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，盛群半导体为国内专业微控制器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最具竞争力之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专业领域，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) HT48xAxHT49xAx系列 Remote (遙控器用)型

(6) HT95R2xHT95R3x系列Phone( + LCD)

(7) HT45R3xBS28xxBS26xx系列 Touch型

(8) Flash 型(HT46FxxHT48FxxHT66FxxHT68Fxx)

(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

第一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代表唯一的定时/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代表唯一的定时/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[!--empirenews.page--]

 

 

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，測量完一次会被清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