holtek单片机图文全面详解

    电子产品项目中对单片机的选型，可谓仁者见仁智者见智。合泰单片机价格适中，种类也比较齐全。下面就为大家全面介绍下holtek的单片机。

　　holtek单片机是由盛群半导体设计开发，盛群半导体为国内微控制器IC设计领导厂商，营业范围主要包括微控制器IC及其周边组件之设计、研发与销售。自1998年成立以来，公司不断致力于新产品的研发及技术的创新，加上对市场趋势的掌握，期能提供广大电子市场竞争力之IC产品。产品范围包括：泛用型与专用型微控制器（MCU），除一般应用领域外，更涵盖语音、通讯、计算机外设、家电、医疗、车用及安全监控等各领域，并提供各种电源管理及非易失性内存等微控制器外围组件，提供客户更具竞争能力的完整解决方案。

　　holtek单片机—分类

　　（1） HT48系列 I/O 型（ + LCD）

　　（2） HT49系列 I/O + LCD 型

　　（3） HT46系列 I/O+AD 型（ + LCD）

　　（4） HT47系列 I/O+RC-F（AD）+LCD+IR型

　　（5） HT48xAx\HT49xAx系列 Remote （遙控器用）型

　　（6） HT95R2x\HT95R3x系列Phone（ + LCD）

　　（7） HT45R3x\BS28xx\BS26xx系列 Touch型

　　（8） Flash 型（HT46Fxx\HT48Fxx\HT66Fxx\HT68Fxx）

　　（9） TIny Power 型（HT56R2x， HT56R6x， HT56R6xx ）

　　（10） Keyboard/Mouse系列，USB Audio系列，

　　Voice/Music系列，VFD系列……。。

　　HOLTEK单片机—系统结构

　　Holtek单片机的系统结构

　　时序和流水线结构

　　子程序调用流水线的情况

　　程序计数器

　　lALU所提供的功能与其相关指令码如下：

　　算术运算 ：ADD、ADDM、ADC、ADCM、SUB、SUBM、SBC、SBCM、DAA

　　逻辑运算 ：AND、OR、XOR、ANDM、ORM、XORM、CPL、CPLA

　　移位 ：RRA、RR、RRCA、RRC、RLA、RL、RLCA、RLC

　　增加和减少：INCA、INC、DECA、DEC

　　分支判断 ：MP、SZ、SZA、SNZ、SIZ、SDZ、SIZA、SDZA、CALL、RET、RETI

　　堆栈与堆栈指针/程序计数器

　　HOLTEK单片机—存储器（程序存储器/数据存储器）

　　盛群半导体I/O型单片机程序存储器结构

　　部分是特殊功能寄存器，有固定的地址且与单片机的正确操作密切相关。大多特殊功能寄存器都可在过程控制下直接读取和写入，但有些被保留用于未来扩展功能而不开放。

　　第二部分通用数据存储器是留给用户使用的，都可在过程控制下进行读取和写入。

　　数据存储器

　　通用数据存储器的结构

　　专用寄存器的结构

　　特殊功能寄存器：

　　间接寻址寄存器 – IAR， IAR0， IAR1

　　间接寻址指针 – MP， MP0， MP1

　　累加器 （数据存储器地址：05H）– ACC

　　程序计数器低字节寄存器（数据存储器地址：06H） – PCL

　　表格寄存器（数据存储器地址：07、08H） – TBLP， TBLH

　　看门狗定时寄存器（数据存储器地址：09H） – WDTS

　　状态寄存器（数据存储器地址：0AH） – STATUS

　　中断控制寄存器（数据存储器地址：0BH） – INTC

　　定时/计数器寄存器 （数据存储器地址：0CH~11H）

　　输入/输出端口和控制寄存器

　　HOLTEK单片机—基本I/O

　　上图：输入/输出端口硬件图

　　上拉电阻（配置选项设置 or 软件设置）

　　唤醒功能（配置选项设置 or 软件设置）

　　输入/输出端口控制寄存器

　　外部中断输入

　　外部中断

　　外部中断是通过端口上由高到低的电平转换来触发，之后相应中断请求标志位（EIF；INTC的第4位）被置位。当中断允许，堆栈未满且外部中断产生时，会调用地址04H的子程序，中断请求标志位EIF将被清零，且EMI位将被清零来屏蔽其它中断。

　　l中断控制寄存器（一个定时/计数器）

　　中断控制寄存器（两个定时计数器）

　　不同中断的允许位、请求标志优先级

　　注意：在图中，T0F和T1F中断请求标志位与ET0I和ET1I中断允许位提供给HT48R70A-1/ HT48C70-1和HT48R50A-1/HT48C50-1使用，因为它们拥有两个定时/计数器。HT48R10A-1/ HT48C10-1和HT48R30A-1/HT48C30-1只有一个定时/计数器，定时/计数器0代表的定时/计数器TMR，拥有中断请求标志位TF和中断允许位ETI。

　　HOLTEK单片机—定时/计数器中断

　　当定时/计数器溢出，会置位定时/计数器中断请求标志位，定时/计数器中断发生。在只有一个定时/计数器的单片机中，此位是INTC寄存器的第5位即TF，而在有两个定时/计数器的单片机中，定时/计数器0中断请求标志位是INTC的第5位即T0F，而定时/计数器1中断请求标志位是INTC的第6位即T1F。当主中断位被打开、堆栈未满且相关内部中断允许位打开，定时/计数器溢出时会发生内部中断。对于只有一个定时/计数器的单片机将调用地址08H的子程序。对于有两个定时/计数器的单片机，定时/计数器0中断将调用地址08H的子程序，而定时/计数器1中断将调用地址0CH的子程序。内部中断发生时，中断请求标志位TF、T0F或T1F被清零，且EMI位将被清零来屏蔽其它中断 。

　　中断优先级

　　注意：此表应用于HT48R70A-1/HT48C70-1和HT48R50A-1/HT48C50-1，它们拥有两个定时/计数器，即为TMR0和TMR1。而HT48R10A-1/HT48C10-1和HT48R30A-1/HT48C30-1只有一个定时/计数器，定时/计数器0代表的定时/计数器，即TMR。

　　8位定时/计数器结构

　　16位定时/计数器结构

　　定时/计数器的相关寄存器（续）

　　定时/计数控制寄存器 – TMRC，TMR0C，TMR1C

　　配置定时/计数器输入时钟源

　　定时/计数寄存器–TMR， TMR0， TMR0L/TMR0H， TMR1L/ TMR1H

　　定时器模式

　　事件计数模式

　　可编程分频器（PFD）和蜂鸣器的应用

　　TIMER应用举例：

　　TMR是向上计数的寄存器

　　l在定时或计数时，当计数到OFFH时，再來一个CLK，计数器就会溢出（在中断开启且堆栈未满时，就会发生TIMER中断），计数器重新装载初始值，并从此初始值开始重新计数。

　　寄存器TMR或者TMR0L/TMR0H写入初始值

　　控制寄存器TMRC设置工作模式、时钟、触发条件，开关。

　　TMRC控制寄存器

　　TIMER定时模式

　　TIMER定时模式时时间计算

　　（以上面程序为例）

　　条件： OSC ： Crystal = 4 MHz

　　Timer source： system clock

　　计算每次发生中断的时间间隔T=？

　　PSC2 PSC1 PSC0 = 000

　　f INT = fsys/2 =2MHZ

　　t = 1/ f INT = 0.5us

　　T= （256-96）* t=160*0.5us= 80us

　　TIMER 计数模式

　　a） 將TMRC中 设置为

　　TM1 TM0 = 01定时器就工作于定时模式 ，计数模式和定时模式原理相同，只是计数器的时钟源选择不同。

　　b） 计数器的时钟源由芯片的

　　TMR腳输入。

　　c） TE= 0 上升沿计数 /1 下降沿计数

　　TIMER 脉宽測量模式

　　（a） TMRC中设置 TM1，TM0=11

　　TE= 0 脉宽下降沿开始计数/1 脉宽上升沿开始计数

　　TO=1 脉宽测量启动，測量完会被清0，再次測量必須重新设置此位

　　（b） 如果TO，TE=1， TMR腳上脉冲上升沿开始计数，下降沿停止计数。測量结果存放在TMR中。

　　编程注意事项

　　当定时/计数器运行在定时器模式时，定时器的时钟源是使用内部系统时钟或RTC，与单片机所有运算都能同步。在这个模式下，当定时器寄存器溢出时，单片机将产生一个内部中断信号，使程序进入相应的内部中断向量。对于脉冲宽度测量模式，计数器的时钟源也是使用内部系统时钟或RTC，但定时器只有在正确的逻辑条件出现在外部定时/计数器输入引脚时才执行动作。当这个外部事件没有和内部定时器时钟同步时，只有当下一个定时器时钟到达时，单片机才会看到这个外部事件，因此在测量值上可能有很小的差异，需要程序设计者在程序应用时加以注意。在定时器配置为外部事件计数模式时，它的时钟来源是外部事件，和内部系统时钟或者定时器时钟不同步。

　　holtek单片机—振荡器

　　l三种系统时钟可供选择：看门狗定时器也有多种时钟源选择，另外还有实时时钟RTC

　　l三种方法产生系统时钟：使用外部晶体/陶瓷振荡器、外部RC电路或是内部RC时钟源

　　晶体/陶瓷振荡器

　　外部RC振荡器

　　三种振荡电路

　　RTC振荡器

　　如果选择RTC作为定时/计数器的时钟源，则即使单片机工作在暂停即HALT时，定时/计数器依然有效工作，当定时器溢出时，还会发出正常的内部中断信号，此信号使单片机从HALT状态下被唤醒，并且继续正常工作直到下一个“HALT”指令被执行。

　　看门狗定时振荡器

　　WDT振荡器是一种完全独立在芯片上自由动作的RC振荡器，它在5V条件下的周期时间典型值是65us周期，且不需外部的器件搭配。当单片机进入暂停模式时，系统时钟将停止动作，但WDT振荡器继续自由动作且保持看门狗有效。某些应用中为降低功耗，可通过掩膜选项来关闭WDT振荡器。

　　系统的暂停和唤醒

　　暂停模式是通过“HALT”指令实现且造成如下结果：

　　系统振荡器将被关闭

　　在RAM芯片和寄存器上的数据保持不变

　　假如WDT时钟源是来自WDT振荡器，WDT和WDT预分频器（Prescaler）将被清零然后再重新计数

　　所有输入/输出端口状态保持不变

　　PDF标志位被置位而TO标志位被清零

　　holtek单片机—看门狗定时器和节电模式

　　看门狗定时器用于程序防止单片机死机，或进入死循环。一般用在环境比较恶劣的情況下。

　　看门狗定时器

　　WDT预分频器

　　看门狗定时器的操作：

　　以HT48R30A-1为例

　　WDT的时钟源可选择：

　　a） WDTOSC（12Kz）

　　b） T1（system clock/4）

　　c） RTCOSC（32

　　看门狗清除：

　　方式一： CLR WDT

　　方式二： CLR WDT1…CLR WDT2

　　配置选项选择清除方式，必须在WDT计数器溢出之前清除，否则将发生WDT溢出Reset 系统。

　　配置选项：

　　基本电路参考/技术参数

　　基本应用电路

　　HT48 I/O单片机技术参数：

　　技术特性：高性能RISC结构、低功率完全静态CMOS设计

　　工作电压：在4MHz下，由2.2V到5.5V，在8MHz下，由3.3V到5.5V，

　　功率损耗：在5V/4MHz下，典型值为2 mA/1.5mA（Enhanced I/O）

　　不使用看门狗定时器和RTC时，3V下静态（standby）电流小于1uA

　　温度范围：工作温度--40-85度（工业级规格），储存温度--50-125度

　　内核特性：

　　程序存储器

　　l1K×14 OTP/Mask ROM （HT48R10A-1/HT48C10-1）

　　l2K×14 OTP/Mask ROM （HT48R30A-1/HT48C30-1）

　　l4K×15 OTP/Mask ROM （HT48R50A-1/HT48C50-1）

　　l8K×16 OTP/Mask ROM （HT48R70A-1/HT48C70-1）

　　数据存储器

　　l64×8 SRAM （HT48R10A-1/HT48C10-1）

　　l96×8 SRAM （HT48R30A-1/HT48C30-1）

　　l160×8 SRAM （HT48R50A-1/HT48C50-1）

　　l224×8 SRAM （HT48R70A-1/HT48C70-1）

　　周边特性：

　　从8个到56个具有上拉功能的双向输入输出口

　　PA口具有唤醒功能

　　外部中断输入

　　事件计数输入

　　具有预分频器（Prescaler）及中断功能的定时器

　　看门狗定时器（WDT）

　　暂停与唤醒特性可以节省功耗

　　PFD/蜂鸣器驱动输出

　　芯片内置晶体及电阻电容振荡电路

　　具有低电压复位特性

　　32768Hz的实时时钟（RTC）功能

　　具有低电压复位（LVR）特性

　　具有烧录电路接口及程序代码保护功能

　　Mask版单片机适用于大量生产

　　提供高效的软硬件支持工具

　　表格读取功能

　　多层硬件堆栈

　　直接和间接数据寻址模式

　　位操作指令

　　63条强大的指令

　　大多数指令执行时间只需要一个指令周期

　　引脚分配：

　　HT48R30A-1/HT48C30A-1引脚分配