瑞薩單片機內部培訓資料

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1、MCU Product CenterRenesas Electronics Corporation00000-ARev. 0.1 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.2010-5-7MCU培訓培訓(基于基于R8C/1B)SH Field Application B TeamEG, MCU Product CenterHuang Han 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.2 2010 Renesas Electronics Corpor

2、ation. All rights reserved.3n R8C MCU coren R8C peripheral & I/On HEW and NC30n Sample Coden 單片機工作的要素l 工作模式(Operation MODE)l 時鐘(Clock)l 復位(Reset)l 向量(Vecter Table)及中斷(Interrupter)n Ru-StickMCU training 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.4Roadmap of Pre-Renesas Microcomputers4-

3、bit740380007600740 FamilyH8/300HH8/300LH8/300LSuper Low PowerH8 Family8-bit16-bit32-bit CISCH8S/2100H8S/2200H8S/2300H8S/2400H8S/2500H8S/2600H8S FamilyH8/Tiny(H8S,300H)M16C/Tiny32 to 100 pins48 to 80 pins16 to 80 pinsM16C/30M16C/60M16C/80M32C/80M32C/90R32C/100M16C FamilyH8SX/1500H8SX/1600H8SX FamilyS

4、H/TinySH2-DSPSH-1SH-2SH3-DSPSH-3SH-4SH-4ASuperH FamilyUnder developmentMMU32-bit RISCSuperscalarController typeProcessor typeCore development1 instruction in1 clock cycle1 instruction in1 clock cycle1 instruction in1clock cycleSH-2AM32R FamilyM32R/ECU7204500R8C/LxR8C/TinyUnder developmentR8C Family

5、2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.5R8C/Tiny系列單片機硬件接口 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.6R8C/TinyR8C/Tiny系列單片機的主要優(yōu)點系列單片機的主要優(yōu)點 低功耗設計低功耗設計 減少外部電路減少外部電路 安全安全設計設計 代碼效率高代碼效率高 優(yōu)化的優(yōu)化的CPU寄存器結構寄存器結構 優(yōu)秀的電磁兼容性優(yōu)秀的電磁兼容性 可靠的可靠的FLASH存儲器存儲器 On-chip調試調試Renesas最新推出的小型化封裝

6、、高性能的16位單片機 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.7 低速低速/高速高精度內部振蕩器高速高精度內部振蕩器2可選擇多種時鐘分頻比可選擇多種時鐘分頻比1內部振蕩器內部振蕩器定時器定時器XIN外部信號外部信號 輸入輸入時鐘發(fā)生電路時鐘發(fā)生電路定時器時鐘源可選定時器時鐘源可選5電阻電阻AVssOffVref 模擬輸入模擬輸入A/D轉換器轉換器 A/D 參考電壓可切斷參考電壓可切斷411/2001/11000通常運行模式通常運行模式, f(XIN)= 20MHz等待模式等待模式, f(XIN)= 125 KHz停止

7、模式停止模式 強大的功耗控制能力強大的功耗控制能力 3R8C/Tiny系列單片機的主要優(yōu)點低功耗設計低功耗設計Vref 切斷切斷(1,2,4,8,16分頻)高速：40MHz低速：125KHz 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.8R8C/Tiny系列單片機的主要優(yōu)點減少外部電路減少外部電路現(xiàn)有產品現(xiàn)有產品R8C/TinyVCCRESETMODEVref調試 接口串行寫入器接口 復位電路注： R8C/14群以后的單片機可以實現(xiàn)單線調試GNDEEPROMVCCRESETMODEVref調試接口串行寫入器接口GNDEEP

8、ROMPOR /LVD數(shù)據(jù)閃存單線調試系統(tǒng)接口* 高速內部振蕩器復位電路增加了有效引腳-減少元件-增加了有效引腳-減少元件-增加了有效引腳減少元件 高速、高精度內部振蕩器 (外接晶振引腳可用作輸入端口) 內部上電復位電路 低電壓檢測電路 數(shù)據(jù)閃存（可代替E2PROM） 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.9 復位后硬件啟動功能 時鐘源保護功能（永不停止的看門狗）多種安全設計使單片機系統(tǒng)更加穩(wěn)定！程序區(qū)FFFFFF錯誤恢復程序未使用區(qū)未定義指令中斷“跑飛”特殊指令BRK (H00) & UND (HFF)4CPU保護

9、寄存器重要寄存器CPU重要寄存器正常工作時程序失控時保護寄存器 3VSSVCC其它任意信號 Vcc和Gnd引腳的安全處理2強大的看門狗定時器1R8C/Tiny系列單片機的主要優(yōu)點安全設計安全設計 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.10內部振蕩器XINCPUXIN 振蕩器正常工作內部振蕩器XINCPUXIN 振蕩器意外停止內部振蕩器XINCPUCPU時鐘切換到內部振蕩器振蕩停止檢測功能振蕩停止檢測功能5n 當主時鐘意外停止時，當主時鐘意外停止時，CPU時鐘時鐘自動切換到自動切換到內部振蕩器！內部振蕩器！n （使用該

10、功能時，主時鐘頻率須大于2MHz）R8C/Tiny系列單片機的主要優(yōu)點安全設計安全設計 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.11u 強大的指令系統(tǒng)強大的指令系統(tǒng) 總共總共89條指令條指令u 很多很多 單周期單周期 指令（且使用頻率非常高）指令（且使用頻率非常高）u 20 個個(MOV, ADD, SUB等等)u 8種尋址模式種尋址模式 u 4種種單周期單周期尋址模式尋址模式u 寄存器到寄存器寄存器到寄存器u 寄存器到存儲器寄存器到存儲器u 立即數(shù)到寄存器立即數(shù)到寄存器u 立即數(shù)到存儲器立即數(shù)到存儲器u 強大的數(shù)學運

11、算指令強大的數(shù)學運算指令: RMPA, SMOVB 等。等。(與與DSP的的MAC指令相近）指令相近）u RMPA 為乘累加指令為乘累加指令u SMOVB指令按地址減小的方向依次將一段內存的數(shù)據(jù)逐個傳送到另一段指令按地址減小的方向依次將一段內存的數(shù)據(jù)逐個傳送到另一段內存中內存中u 高效、優(yōu)化的高效、優(yōu)化的C編譯器編譯器在設計指令體系時就充分考慮了在設計指令體系時就充分考慮了C語言特點語言特點R8C內核強大的指令系統(tǒng)優(yōu)化的結構高效、優(yōu)化的C編譯器 快速、高效的代碼R8C/Tiny系列單片機的主要優(yōu)點代碼效率高代碼效率高 2010 Renesas Electronics Corporation.

12、All rights reserved.12 所有外部輸入信號均通過保護 電路及噪聲過濾器2去噪電路去噪電路去噪電路去噪電路多種技術減少EMI/EMSOUTINVccGNDOUTVccGNDOUTINVccGNDOUTVccGND 所有輸出緩沖器與電路配線的 特性阻抗相匹配 數(shù)字濾波器用于外部中斷及輸入捕捉定時器的觸發(fā)輸入5抗靜噪及防閂鎖能力增強4VccVssVccVss VccVssVccGNDVccVccGND普通MCUR8C內置電容 Vcc和Gnd之間內置噪聲過濾器 （旁路電容）1GND3R8C/Tiny系列單片機的主要優(yōu)點優(yōu)秀的電磁兼容性優(yōu)秀的電磁兼容性 2010 Renesas El

13、ectronics Corporation. All rights reserved.13SB015ISPUSP001515FLGPCINTB00015R0HR0LR1HR1LR2R3A0A1FB08 / 08 / 0000016 / 001531 / 1615151515 / 715 / 777Bank 0 Flag寄存器的寄存器的“B”位位=0 (默認默認)R0HR0LR1HR1LR2R3A0A1FB08 / 08 / 0000016 / 001531 / 1515151515 / 715 / 777 Bank 1 Flag寄存器的寄存器的“B”位位=1對于中斷很有用: 可以直接切換到另一

14、個區(qū)而不用將寄存器的值壓棧寄存器分為兩個區(qū)切換R8C/Tiny系列單片機的主要優(yōu)點優(yōu)化的優(yōu)化的CPU寄存器結構寄存器結構 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.14- 10K次的編程次的編程/擦除擦除- 2.7V 5.5V電壓下讀取電壓下讀取- 內置數(shù)據(jù)閃存并改善了內置數(shù)據(jù)閃存并改善了 掛起功能掛起功能* 計劃中計劃中- 10K次的編程次的編程/擦除擦除- 2.7V 5.5V電壓下讀取電壓下讀取- 內置數(shù)據(jù)閃存內置數(shù)據(jù)閃存- 100K次的編程次的編程/擦除擦除- 1.8V5.5V電壓下編程、擦除、讀取電壓下編程、擦除

15、、讀取- 強大的全方位的保護功能強大的全方位的保護功能NOR(0.2HNDc)NOR(0.2HNDe)我們不斷改善FLASH的技術，以滿足客戶的更高要求！MONOS(0.18*)R8C/Tiny系列單片機的主要優(yōu)點可靠的可靠的FLASH存儲器存儲器（1）FLASH技術的發(fā)展（技術的發(fā)展（R8C/Tiny） 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.15指令指令譯碼器譯碼器專用專用時序器時序器擦除擦除/編程電壓生成器編程電壓生成器Flash存儲器單元存儲器單元Flash 模塊模塊命令輸入命令輸入單電壓操作單電壓操作獨立于工

16、作時鐘獨立于工作時鐘擦除擦除編程編程保護位的設定保護位的設定讀狀態(tài)讀狀態(tài)等等等等1) 閃存擦除編程所需的電壓序列以及擦除編程時序由內部控制塊管理。2) 編程擦除是通過專用的命令執(zhí)行來完成，確保了穩(wěn)定性和高可靠性 。 R8C/Tiny系列單片機的主要優(yōu)點可靠的可靠的FLASH存儲器存儲器（2） HND Flash存儲器模塊提供方便、高可靠的在電路板編程！提供方便、高可靠的在電路板編程！ 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.16擦除01002003004005006007008009001000110100100010

17、000100000擦除/編程次數(shù)塊擦除時間（ms）編程0102030405060110100100010000100000擦除/編程次數(shù)字節(jié)編程時間（us）擦除編程的時間根據(jù)擦除編程的次數(shù)不同而變化擦除編程的時間根據(jù)擦除編程的次數(shù)不同而變化在擦除編程超過在擦除編程超過10K次后，擦除編程的時間會有明顯變化，次后，擦除編程的時間會有明顯變化，但是擦除編程的特性及可靠性不會發(fā)生變化！但是擦除編程的特性及可靠性不會發(fā)生變化！R8C/Tiny系列單片機的主要優(yōu)點可靠的可靠的FLASH存儲器存儲器（3） HND Flash的擦除/編程特性 2010 Renesas Electronics Corpora

18、tion. All rights reserved.17EW0 模式模式- 在該模式下，用戶ROM區(qū)可以在CPU運行狀態(tài)下被改寫 - CPU改寫控制程序必須轉移到非用戶ROM區(qū)（如RAM）中執(zhí)行擦除擦除/編程程序編程程序擦除擦除/編程命令編程命令EW1 模式模式- RAM容量不夠大時非常有用- 在該模式下，擦除/編程程序可以直接在用戶ROM區(qū)執(zhí)行- 在自動擦除和編程期間，CPU為保持狀態(tài)- I/O端口保持為命令執(zhí)行前的狀態(tài) 擦除編程命令擦除編程命令跳轉到ROM中的改寫控制程序且用軟件命令執(zhí)行CPUFlashROM擦除或編程期間，CPU為保持狀態(tài)轉移擦除轉移擦除/編程程序編程程序跳轉到RAM中的

19、改寫控制程序且用軟件命令執(zhí)行將CPU改寫控制程序轉移到RAM中CPURAMFlashROM擦除擦除/編程程序編程程序R8C/Tiny系列單片機的主要優(yōu)點可靠的可靠的FLASH存儲器存儲器（4）靈活的靈活的CPU改寫模式改寫模式 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.181. 所有用戶ROM區(qū)保護（塊0和塊1）2. 用戶ROM區(qū)單獨保護（塊0或塊1）串行/并行寫入都可實現(xiàn)擦除、編程的保護ID 碼檢查 在芯片與串行寫入器之間匹配- 命令允許不匹配- 命令拒絕 (防止無權訪問!)0100010010101001110101

20、0101001001ID碼包含7個字節(jié)，約7 x 1016種組合方式，用于串行寫入模式。當使用并行模式寫入時，可用ROM碼保護功能對整個FLASH進行保護！R8C/Tiny系列單片機的主要優(yōu)點可靠的可靠的FLASH存儲器存儲器（5）Flash的保護功能的保護功能 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.19nn數(shù)據(jù)閃存的用途:n將塊A、B(R8C/12、13為2KB，其余為1KB)當成E2PROM使用n與E2PROM的區(qū)別 ：n成塊擦除n當用ROM上的程序進行改寫時，CPU 進入 HOLD 狀n 態(tài)，直至擦除結束。nn

21、 擦除/編程掛起：n中斷請求自動將編程或擦除的執(zhí)行掛起，響應中斷。 n中斷結束后，用S/W 重新啟動編程或擦除。SFRRAM 1KB內部保留區(qū)塊塊1(8KB)內部保留區(qū)00000007FF0C000030000200002800塊塊A塊塊B16 + 4KB 版本版本允許用塊允許用塊1, 0 上的程上的程序改寫塊序改寫塊 A, B (也可也可改寫塊改寫塊1, 0)數(shù)據(jù)閃存00400塊塊 0(8KB)0FFFFR8C/Tiny系列單片機的主要優(yōu)點可靠的可靠的FLASH存儲器存儲器（6）數(shù)據(jù)閃存和擦除數(shù)據(jù)閃存和擦除/編程掛起編程掛起工作模式改寫程序執(zhí)行E/W期間指令執(zhí)行擦除/編程掛起EW0模式閃存塊

22、以外（如內部RAM）執(zhí)行允許EW1模式閃存塊除要改寫的塊停止允許 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.20與低成本E8調試器的連接： 單線調試 (R8C14群以后)支持多種On-chip調試功能: 地址匹配中斷 單步中斷 BRK 指令 硬件斷點 JMP 跟蹤VCCRESETMODEAVCC/VrefGNDE8復位信號R8C系列單片機內置系列單片機內置on-chip調試功能調試功能R8C/Tiny系列單片機的主要優(yōu)點On-chip調試調試 2010 Renesas Electronics Corporation. A

23、ll rights reserved.21低功耗設計減少外部電路安全設計代碼效率高優(yōu)化的CPU寄存器結構優(yōu)秀的電磁兼容性可靠的FLASH存儲器On-chip 調試R8COutstandingR8COutstandingR8COutstandingR8COutstandingR8C/Tiny單片機性能卓越的R8C/Tiny系列單片機的主要優(yōu)點 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.22R8C/Tiny單片機介紹硬件及外圍電路概覽CPU寄存器結構存儲器復位看門狗定時器低電壓檢測電路時鐘發(fā)生電路工作模式轉換功耗定時器串行I

24、/O可編程I/O端口A/D轉換器FLASH中斷 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.23R8C/Tiny單片機介紹硬件及外圍電路概覽概覽 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.24R8C/Tiny單片機介紹硬件及外圍電路概覽概覽 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.25CPU寄存器寄存器R0HR0LR1HR1LR2R3A0A1FB08 / 08 / 00000

25、16 / 001531 / 1515151515 / 715 / 777SB015ISPUSP001515FLGPCINTB000191915數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器2個32位寄存器 (R0R2 , R1R3) 或4個16位寄存器 (R0, R1, R2 , R3) 或4個8位寄存器 (R0L, R0H, R1L, R1H)8 bits16 bits20 bits基址寄存器基址寄存器SB(靜態(tài)基址寄存器)：用于SB相對尋址FB(幀基址寄存器)：用于FB相對尋址控制寄存器ISP/USP(中斷堆棧指針和用戶堆棧指針)： 通過FLG的U標志選擇ISP或USPFlag(標志寄存器) ： 表示狀態(tài)標志和設定

26、中斷優(yōu)先級PC： 20位程序計數(shù)器INTB(中斷表寄存器)： 設定中斷向量表的起始地址地址寄存器地址寄存器2個16位地址或通用寄存器 (A0, A1)或1個32位地址寄存器 A0A1R8C/1B單片機介紹硬件及外圍電路CPUCPU寄存器結構寄存器結構 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.26擴展區(qū)0000016FFFFF160200016R8C/Tiny 系列0FFFF16002FF160040016固定向量區(qū)內部ROM區(qū)(最大56KB)擴展區(qū)內部RAM區(qū)(最大7KB)保留區(qū)(256B)SFR 區(qū)R8C/10, 1

27、1, 1A, 24群固定向量區(qū)內部ROM保留區(qū) 內部RAM區(qū)(1KB)保留區(qū)(256B)SFR區(qū)內部RAM保留區(qū) 007FF16內部ROM區(qū)塊0(8KB)內部ROM區(qū)塊1(8KB)0E000160C00016R8C/12, 13, 1B, 25群固定向量區(qū)內部ROM保留區(qū) 擴展區(qū)內部RAM區(qū)(1KB)保留區(qū)(256B)SFR 區(qū)內部RAM保留區(qū) 內部ROM區(qū)塊0(8KB) 內部ROM區(qū)塊1(8KB)內部ROM保留區(qū) 數(shù)據(jù)閃存塊 A （注）數(shù)據(jù)閃存塊 B0XXXX160YYYY160280016注：R8C12, 13, 1B, 25帶有數(shù)據(jù)閃存，各地址如下地址地址R8C12,13（2K2塊）塊）

28、R8C1B, 25 （1K2塊）塊）0XXXX16020001602400160YYYY16030001602C00160FFDC160000016FFFFF1602000160FFFF16002FF1600400160FFDC16007FF160E000160C000160000016FFFFF1602000160FFFF16002FF1600400160FFDC16R8C/Tiny單片機介紹硬件及外圍電路存儲器存儲器 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.27名 稱條 件硬件復位在電源電壓滿足推薦運行條件時，給R

29、ESET引腳輸入“L”電平。上電復位將RESET引腳經過5k左右的上拉電阻連接到VCC，在VCC上升時上電復位有效。電壓監(jiān)視1復位VCC引腳的輸入電壓下降到Vdet1以下，就產生復位。電壓監(jiān)視2復位VCC引腳的輸入電壓下降到Vdet2以下，就產生復位?？撮T狗定時器復位在PM1寄存器的PM12位為“1”（在看門狗定時器下溢時復位）的情況下，如果看門狗定時器下溢，就產生復位。軟件復位將PM0寄存器的PM03位置“1”（復位單片機）。復位后時鐘自動選擇為低速內部振蕩器時鐘的8分頻R8C/1B單片機介紹硬件及外圍電路復位復位概述概述上電復位電路上電復位看門狗定時器看門狗定時器復位引腳、CPU、上述以外

30、的SFR 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.28 硬件復位條件在電源穩(wěn)定時在接通電源時 RESET引腳輸入“L”電平。 等待500us（1/fRING-S20）。 RESET引腳輸入“H”電平。 給RESET引腳輸入“L”電平。 到滿足推薦運行條件為止，使電源電壓上升。 到內部電源穩(wěn)定為止，等待td（P-R）。 等待500us （1/fRING-S20） 。 給RESET引腳輸入“H”電平。 運行例R8C/1B單片機介紹硬件及外圍電路復位復位硬件復位硬件復位 2010 Renesas Electronics Co

31、rporation. All rights reserved.29上電復位電路0.1Vdet5.0tt復位中復位中復位解除復位解除(1/f(RING-S) X 32Vdet=3.80.5V (R8C/11和R8C/13)Vdet=2.850.15V (R8C/14以后）內部復位狀態(tài)內部復位狀態(tài)SRQ 5 位計數(shù)器 內部復位信號 RESETfRING -SVCC Vdet 檢測觸發(fā)100ms以內R8C/1B單片機介紹硬件及外圍電路復位復位上電復位上電復位(POR) 運行例 注：若使用上電復位（POR），請同時開啟低電壓檢測（LVD）功能 2010 Renesas Electronics Corp

32、oration. All rights reserved.301/161/128看門狗定時器中斷請求看門狗定時器復位PM12 = 0PM12 = 1WDC7 = 0WDC7 = 1設定7FFFH 寫WDTS寄存器RESETCPU 時鐘預分頻器看門狗定時器fRING-S當CSPRO位為“1”時（計數(shù)源保護模式有效），定時器值被設定為0FFFH15位計數(shù)器R8C/1B單片機介紹硬件及外圍電路看門狗定時器看門狗定時器結構框圖結構框圖CSPRO=0CSPRO=1 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.31時鐘計數(shù)值預分頻器分

33、頻比CPU(7FFFH)WDT(n) 低速內部振蕩器時鐘計數(shù)值 (0FFFH)WDT項 目計數(shù)源保護模式無效計數(shù)源保護模式有效計數(shù)源CPU時鐘低速內部振蕩器時鐘計數(shù)操作遞減周期 n: 16或128看門狗定時器的復位條件復位給WDTR寄存器寫FFH前寫00H下溢計數(shù)開始條件可以選擇以下兩種方式：復位后自動開始計數(shù)（通過可選功能選擇寄存器設定） 通過寫WDTS寄存器開始計數(shù)計數(shù)停止條件停止模式、等待模式無下溢時的動作看門狗定時器中斷或看門狗定時器復位看門狗定時器復位當可選功能選擇寄存器當可選功能選擇寄存器 (0FFFFH) 的的bit7 : CSPROINI = 0 ，則復位后計數(shù)源保護模式有效且

34、下列各項被同時執(zhí)，則復位后計數(shù)源保護模式有效且下列各項被同時執(zhí)行：行：WDT時鐘的選擇獨立于時鐘的選擇獨立于 CPU : 低速內部振蕩器低速內部振蕩器 （典型值為（典型值為125KHz）修改修改WDT周期周期 (WDT周期周期 : 125kHz(8 s) x 0FFF(4096) = 約約 32.8ms)禁止進入停止模式禁止進入停止模式 （禁止寫（禁止寫CM1寄存器的寄存器的CM10位）位）WDT 時鐘時鐘 : 啟動低速內部振蕩器的振蕩，啟動低速內部振蕩器的振蕩， 并禁止停止并禁止停止(禁止寫禁止寫CM1寄存器的寄存器的CM14位位)WDT下溢時產生復位下溢時產生復位R8C/1B單片機介紹硬件

35、及外圍電路看門狗定時器看門狗定時器計數(shù)源保護模式計數(shù)源保護模式可選功能選擇寄存器要通過程序燒寫器改寫！可選功能選擇寄存器要通過程序燒寫器改寫！ 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.32項項 目目 電壓檢測電路電壓檢測電路1電壓檢測電路電壓檢測電路2VCC監(jiān)視監(jiān)視電壓Vdet1（典型：2.85V）Vdet2（典型：3.3V）檢測目標VCC是否通過Vdet1（上升或下降）VCC是否通過Vdet2（上升或下降）監(jiān)視無VCA1寄存器的VCA13位（VCC大于或小于Vdet2）處理（檢測到以后） 復位電壓監(jiān)視1復位電壓監(jiān)視2

36、復位中斷無電壓監(jiān)視2中斷使用數(shù)字濾波器時：Vdet2VCC和VCCVdet2均產生中斷不使用數(shù)字濾波器時：可以設定Vdet2VCC或VCCVdet2時產生中斷數(shù)字濾波器有效/無效選擇可以可以采樣時間(fRING-S的n分頻)4n：1，2，4，8(fRING-S的n分頻)4n：1，2，4，8R8C/1B單片機介紹硬件及外圍電路低電壓檢測電路低電壓檢測電路概述概述 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.33電壓監(jiān)視1復位的運行例R8C/1B單片機介紹硬件及外圍電路低電壓檢測電路低電壓檢測電路電壓監(jiān)視電壓監(jiān)視1復位復位 2

37、010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.34R8C/1B單片機介紹硬件及外圍電路低電壓檢測電路低電壓檢測電路電壓監(jiān)視電壓監(jiān)視2 2復位復位/ /中斷中斷不使用電壓監(jiān)視1復位時，單片機必須在VCC2.7V條件下工作 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.35上電復位電路看門狗定時器項項 目目主時鐘主時鐘振蕩電路振蕩電路內部振蕩器內部振蕩器高速高速低速低速用途nCPU的時鐘源n外圍功能的時鐘源nCPU的時鐘源n外圍功能的時鐘源n主時鐘振蕩停止時的C

38、PU和外圍功能的時鐘源時鐘頻率020MHz約8MHz約125kHz能連接的振蕩器n陶瓷振蕩器n晶體振蕩器振蕩器的連接引腳(注1)XIN、XOUT(注1)(注1)振蕩停止、重新開始功能有有有復位后的狀態(tài)停止停止振蕩其他能輸入外部生成的時鐘注：1.在不使用主時鐘振蕩電路而將內部振蕩器時鐘用于CPU時鐘時，該引腳能作為P4_6和P4_7使用 R8C/1B單片機介紹硬件及外圍電路時鐘發(fā)生電路時鐘發(fā)生電路結構框圖 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.36工作模式轉換框圖R8C/1B單片機介紹硬件及外圍電路工作模式轉換工作模式

39、轉換 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.37工工 作作 模模 式式VCC時時 鐘鐘ICC（典型）（典型）高速模式5VXIN=20MHz（無分頻）9mA5VXIN=10MHz （無分頻）5mA3VXIN=10MHz（無分頻）5mA中速模式5VXIN=20MHz（8分頻）4mA3VXIN=10MHz（8分頻）1.6mA高速內部振蕩器模式5V8MHz（無分頻，主時鐘停止）4mA低速內部振蕩器模式5V125KHz（無分頻，主時鐘、高速內部振蕩器停止）110uA等待模式5V低速內部振蕩器振蕩、外圍時鐘不停止40uA低速內部

40、振蕩器振蕩、外圍時鐘停止38uA3V低速內部振蕩器振蕩、外圍時鐘不停止37uA低速內部振蕩器振蕩、外圍時鐘停止35uA停止模式5V所有時鐘停止0.8uA3V所有時鐘停止0.7uAR8C/1B單片機介紹硬件及外圍電路功耗功耗多種工作模式能有效地控制功耗！ 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.38項項 目目定時器定時器X定時器定時器Z定時器定時器C構成帶有8位預分頻器的8位定時器（帶重加載寄存器）帶有8位預分頻器的8位定時器（帶重加載寄存器）16位定時器（具有輸入捕捉和輸出比較功能）計數(shù)遞減計數(shù)遞減計數(shù)遞增計數(shù)計數(shù)源f

41、1, f2, f8, fRINGf1, f2, f8, 定時器X下溢f1, f8, f32, fRING-fast功能定時器模式有有無脈沖輸出模式有無無事件計數(shù)模式有無無脈沖寬度測定模式有無無脈沖周期測定模式有無無可編程波形發(fā)生模式無有無可編程單觸發(fā)發(fā)生模式無有無可編程等待單觸發(fā)發(fā)生模式無有無輸入捕捉模式無無有輸出比較模式無無有輸入引腳CNTR0TCIN輸出引腳CNTR0TZOUTCMP0_0CMP0_2CMP1_0CMP1_2關聯(lián)中斷定時器X中斷 中斷定時器Z中斷 中斷定時器C中斷 中斷比較0中斷比較1中斷定時器停止有有有0INT0CNTR1INT3INTR8C/1B單片機介紹硬件及外圍電路

42、定時器定時器0INT 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.39R8C/1B單片機介紹硬件及外圍電路串行串行I/O串行I/O工 作 模 式 功 能串行接口UART0n時鐘同步串行I/O n時鐘異步串行 I/O同步模式：n溢出錯誤檢測nCLK 極性選擇nLSB 先和MSB 先選擇n連續(xù)接收模式選擇異步模式：n溢出錯誤檢測n幀錯誤檢測n奇偶校驗錯誤檢測n總錯誤標志檢測UART1時鐘異步串行 I/O時鐘同步串行接口帶片選的時鐘同步串行I/O（SSU）n時鐘同步通信模式n4線方式總線通信模式n溢出錯誤檢測n多主器件錯誤檢測n

43、選擇MSB先或者LSB先nSSCK時鐘極性選擇nSSCK時鐘相位選擇I2C總線nI2C總線接口模式n時鐘同步串行模式I2C總線模式：n在接收時，可選擇應答的輸出電平（可選功能）時鐘同步串行模式：n數(shù)據(jù)傳送方向可選擇MSB先或者LSB先n溢出錯誤檢測 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.40n20引腳封裝有13個I/O端口 - 驅動電路不相同n - 與外圍功能的輸入輸出端口共用n輸入或輸出 - 通過方向寄存器單獨設定n可編程上拉 - 省去了外部上拉電阻n大電流驅動能力n - 4個端口可直接驅動LEDn輸入經過施密特觸

44、發(fā)器- 保證進入MCU內部信號有良好的上升時間- 模擬輸入時不經過n3 輸入專用端口n- P42n- P46、P47（當不使用主時鐘振蕩電路時）n數(shù)字濾波器n- 外部中斷端口可選用數(shù)字濾波器R8C/1B單片機介紹硬件及外圍電路可編程可編程I/O端口端口P1_0P1_3P3_3 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.41項項 目目性性 能能A/D轉換方式逐次比較轉換方式（電容耦合放大器）模擬輸入電壓0VAVCC運行時鐘fAD在4.2VAVCC5.5V 時，f1、f2、f4在2.7VAVCC4.2V 時，f2、f4分辨率

45、能選擇8位或者10位絕對精度在AVCC=VREF=5V時n在分辨率為8位時，2LSBn在分辨率為10位時，3LSB在AVCC=VREF=3.3V時n在分辨率為8位時，2LSBn在分辨率為10位時，5LSB運行模式單次模式、重復模式（僅8位模式）模擬輸入引腳4個（AN8AN11）A/D轉換開始條件n軟件觸發(fā)將ADCON0 寄存器的ADST 位置“1”（開始A/D 轉換）n捕捉在ADST 位為“1”的狀態(tài)下發(fā)生定時器Z 中斷請求每1個引腳的轉換速度n無采樣&保持功能在分辨率為8位時，為49個fAD周期；在分辨率為10位時，為59個fAD周期n有采樣&保持功能在分辨率為8位時，為28個fAD周期；在

46、分辨率為10位時，為33個fAD周期n當fAD=10MHz時的最快轉換速度 8位：2.8us 10位：3.3usR8C/1B單片機介紹硬件及外圍電路A/D轉換轉換 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.42塊0：8K字節(jié)塊1：8K字節(jié)塊B：1K字節(jié)塊A：1K字節(jié)8K字節(jié)02400H02BFFH0C00H0DFFFH0E000H0FFFFH0E000H0FFFFH16K字節(jié)ROM的產品Boot ROM區(qū)R8C/1B單片機介紹硬件及外圍電路FLASH概要概要 引導ROM 區(qū)存有標準串行輸入/輸出模式的改寫控制程序。 雖然

47、引導ROM 區(qū)被分配在與用戶ROM 區(qū)重疊的地址，但是存放在和用戶ROM 區(qū)不同的存儲器。項項 目目性性 能能Flash存儲器的運行模式3個模式（CPU改寫模式、標準串行輸入/輸出模式和并行輸入/輸出模式）擦除塊分配見上圖編程方式字節(jié)單位擦除方式塊擦除編程和擦除控制方式通過軟件命令控制編程和擦除保護方式通過塊0、1改寫允許位進行對塊0和塊1的保護命令數(shù)5個命令編程/擦除次數(shù)塊0和塊1（程序ROM）R8C/1A群：100次R8C/1B群：1000次塊A和塊B（數(shù)據(jù)閃存）10000次ID碼檢查功能標準串行輸入/輸出模式支持ROM碼保護并行輸入/輸出模式支持 2010 Renesas Electro

48、nics Corporation. All rights reserved.43項 目EW0模式EW1模式運行模式單芯片模式單芯片模式能存放改寫控制程序的區(qū)域用戶ROM區(qū)用戶ROM區(qū)能執(zhí)行改寫控制程序的區(qū)域必須在將控制程序傳送給Flash存儲器以外的存儲器（RAM等）后執(zhí)行能在用戶ROM區(qū)上執(zhí)行能改寫的區(qū)域用戶ROM區(qū)用戶ROM區(qū)但是，存有改寫控制程序的塊除外軟件命令的限制無n編程和塊擦除命令對存有改寫控制程序的塊，禁止執(zhí)行n禁止執(zhí)行讀狀態(tài)寄存器命令編程和擦除后的模式讀狀態(tài)寄存器模式讀陣列（Read Array）模式自動寫和自動擦除時的CPU狀態(tài)運行保持狀態(tài)（輸入/輸出端口保持命令執(zhí)行前的狀態(tài)

49、）Flash存儲器的狀態(tài)檢測n通過程序讀取FMR0寄存器的FMR00位、FMR06位和FMR07位n執(zhí)行讀狀態(tài)寄存器命令，讀取狀態(tài)寄存器的SR7位、SR5位和SR4位通過程序讀取FMR0寄存器的FMR00位、FMR06位和FMR07位轉移到擦除掛起的條件通過程序將FMR4寄存器的FMR40位和FMR41位置“1”FMR4寄存器的FMR40位為“1”，并且發(fā)生被允許的中斷的中斷請求轉移到編程掛起的條件通過程序將FMR4寄存器的FMR40位和FMR42位置“1”FMR4寄存器的FMR40位為“1”，并且發(fā)生被允許的中斷的中斷請求CPU時鐘5MHz以下無限制R8C/1B單片機介紹硬件及外圍電路FLA

50、SHCPU改寫模式改寫模式 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.44采用新的采用新的FLASH工藝工藝 “0.2HNDe”(1)轉移到掛起的時間縮短了轉移到掛起的時間縮短了轉移到掛起的時間: 最大為97us+6恢復編程/擦除的時間: 最大3us+4 = 1ms間隔的中斷被允許(2)編程/擦除期間可以掛起 =支持編程掛起(3)擦除掛起時可以編程 =2個塊的使用縮短了編程時間間隔中斷請求編程/擦除命令擦除/編程擦除/編程FMR41=“0”，F(xiàn)MR42=“0”被設置掛起最大 97us+6最大3us+4擦除/編程重新開始執(zhí)

51、行中斷服務程序(CPU 可以工作在 20MHz)FMR41(擦除掛起請求位)=“1” 被設置或FMR42(編程掛起請求位)=“1” 被設置新舊工藝新舊工藝FlASH功能比較表功能比較表從擦除從擦除/編程的重新開始到再接收掛起請求，至少要編程的重新開始到再接收掛起請求，至少要650us注： 0.2HNDe用于R8C/18及以后的產品0.2HNDc0.2HNDe擦除掛起掛起時進行編程擦除掛起時讀Flash編程掛起轉移到掛起的時間8ms97us+6xx編程掛起時讀FlashxR8C/1B單片機介紹硬件及外圍電路FLASH掛起功能掛起功能 2010 Renesas Electronics Corpor

52、ation. All rights reserved.45 未定義指令（UND 指令）中斷 溢出（INTO 指令）中斷 BRK 指令中斷 INT 指令中斷 看門狗定時器中斷 振蕩停止檢測中斷 電壓檢測中斷 單步中斷 地址匹配中斷 外圍功能中斷 （可屏蔽中斷） 特殊中斷 硬件中斷 軟件中斷 （非屏蔽中斷） （非屏蔽中斷） 中斷 外圍功能中斷是能過單片機內部的外圍功能產生的中斷 是開發(fā)工具專用的中斷，不能使用?？善帘沃袛啵耗芡ㄟ^中斷允許標志（I標志）控制中斷的允許（禁止），或者能通過中斷優(yōu)先級改變中斷優(yōu)先權。非屏蔽中斷：不能通過中斷允許標志（I標志）控制中斷的允許（禁止），并且不能通過中斷優(yōu)先級改

53、變中斷優(yōu)先權。R8C/1B單片機介紹硬件及外圍電路中斷中斷概述概述外 圍 功 能 中 斷 源鍵輸入A/D轉換串行接口帶片選的時鐘同步串行輸入輸出/ I2C總線接口UART0發(fā)送UART0接收UART1發(fā)送UART1接收定時器定時器X定時器Z定時器C比較1（定時器C）比較2（定時器C）外部引腳 、 、 0INT3INT1INT 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.46中斷響應時間是指從發(fā)生中斷請求到執(zhí)行中斷程序內的最初指令為止的時間包括：（1）從中斷請求發(fā)生時開始到此時正在執(zhí)行的指令結束為止的時間（2）執(zhí)行中斷響應順

54、序的時間注： 為從產生中斷請求開始到此時正在執(zhí)行的指令結束為止的時間，時間根據(jù)正在執(zhí)行的指令不同而不同。此時間最長的指令是DIVX指令，為30個周期（無等待、除數(shù)為寄存器時的周期數(shù)）。 地址匹配中斷，單步中斷為21個周期。R8C/1B單片機介紹硬件及外圍電路中斷中斷響應時間響應時間 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.47R8C/1B單片機介紹硬件及外圍電路中斷中斷帶數(shù)字濾波器的外部中斷帶數(shù)字濾波器的外部中斷結構框圖運行例 2010 Renesas Electronics Corporation. All righ

55、ts reserved.48R8C/1B單片機介紹Benchmark1. 代碼效率比較2. 運行速度比較3. 開發(fā)工具比較 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.49R8C/Tiny vs. 競爭公司競爭公司R8C的代碼效率非常高，具有很大優(yōu)勢！的代碼效率非常高，具有很大優(yōu)勢！R8C/1B單片機介紹Benchmark3.代碼效率比較代碼效率比較0100200300400500600700800bubble.cc2fcalc.cc2flookup.cchecksum.ccopyverify.cfactorial.cmi

56、xedmult.cport_op.c測試程序代碼大小(字節(jié))ABCDER8C 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.50R8C/1B單片機介紹Benchmark4.運行速度比較運行速度比較R8C/Tiny vs. 競爭公司競爭公司R8C的代碼運行速度非常快，具有很大優(yōu)勢！的代碼運行速度非?？?，具有很大優(yōu)勢！0100200300400500600bubble.cc2fcalc.cc2flookup.cchecksum.ccopyverify.cfactorial.cmixedmult.cport_op.c測試程序最快運

57、行速度(us)ABCDER8C 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.51項目項目MicrochipFreescale AtmelTISTRenesas名稱ICD 2P&E USB MultilinkJTAG ICEMSP-FET430UIFRLINKE8支持的MCU大部分Flash MCU大部分MCU帶JTAG接口的MCU只是MSP430 MCU大部分8051系列MCUs大部分系列的 MCU為目標板供電需外接電源需外接電源需外接電源不用外接電源，直接從USB供電（200mA）需外接電源不用外接電源，直接從USB供電

58、（300mA）調試占用引腳2引腳無 4引腳JTAG 接口4引腳JTAG 接口，調試時可釋放4引腳JTAG 接口不占或占用2引腳Trace功能無有無無有最后4個跳轉指令價格$100(不帶板) $99 (不帶板) $180(不帶板) $160(帶starter kit)$199(帶starter kit) $140(帶starter kit) R8C/1B單片機介紹Benchmark5.開發(fā)工具比較開發(fā)工具比較On-chip調試器的優(yōu)勢調試器的優(yōu)勢 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.52項項 目目MicrochipF

59、reescale AtmelTISTRenesasIDE名稱MPALB IDECodeWarriorAVR StudioIAR Embedded WorkbenchRIDEHEW兼容性支持所有原廠及第三方的軟件和硬件本身為第三方開發(fā)工具部分第三方工具嵌入本身為第三方開發(fā)工具本身為第三方開發(fā)工具支持所有原廠及第三方的軟件和硬件功能一般強大一般一般一般強大C編譯器名稱（常用）PICC/PICC18CodeWarriorIIIIAR/ICC/GCCIARKeil-51NC30試用版限制21天4K不同編譯器不同4K4K64K優(yōu)化選項一般少不同編譯器不同一般一般多種優(yōu)化功能與IDE兼容性所有編譯器都可以

60、嵌入到IDE中與IDE配套為第三方工具目前只有GCC嵌入到IDE中與IDE配套為第三方工具與IDE配套為第三方工具所有編譯器都可以嵌入到IDE中代碼效率低高低一般一般高軟件軟件的優(yōu)勢的優(yōu)勢R8C/1B單片機介紹Benchmark5.開發(fā)工具比較開發(fā)工具比較 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.53R8C/Tiny系列單片機開發(fā)工具 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.54R8C/Tiny系列系列MCU開發(fā)工具概述開發(fā)工具概述集成開發(fā)環(huán)境

61、（IDE）： High-performance Embedded WorkshopC 編譯器：M3T-NC30WA Renesas開發(fā)EDEAltium開發(fā)EWIAR開發(fā)R8CTiny系列的仿真器：全功能仿真器：PC7501（仿真頭R0E521000EPB00，附帶一塊轉換板）小型仿真器：R0E521000CPE00（附帶一塊轉換板）On-chip 調試仿真器：E8（R0E000080KCE00）Flash 編程燒寫器：E8（ FDT ），F(xiàn)oUSBRenesas 制造EFP-1，EFP-S2Suisei Electronics System 制造MFW-1USunny Giken 制造FM-

62、ONE，F(xiàn)LASH2，F(xiàn)LASHMATE5V1 Hokuto Electronics 制造入門學習工具包：RSKR8C13；M3A-0115；M3A-0117；RSKR8C1B；RSKR8C23；RSKR8C25 R8C/Tiny系列單片機開發(fā)工具 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.55R8C/Tiny系列系列MCU開發(fā)工具概述開發(fā)工具概述R8C/Tiny系列單片機開發(fā)工具 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.56R8C/Tiny系列

63、系列MCU調試仿真器調試仿真器R8C/Tiny系列單片機開發(fā)工具 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.57全功能仿真器全功能仿真器PC7501仿真器仿真頭MCU模式單芯片模式軟件斷點64硬件斷點8（地址匹配、總線匹配、路徑計數(shù)最大可設置255次、中斷、外部觸發(fā)器信號）硬件斷點組合AND、OR、同時AND、狀態(tài)轉換異常事件檢測存取保護實時跟蹤跟蹤限制：256K個周期跟蹤內容：地址，數(shù)據(jù)，MCU狀態(tài)，外部觸發(fā)器信號，時間標記跟蹤模式：5種（前/斷點/附近/后/完全）可根據(jù)事件作開/關切換實時RAM監(jiān)視4096字節(jié)（25

64、6X16塊組）數(shù)據(jù)，最后存取屬性（讀/寫/無存?。r間測量程序執(zhí)行至停止時的執(zhí)行時間最大/最小/平均執(zhí)行時間，以及規(guī)定的4個區(qū)域的訪問次數(shù)計數(shù)時鐘：MCU Clock 或 16MHzC0 范圍8192k字節(jié)（256k字節(jié)32塊組）PC 接口LAN( 10BASE_T )，USB（USB1.1,全速，也可支持USB2.0的主機），LPT平行（ECP,EPP,字節(jié)兼容，半字節(jié)兼容模式）外部觸發(fā)器/事件輸出外部觸發(fā)器輸入（MCU電壓CMOS電平8），或事件輸出（斷點1，事件7） 全程跟蹤仿真器，開發(fā)目標為能夠仿真工作在66MHz的 M16C 族MCU 固件可改變，故可靈活地適應MCU 的改進 是適用

65、于USB，并行LPT 和 LAN 通信接口的標準設備 更換仿真探頭即可適用于M16C 家 族新MCU產品開發(fā) PC7501R8C/Tiny系列單片機開發(fā)工具R8C/Tiny系列PC7501的特性 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.58小型仿真器小型仿真器MCU模式單芯片模式軟件斷點64硬件斷點2（地址匹配、總線匹配、路徑計數(shù)最大可設置255次）硬件斷點組合AND、OR、同時AND異常事件檢測無實時跟蹤跟蹤限制：64K個周期跟蹤內容：地址，數(shù)據(jù)，MCU狀態(tài)跟蹤模式：5種（前/斷點/附近/后/完全）可根據(jù)事件作開/關

66、切換實時RAM監(jiān)視1024字節(jié)（256X4塊組）數(shù)據(jù)，最后存取屬性（讀/寫/無存?。r間測量程序執(zhí)行至停止時的執(zhí)行時間計數(shù)時鐘：10MHZC0 范圍無PC 接口USB（USB1.1，全速，也可支持USB2.0的主機）外部觸發(fā)器/事件輸出無尺寸85mm 60mm Compact（小型）仿真器：R0E521000CPE00（附帶一塊轉換板） 小型設計且低成本 與完整的開發(fā)工具相捆綁 適用于單芯片模式 具備實時RAM 監(jiān)視功能 具備實時跟蹤功能 適用于 USB接口R8C/Tiny系列單片機開發(fā)工具R8C/Tiny系列小型仿真器的特性 2010 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.59On-chip仿真器仿真器 E8仿真器的特點n（1）具有良好性能價格比的仿真器n體積輕巧（97*65*21mm）。n通過USB接口供電n工作電流：500mA (Max)n（2）實時仿真n能以MCU的最高工作頻率進行實時仿真。n（3）實現(xiàn)了良好的操作性n通過運行High-performance Embedded Workshop，能使用鼠標等設備