8H的SFR可位寻址 ），并提供CPU和所有片上外设间的接口。256B的内部数据存储器为用户提供了灵活、高效的 数据存储空间，具有直接寻址、间接寻址及位寻址 等多种寻址方式。ADuC812单片机系统的扩展l存储器映像程 序 存 储 器 空 间ADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l存储器映像数据 存储 器空 间ADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l存储器映像内部数 据存储 器的低 128BADuC812ADuC812单片机系
5、统的扩展单片机系统的扩展l存储器映像ADuC812 经SFR访 问模式ADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l存储器映像SFR的128BADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l片内FLASH程序存储器典型应用作为ADuC812可寻址64k程序存储器的低8k空间，用于存 放用户代码。用于系统自检时存放自检程序代码，正常运行时不占用程 序寻址空间（EA接地）。两种模式编程串行下载（在线编程）作为内嵌下载/调试核心的一部分，ADuC812便于通过 标准UART串行接口实现串行代码下载。若引脚PSEN 被外部电阻拉低，系统上电时自动进入串行下载模式 。并行编
6、程与常规的第3方FLASH/EEPROM 器件编程器完全兼 容。编程电压（12V）由片内充电泵产生。ADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l片内FLASH数据存储器控制和配置用户FLASH/EE数据存储阵列有640B，被配置成160（00H 到页9FH）页，每页4B。和其它用户外围设备一样，通过映射在SFR空间的一组寄存 器与此存储空间相接。四个数据寄存器组（EDATA1-4）用 于保存刚被访问的4B页数据。EADRL用于保存被访问页的 8位地址。ECON是一个8位控制寄存器，它可写入5个 FLASH/EE存储器访问命令之一，以便使能各种读、写、擦除和校验功能。ADuC8
7、12ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l片内FLASH数据存储器控 制 和 配 置ADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l片内FLASH数据存储器控 制 和 配 置ADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l片内FLASH数据存储器l编程一个字节l只有在FLASH/EE阵列已预先被擦除时，才能被编程（被 编程字节已保持FFH）。根据FLASH/EE的构造，擦除操 作必须发生在页级别，即最少擦除4个字节（1页）。l当用户仅请求修改页中的一个字节时，先要读取整个页， 以便擦除该页时不丢失已存在的数据。l字节编程实例ADuC812ADuC812单片
8、机系统的扩展单片机系统的扩展l片内FLASH数据存储器 典型编程/擦除时间 擦除全部阵列(640字节) 20ms 擦除单个页(4字节) 20ms 编程页(4字节) 250s 读取页(4字节) 在单个指令周期内 FLASH/EE擦除和编程定时 由主频时钟派生出来。当使用11.0592MHz的主时 钟频率时，不需要把它写到ETIM寄存器。当在其 它主时钟频率(fCLK)下工作时,必须改变ETIM的值 以避免降低数据FLASH/EE持续性和保持力。ADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l单片机最小应用系统l电源lADuC812维持运行的电源电压范围是2.7V5.25V。只有保
9、证提供的电源电压不超出3V或5V的10%，才能保证器件达到额定性能。l将模拟和数字电源引脚（分别为AVDD和DVDD）分离，可 使AVDD不受DVDD噪声的干扰。虽然可以用各自独立的电 源驱动AVDD和DVDD ，但应保证它们之间的电压差不能超 过0.3V，以避免损坏芯片。因此，建议AVDD和DVDD不是直接相连的情况下，在它们之间连接反向相叠的肖特基二极 管。ADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l单片机最小应用系统l电源采用两 个独立 电源供 电的处 理措施ADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l单片机最小应用系统l电源采用一 个电源 供电时 的
10、处理 措施ADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l单片机最小应用系统l系统时钟l当时钟频率少于400KHz时，片内ADC不能正常工作 。因此，应保证系统时钟的工作范围在400KHz 16MHz。使用片内时 钟振荡器的 时钟电路ADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l单片机最小应用系统l系统时钟使用 片外 时钟 源的 时钟 电路ADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l单片机最小应用系统l复位lADuC812需要外部POR（上电复位）电路。在电 源电压低于2.5V时，要使RESET引脚保持高电平 ；而且， VDD电压高于2.5V时，
11、RESET引脚保持 低电平至少10ms。外部POR电路必须在低至1.2V甚更低的电压下工作。l采用专门的 POR芯片能够很好地满足上述要求。 如ADI公司的ADM181X系列复位芯片、MAXIM公 司的MAX813等。l可增加手动复位功能，便于调试。ADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l单片机最小应用系统l复位高电平 有效复 位芯片 的复位 电路ADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l单片机最小应用系统l复位低电平 有效复 位芯片 的复位 电路ADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l单片机最小应用系统l其它硬件考虑l为方便在线
12、编程，加上在线调试和仿真器，用户希望在他们的 硬件上通过一些简单的连接，能够方便的进入下载、调试和仿 真模式。l这可以通过连接ADuC812的UART端实现，如果是从PC机下 载代码，则需要一片RS-232芯片实现电平转换。 l用户仍需找到一个方法触发芯片进入下载模式。这可以通过在 PSEN引脚跨接一个1K的下拉电阻来实现。如果去掉跨接线，当系统复位后，就会进入正常运行模式 。l注意当在上电或复位期间，如果任何外部电路无意间使PSEN变为低电平，就会导致芯片进入下载状态而不能开始本来应该 进行的用户代码执行过程。 ADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l实例单片 机最 小
13、应 用系 统的 硬件 设计ADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l外部存储器的扩展l系统的寻址能力l程序存储器64KBl数据存储器16MBl译码控制l必须选择出该芯片，即片选l必须选择出该芯片所有存储单元l译码方法l线选法l全地址译码法ADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l外部程序存储器的扩展l存储器的类型lROM：EPROM，EEPROM，FLASHl接口总线方式：并行l使用的控制信号lALE：低8位地址锁存控制lPSEN：外部程序存储器“读取”控制l总线lP0：分时复用的数据/地址总线lP2：高8位地址总线ADuC812ADuC812单片机系统
14、的扩展单片机系统的扩展l外部程序存储器的扩展地址锁存器 ：74LS37374LS2738282GALCPLDADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l外部数据存储器的扩展l存储器的类型lRAM：SRAM，DRAM，NVRAM，MPRAMl接口总线方式：并行，串行l使用的控制信号lALE：地址锁存控制lWR：外部数据存储器“写”控制lRD：外部数据存储器“读”控制l总线lP0：分时复用的数据/地址总线lP2：高8位地址总线ADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l外部数据存储器的扩展（64KB）地址锁存器 ：74LS37374LS2738282GALCPL
15、DADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l外部数据存储器的扩展（16MB）地址锁存器 ：74LS37374LS2738282GALCPLDADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l并行I/O接口lP0：l当作为通用的I/O口时，P0口的引脚以“开漏”的方 式输出，所以必需外加上拉电阻l当作为外部程序或数据存储器的数据/地址总线时 ，内部控制信号为高电平，P0口的引脚可以在数 据/地址总线的作用下实现上拉，不需要外加上拉 电阻lP2：l 具有内部的上拉功能，可作为准双向口（用作输 入时引脚被拉成高电平）使用l作为外部程序或数据存储器的高地址总线ADuC8
16、12ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展l并行I/O接口lP1：l主要作为模拟输入口使用，在P1口相应的SFR上写 0可以把P1口设置为数字输入口lP3：l 具有内部的上拉功能，可作为准双向口（用作输入时引脚被拉成高电平）使用l作为专用功能引脚，相应的口锁存器必须为1状态ADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展lI/O接口的扩展lI/O接口的寻址范围lI/O接口与外部数据存储器统一编址，可使用 16MB空间的一部分作为扩展I/O的地址空间l接口总线方式l并行，串行l使用的控制信号lALE：地址锁存控制lWR：外部数据存储器“写”控制lRD：外部数据存储器“读”控制l总线lP0：分时复用的数据/地址总线lP2：高8位地址总线ADuC812ADuC812单片机系统的扩展单片机系统的扩展lI/O接口的扩展l译码控制l必须选择出该芯
