微控制器(MCU)电路MS616F512应用在测量和工业控制领域

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MS616F512描述
. [  a1 P) Z+ P& u- P  ]/ g0 ?
MS616F512NS 是一款低功耗 16 位 RISC 的 mcu。MS616F512NS 具有五种低功耗模式，可以大大延长便携式设备中电池寿命。数字振荡器（DCO）可以在 6μs 内将 CPU 从低功耗模式中唤醒。
, T) Q- S/ |# e5 h, \
主要特点

低电源电压范围，1.8V 至 3.6V
) d6 _: `( t# O7 U: U+ r4 @
8 q& _$ L0 K7 w! p- [0 i+ ?超低功耗：
( U& A# n0 X  H& M% p% k0 b
工作状态：280μA（1MHz，2.2V）

0 u4 ^) x* d- @, o1 c) z待机状态：1.1μA

  j& T4 l  h4 m2 m9 F$ u4 g关机状态（RAM 保持）：0.1μA

五种省电模式

) W- t" w' i0 S6 p% F( D可在 6μs 内从待机模式到唤醒模式
% T; _* ?& J( ^
16 位的精简指令集架构，125ns 的指令周期

16 位的定时器 B 具有 7 个捕获比较寄存器
( y" Z, R3 ^1 X$ g4 p  s' G
16 位的定时器 A 具有 3 个捕获比较寄存器

) w9 n& J, b9 O1 t片内集成一个比较器
- ?3 e0 r/ v, {8 V, l$ R6 ]
+ e( J/ l# ?# k  m% p( j$ @串行通信接口（USART），可选同步（UART）或异步(SPI)模式

' r5 G7 @4 @/ z* D8 X低电压检测模块

6 R4 H/ l/ h6 n( k可通过 JTAG 对 Flash 在线编程
- a$ m/ {! U! @# e  `
7 j6 q& i! V! i( [可通过 Bootstrap Loader，对 Flash 在线编程

, n+ s" {" z$ x; P( D% z: h2KB 的 RAM

7 F7 g6 W* H4 d( g* M62KB+128B 的 Flash 存储空间

, {+ A0 U- I" L+ f封装图

$ A% i5 D. h7 R$ g/ B/ Q7 J6 x微控制器(MCU)电路MS616F512应用在测量和工业控制领域参数
. ^. t# H! \3 x! \内部框图

微控制器(MCU)电路MS616F512应用在测量和工业控制领域参数
管脚图

微控制器(MCU)电路MS616F512应用在测量和工业控制领域参数
管脚说明图
, Y* d: t$ o$ F" _5 X( V, m
; F- ]7 v- r7 o9 r( _8 C
* P0 l8 e! T9 }) x* H2 |
4 L5 r8 t$ F. G* o



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3 h4 k0 R5 L4 I! `" I微控制器(MCU)电路MS616F512应用在测量和工业控制领域参数
微控制器(MCU)电路MS616F512应用在测量和工业控制领域参数
工作模式

1 U9 G- n2 U+ E: z( _8 X: j7 mMS616F512NS具有一种工作模式和五种软件可配置的低功耗模式。中断事件可以将设备从任何一种低功耗模式下唤醒，然后执行中断服务程序并返回低功耗模式。
+ g7 j( ~' B7 S* x, r
通过配置寄存器可以进入以下六种低功耗模式：

% m* ^2 _* S" R' g- O2 h1 S' {4 [●工作模式（AM）

  |% `6 q  ]: d" l+ P- 所有时钟都在工作

- R! Q, Y" o: `- @●低功耗模式0（LPM0）
2 y$ I' i0 S3 [! A
-CPU停止工作
2 v" j# q4 O5 W% a; T8 p
% n7 n; _/ }, T- l2 b/ E-ALCK和SMCLK保持工作，MCLK停止工作
0 q& Z8 d/ y: N, h6 L  {
) f' |  B7 m+ T+ i9 |2 C-FLL+环路控制保持工作

" n1 q3 y1 w3 X) \% i2 f●低功耗模式1（LPM1）

2 I; `# b& h. e- `$ A-CPU停止工作
, X9 \" i! Z% R/ y& K. T, y
- u3 A( A2 h% G: s9 p* V-ALCK和SMCLK保持工作，MCLK停止工作

-FLL+环路控制停止工作
. R5 z! e: A; X* I* p; _7 r5 L
●低功耗模式2（LPM2）

8 a; [9 Q/ a# V) }& L-CPU停止工作

-MCLK，FLL+环路控制，DCOCLK停止工作

8 T# Z# U! O8 L-DCO的直流发生器保持工作
1 F: D# O# o# O- @. @, K: M( f
-ALCK保持工作

●低功耗模式3（LPM3）
$ ?, c; s2 Y6 M) y1 ^2 y) G
-CPU停止工作
+ o; o' u" f5 Z$ q+ z% M6 q
-MCLK，FLL+环路控制，DCOCLK停止工作
! z8 w9 [7 M" ]+ h8 r  |
-DCO的直流发生器停止工作

-ALCK保持工作

/ H* K+ Y' D( \6 Z9 }- \* K●低功耗模式4（LPM4）

-CPU停止工作

-MCLK，FLL+环路控制，DCOCLK停止工作
1 c. |/ T: J& D# X; C/ d8 E
-DCO的直流发生器停止工作
5 p9 O- r. K; n; ^
( X2 A+ p0 d( {/ y, `2 I-ALCK停止工作
$ q% I' [9 m' c# a. n/ ?
-晶振停止工作
1 D1 Q+ ]5 X1 ~) u1 {8 a# u- E& `
特殊寄存器

9.1 PC
4 }& I( o1 K3 h& [( E
& p3 p9 `+ l! T* u. S; W程序计数器PC共可寻址64KB存储空间。程序计数器PC总是指向偶数字节地址。在CPU运行周期中，访问PC所指向的存储器，然后PC加2。
% Y0 X! U  y3 [4 C
9.2 SP
6 a- `# p6 v( [+ ], Y
7 V3 Q7 X' F* U# _' M) I1 E堆栈指针SP总是指向堆栈的顶部。它采用预减后加的机制，系统在压栈时，总是先将SP的值减去2，再将数据送到SP指定的RAM单元中，系统在将数据推出栈时，先将数据从SP指向的RAM单元中取出后，再将SP加上2。
2 V) c0 {' P% p4 h/ J7 Z2 u2 r
, ^) r* z6 h8 {1 ]9.3 SR
; q2 m6 v( j2 S
7 @! f7 L* i% PSR为CPU内部状态寄存器，其结构如下所示：

% m- ]! I% w- a: k$ I* q* p9 _微控制器(MCU)电路MS616F512应用在测量和工业控制领域参数
9.4
/ v# l9 y& ~+ t, R* Z: ~6 Q7 b
$ y% u( ]$ Y/ Z3 {$ N/ U常数发生器CG1和CG2
8 ?- ^" U9 ]) m1 v1 Y( H
# I2 d$ R" Z' Q' f! x- j8 X六个常用常数可以通过寄存器CG1与CG2产生，而不需要额外的程序代码。这六个常数分别为：0000h、0001h、0002h、0004h、0008h、0FFFFh。当这6个常数任意一个被用作源立即数时，编译程序将自动使用常数发生器，节约指令代码。
3 M' L3 l: x% f
9.5
7 x1 r( r- Q) \2 R9 N
通用寄存器R4到R15
9 V& P% l+ g/ P
, f$ E. V% Q1 P- O, `R4到R15是12个通用寄存器，这些寄存器可用作数据寄存器，地址指针，或索引值。可以通过字或字节指令来访问。

USART 外围接口 —SPI 模式
- I+ e$ Q8 r) F
6 Z7 t: O& E+ z& b+ P+ M8 M! S  @21.1
/ c( a- j4 V% }/ `1 f9 e$ E
功能概述
# V( U# ]' J7 U; |1 Q! s1 G
) m7 Q5 `; U1 o3 B' X& }5 N在同步模式下，通过4线（SOMI，SIMO，UCLK，STE）或3线（SOMI，SIMO，UCLK）与外部通信。同步通信模式具有一下特点：

●支持3线或4线SPI
% S( |4 a7 s! x* I" u  X' M
●支持主机模式与从机模式
7 k* _( q+ {3 a& X
●接收与发送有单独的移位寄存器
/ Z1 X/ v2 U, ~2 y
! M) _! D. z# V% H  K1 a●接收与发送有独立的缓冲器
' U7 q, g+ p* }! ~# f
! M& L% v$ ~8 P0 Q6 |●接收与发送有独立的中断能力
9 X, K' D+ k# U
/ z1 i( K7 |; i" M- Y( N●时钟的极性与相位可编程

3 C' y+ F" M7 V9 h% g●7位或8位字符长度

21.2 初始化与复位状态

通过PUC信号或置位SWRST位，可以复位USART模块。在PUC信后后，SWRST位自动置位，保持USART模块一直处于复位状态。当SWRST置位时，URXIEx，UTXIEx，URXIFGx，RXWAKE，TXWAKE，RXERR，BRK，PE，OE与FE位复位，UTXIFGx与TXEPT位置位。接收使能位URXEx与发送使能位UXXEx并不受SWRST位影响。清除SWRST位使USART模块开始工作。
' Z3 z- t/ O2 {8 {8 {
21.3 SPI的主机模式

当选择同步模式且控制寄存器MM = 1时，USART模块工作在主机模式。USART模块通过在UCLK端口上的UCLK信号控制串行通信。在第一个UCLK周期，数据由SIMO端口移出，并在相应的UCLK周期间，从SOMI端口锁存数据。每当移位寄存器为空，已写入发送缓存UxTXBUF的数据移入移位寄存器，并启动在SIMO端口的数据发送，MSB先发送。同时接收到的数据移入移位寄存器。

& [) g" V7 @! i. g$ b0 p当移完所有选定的位数时，接收移位寄存器中的数据移入接收缓存UxRXBUF，并设置中断标志URXIFGx，表明接收到一个数据。在接收过程中，最先收到的数据为MSB，数据以右对齐的方式存入接收缓存器。如果这时前一数据未被读取，则溢出位OE置1。

- n7 g+ {+ r7 a1 b用户程序可以使用接收中断标志和发送中断标志完成协议的控制。当数据从移位寄存器中发送给从机后，可立即用UTXIFGx标志位将数据从缓存中移入移位寄存器，开始一次发送操作。
! _+ a+ L' t% [9 v3 j- s7 X) L
0 l. i8 P% y- ^/ B, f* F9 d从机接收定时应能确保及时获取数据。URXIFGx指示数据移出移入完成。主机可利用URXIFGx确定从机已准备好接收新数据。在使用3线通信时，由激活的主机STE信号防止与别的主机发生总线冲突。若相应的PNSEL位选择模块功能，则STE端口为输入线。主机在STE信号为高电平时正常工作。

# m0 Y" D) {6 t3 h0 `4 n! E! f当STE信号为低电平时，例如另一个设备申请成为主机，这是当时的主机应做出如下反映：

7 G' \9 Z3 T) i# n  |$ c: z% C（1）SIMO与UCLK端口被强制为输入，不再驱动SPI总线。

1 ^5 t# e3 I9 b7 x- s- N2 U+ B6 e（2）出错标志位FE与UxRCTL寄存器中的中断标志位URXIFGx置位。

2 }0 Z' A- X; @! V! @7 W5 w, Q这样总线冲突就被消除，即原主机的SIMO与UCLK两个端口不再驱动总线，同时用出错标志FE通知系统的完备性被破坏。当STE为低电平时SIMO与UCLK端口被强制为输入；当STE返回高电平时，系统将返回到由相应控制位定义的状态。在3线模式中，STE信号与输入无关。

, H+ a  v% M* }. X2 M21.4 SPI的从机模式

当选择同步模式且MM = 0时，则为从机模式。在从机模式下，通信用的串行时钟来源于部主机，从机的UCLK端口为输入状态。
; m6 w8 Q/ p8 l8 v
数据传输速率由主机发出的串行时钟确定，而不是由内部的波特率发生器而决定。在开始UCLK之前，由UxTXBUF装入移位寄存器中的数据在主机提供的UCLK信号作用下，通过从机的SOMI引脚对主机发送数据。同时在UCLK时钟的反向沿SIMO端口上的串行数据移入移位寄存器中。如果接收中断标志URXIFGx = 1,则标致数据已经接收并装配到接收缓存器。当新数据写入接收缓存时前一个数据还没有被取出，则溢出标志OE被置位。

在使用4线同步通信时，STE信号被从机用作发送与接收使能信号，它由主机提供。

当STE=1时，该从机禁止接收与发送；
' n9 b6 H" U) q- a2 s% Y9 m
当STE=0时，该从机被允许接收与发送。

在已经启动的接收操作过程中，若STE 变为1，则接收操作也将被中断，知道STE为0。

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