一些文件新唐m051應(yīng)用筆記

1、Application Note of NUVOTON 32-bit NuMicro FamilyAN_1000_SC2010-5-20Rev. 1.02- i -32-位 Cortex-M0 單片機(jī)NuMicro 系列NUC1xx系列硬件開發(fā)指南目錄簡介31電源41.1概述4電壓調(diào)節(jié)器4獨(dú) A/D5電源設(shè)計(jì)6復(fù)位和電源管71.21.31.3.11.3.21.3.31.3.41.3.51.3.6系統(tǒng)復(fù)位7上電復(fù)位(POR)7掉電偵測/低壓復(fù)位8看門狗9外部復(fù)位10電模式112時(shí)鐘132.12.22.3時(shí)鐘產(chǎn)生器15系統(tǒng)時(shí)鐘和SysTick16斷電/空閑模式時(shí)鐘控制173啟動配置193.13.2

2、3.3啟動模式19APROM啟動(ISP)20數(shù)據(jù)FLASH214通用 I/O224.14.2簡介22I/O模式234.2.14.2.24.2.34.2.4輸入模式23輸出模式23開模式23準(zhǔn)雙向模式245模數(shù)轉(zhuǎn)換255.15.2ADC等效電26應(yīng)用275.2.15.2.25.2.35.2.4怎樣計(jì)算Req27怎樣選擇R1的值27怎樣計(jì)算最大采樣頻27 1:高頻信號應(yīng)用電圖(如：馬達(dá)控制)282010,5,20AN_1000_SC- 1 -Rev. 1.025.2.5 2: 低頻信號應(yīng)用電圖（如：電池電壓檢測）30USB & CAN 總線3266.16.2USB設(shè)備32CAN總線347調(diào)試工具

3、377.17.2簡介37口調(diào)試接口：38引腳描述38與標(biāo)準(zhǔn)JTAG接口的連接388建議398.18.28.38.48.58.68.78.88.9電源和地(VSS,VDD)39時(shí)鐘39模擬信號40USB40其他信號42沒用的I/O42印刷電板43原件位置43去耦439參考設(shè)計(jì)449.19.29.39.49.59.69.79.8電源44時(shí)鐘44復(fù)位45SW-DP界面45USB設(shè)備46CAN總線47參考電圖49參考電圖原器件表5010修訂歷史51AN_1000_SC2010,5,20Rev. 1.02- 2 -簡介NUC1xx 系列為32位單片機(jī)，內(nèi)建ARM Cortex-M0內(nèi)核，用于工業(yè)控制及需

4、要豐富信號通訊界面的應(yīng)用場合。Cortex-M0為ARM公司處理器內(nèi)核擁有32位處理器的性能以及與傳統(tǒng)8位元產(chǎn)品之匹敵的價(jià)格。NUC1xx Cortex-M0內(nèi)核系列最高可運(yùn)行至50MHz，具K/128K字節(jié)內(nèi)建Flash存儲器，8K/16K字節(jié)內(nèi)建SRAM。并內(nèi)建有定時(shí)器，看門狗定時(shí)器，RTC，PDMA，UART，SPI/SSP，I2C, I2S ,測功能。定時(shí)器, GPIO,LIN,CAN,USB全速設(shè)備，12位ADC，模擬比較器，低電壓檢測和節(jié)電偵本開發(fā)指南的目標(biāo)是為硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)者介紹NUC1xx系列單片機(jī)開發(fā)板的性能，例如電源，時(shí)鐘管理，復(fù)位控制，啟動模式以及調(diào)試管理，同時(shí)介紹如何使用

5、NuMicro的最少硬件資源。以及開發(fā)一個(gè)NUC1xx應(yīng)用所需本文檔中包括NUC1xx系列單片機(jī)詳細(xì)的參考設(shè)計(jì)電路圖以及主要原件的描述，接口和模式AN_1000_SC2010,5,20Rev. 1.02- 3 -1電源1.1概述NUC1xx系列單片機(jī)需要2.5V到5.5V的工作電壓。一個(gè)內(nèi)置的調(diào)節(jié)器為邏輯內(nèi)核提供2.5V電壓，LDO引腳即是內(nèi)置電壓調(diào)節(jié)器的2.5V輸出，為了保證電源穩(wěn)定，必須在LDO引腳和最近的VSS引腳間接一個(gè)大于10uF的電容。在5V電源50MHz時(shí)鐘情況下，系統(tǒng)的靜態(tài)/斷電模式耗電流小于20uA，動態(tài)/工作模式耗電流小于50mA。下圖描述了NUC1xx系列單片機(jī)的電源系統(tǒng)

6、：圖1-1 電源概況：1.1.1電壓調(diào)節(jié)器電壓調(diào)節(jié)器在復(fù)位后一直使能，它按照應(yīng)用模式可以分為兩種情況。AN_1000_SC2010,5,20Rev. 1.02- 4 -在正常操作模式及睡眠模式下，電壓調(diào)節(jié)器為2.5V電源提供全部能量（內(nèi)核，端）在掉電模式下，電壓調(diào)節(jié)器為備用電路提供很低的能量用來保持寄存器和SRAM中的內(nèi)容為了保證電源穩(wěn)定，必須在LDO引腳和最近的VSS引腳間接一個(gè)大于10uF的電容，同時(shí)一個(gè)LDO和VSS間的0.1uF電容可以幫助抑制輸出噪聲。下表描述了2.5V電壓調(diào)節(jié)器的規(guī)格：器以及數(shù)字終表 1-12.5V電壓調(diào)節(jié)器規(guī)格1.1.2獨(dú)立 A/D為了提高轉(zhuǎn)換精度，內(nèi)嵌的ADC擁

7、有一個(gè)獨(dú)立電源，它可以單獨(dú)濾波，可以為了提高轉(zhuǎn)換精度獨(dú)立的AVDD腳作為ADC電壓輸入PCB的噪聲AVSS腳提供了100腳封裝中：為了在低壓輸入時(shí)得到一個(gè)更好的精度，用戶可以接一個(gè)單獨(dú)的外部參考電壓到Vref腳，參考電壓可以從0v到AVDD64腳和48腳封裝中：的接地線沒有Vref腳，它被從接到ADC電壓輸入（AVDD）AN_1000_SC2010,5,20Rev. 1.02- 5 -1.2電源設(shè)計(jì)系統(tǒng)需要一個(gè)穩(wěn)定的電源，使用的時(shí)候一些重要的事情需要考慮VDD腳必須接電容（一個(gè)0.1uF陶瓷電容以及一個(gè)10uF的鉭或者陶瓷電容）AVDD腳必須外接兩個(gè)電容（0.1uF陶瓷電容和1uF鉭或者陶瓷電

8、容）Vref腳可以接到AVDD外部電源。如果Vref接到獨(dú)立的外部參考電壓，則該引腳必須接0.1uF和 1uF的電容。在所有情況下，Vref必須保持在0V和AVDD之間附加防范措施可以過濾模擬噪聲:AVDD通過一個(gè)磁珠接到VDDVref腳通過一個(gè)電阻（通常47歐姆）接到AVDD.圖1-2 電源設(shè)計(jì):注意:N是VDD和VSS的對數(shù).建議在VDD和最近的VSS引腳間接一個(gè)10uF或以上的電容以及一個(gè)0.1uF的電容為了保證電源穩(wěn)定，LDO腳和最近的VSS腳之間必須接一個(gè)10uF或以上的電容，同時(shí)接一個(gè)0.1uF電容抑制輸出噪聲警告:如果使用ADC，VDD必須限制在3v到5.5v之間如果不使用ADC

9、，VDD的容許范圍是2.5v到5.5v之間AN_1000_SC2010,5,20Rev. 1.02- 6 -1.3復(fù)位和電源管理1.3.1系統(tǒng)復(fù)位系統(tǒng)復(fù)位將除RCC_CSR外的所有寄存器設(shè)置為他們的復(fù)位值。系統(tǒng)復(fù)位是下面所列事件中的一種，這些復(fù)位事件標(biāo)志可以從RSTRC寄存器中獲得上電復(fù)位/RESET引腳上的低電壓看門狗時(shí)間溢出復(fù)位低壓復(fù)位掉電檢測復(fù)位CPU復(fù)位1.3.2上電復(fù)位(POR)NUC1xx系列單片機(jī)擁有集成的可以從2V開始工作的上電復(fù)位電路，只要VDD低于一個(gè)特定的門檻flash的配置設(shè)置值，系統(tǒng)就一直處于復(fù)位模式，這不需要外部復(fù)位電路。被重新加載所有模塊都被復(fù)位，圖1-3.上電復(fù)

10、位波形:表 1-2.上電復(fù)位參數(shù)AN_1000_SC2010,5,20Rev. 1.02- 7 -這部分講述復(fù)位和電源管理的信息，包括上電復(fù)位，外部復(fù)位，低壓復(fù)位/掉電偵測,看門狗復(fù)位等這些復(fù)位源可能由于外部或者事件引起的。外部事件可能是電源線或者外部觸發(fā)；復(fù)位可能是或看門狗溢出事件觸發(fā)。復(fù)位的同時(shí)，系統(tǒng)復(fù)位源寄存器 RSTRC 將根據(jù)復(fù)位事件標(biāo)志相應(yīng)位。下面描述這些復(fù)位源的詳細(xì)信息:1.3.3掉電偵測/低壓復(fù)位如果掉電偵測（ BOD ）偵測到VDD跌落到或者升高到BOD_LV的設(shè)置，掉電偵測中斷標(biāo)志被置”1”，在正常情況下BOD消耗大約100uA電流，低功耗模式可以降低電流消耗到1/10但是

11、BOD的反應(yīng)變慢。表 1-3.掉電偵測門檻電壓選擇注意：默認(rèn)值是通過flash控制器中用戶配置寄存器config0 bit22:21來設(shè)定的表 1-4. 掉電偵測參數(shù)當(dāng)輸入電壓低于LVR電路設(shè)定時(shí)，LVR功能將復(fù)位此功能延遲100uS開始使能以確保輸出穩(wěn)定。，本功能默認(rèn)打開。LVR使能位被設(shè)置后，AN_1000_SC2010,5,20Rev. 1.02- 8 -LVR 功能使能后即開始檢查電源電壓，如果到電壓連續(xù)低于設(shè)定置 100us，系統(tǒng)將被復(fù)位。當(dāng)?shù)碗妷荷仙揭蟮母叨炔⒈３?100us 以上，系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀態(tài)，開始正常操作。圖 1-4. LVR 事件時(shí)序示意圖:BOV_VL1BOV_V

12、L0掉電偵測電壓114.5V103.8V012.6V002.2V表 1-5. 低壓復(fù)位參數(shù)1.3.4看門狗當(dāng)程序運(yùn)行出現(xiàn)異常（跑飛或進(jìn)入死循環(huán)等等）時(shí)，看門狗在約定的時(shí)間內(nèi)沒有被清除，看門狗電路將產(chǎn)生復(fù)位信號重新配置CPU，保證MCU不會工作在環(huán)境下?？撮T狗功能可以通過控制寄存器來使能或復(fù)位。，被使能后看門狗將以固定的時(shí)間開始計(jì)數(shù)，溢出的時(shí)候?qū)a(chǎn)生復(fù)位信號進(jìn)行此外，這個(gè)看門狗定時(shí)器支持從掉電模式喚醒CPU的功能，定時(shí)器包括一個(gè)19位可編程時(shí)間間隔的計(jì)數(shù)器。此復(fù)位將持續(xù)64個(gè)看門狗時(shí)鐘周期，然后CPU重新從復(fù)位向量(0 x0000 0000)處開始執(zhí)行程序，看門狗復(fù)位不會將WTRF清零，用戶可以

13、通過查詢WTFR來識別復(fù)位源。19位 WDT計(jì)數(shù)器8種看門狗定時(shí)器時(shí)間間隔選擇支持WDT中斷和WDT復(fù)位AN_1000_SC2010,5,20Rev. 1.02- 9 -100uS100uS圖 1-5. 看門狗定時(shí)器時(shí)鐘控制圖:1.3.5外部復(fù)位NUC1xx系列MCU提供外部復(fù)位引腳(/RESET)用來復(fù)位整個(gè)系統(tǒng)，/RESET訊號要保持至少50us才能復(fù)位 。一般會將/RESET接到外部RC電路，如下圖，當(dāng)VDD電源下降時(shí)，二極管D1幫助電容快速放電。AN_1000_SC2010,5,20Rev. 1.02- 10 -WTISerrupt TimeoutWatchdog Reset Time

14、outWTR Timeouterval (WDT_CLK=12 MHz)WTR Timeouterval (WDT_CLK=32kHz)00024 WDT_CLK(24 + 1024) WDT_CLK69.33us31.7 ms00126 WDT_CLK(26 + 1024) WDT_CLK72.53 us33.2 ms01028 WDT_CLK(28 + 1024) WDT_CLK85.33 us39 ms011210 WDT_CLK(210 + 1024) WDT_CLK170.67 us64 ms100212 WDT_CLK(212 + 1024) WDT_CLK426.67 us160

15、 ms101214 WDT_CLK(214 + 1024) WDT_CLK1.45 ms544 ms110216 WDT_CLK(216 + 1024) WDT_CLK5.55 ms2080 ms111218 WDT_CLK(218 + 1024) WDT_CLK21.93 ms8224 ms表 1-6. 看門狗時(shí)間溢出間隔選擇圖 1-6. WDT 復(fù)位事件時(shí)序圖:WDG_S (CLKSEL11:0)10KHz HCLK/204832K12M11WDT_CLK100100WD_CLK_EN(APBCLK0)圖 1-7. 外部復(fù)位電路:注意:1.3.6省電模式支持停止選定IP時(shí)鐘以節(jié)省功耗系統(tǒng)空

16、閑模式支持通過RTC/GPIO/UART/USB/CAN 中斷事件喚醒.系統(tǒng)斷電模式支持通過RTC/GPIO/UART/USB/CAN 中斷事件喚醒.表 1-7. 操作模式表下面是NUC1xx系列MCU斷電喚醒源：RTC 警報(bào)喚醒GPIO 中斷喚醒UART CTS 喚醒AN_1000_SC2010,5,20Rev. 1.02- 11 -Register/Instruction Operating Modeernal LDOCPU run WFE/WFIinstructionClock GatingNormal Running ModeFullerNOAll Clock Gating by co

17、ntrol registerIDLE Mode (CPU Sleep Mode)FullerYESOnly CPU clock gatingNOMost Clock are gating except 10K/32K and some RTC/WDT/TimWM/ADC peripheral clock are still active.PD(er down) MowerPD Mode(CPU deep sleep)LowerYESMost Clock are gating except 10K/32K and some RTC/WDT/TimWM/ADC peripheral clock a

18、re still active.NUC1xx 系列 MUC 有 3 種工作模式：正常模式，空閑模式，斷電模式。正常模式是正常運(yùn)行，芯片直接進(jìn)入這種模式，空閑和斷電模式是兩種省電模式，可以降低電流消耗。如下控制表描述，在正常模式下 CPU 和終端設(shè)備正常工作；空閑模式下 CPU 停止工作，終端設(shè)備正常工作；斷電模式下 CPU 和終端設(shè)備都停止，系統(tǒng)進(jìn)入最省電模式建議使用 R1 0.75 VccSlew rate control0.4 Vcc VRS 0.6 VccStandby mode0 VRS 0.3VccCON611U14CAN_TX11 DRs 8GND2 GND CANH 736VCC

19、CAN_RX14 VCCCANL 5CB21RVrefR200.1uMCP2551120C0603SO-8R0603DB9_MALE圖 9-4. CAN總線連接:圖9-3和9-4描述了一個(gè)使用SN65HVD230收發(fā)器的典型應(yīng)用，NUC1xx CAN控制器輸出腳接到收發(fā)器的D腳，NUC1xx CAN控制器輸入腳接到收發(fā)器的R腳，這樣，收發(fā)器就通過CANH和CANL掛載到總線上了。總線一般是阻抗為120ohm的雙絞線，在標(biāo)準(zhǔn)半雙工多點(diǎn)拓?fù)鋱D9-4中，按照標(biāo)準(zhǔn),為了降低信號在總線上的反射，每條總線末端都以120ohm終止電阻結(jié)束。圖 9-5. 收發(fā)器框圖:終止:每條總線末端需要終止電阻，標(biāo)準(zhǔn)的終止

20、電阻是120ohm參考6-2：CAN總線AN_1000_SC2010,5,20Rev. 1.02- 48 -9.7參考電路圖AN_1000_SC2010,5,20Rev. 1.02- 49 -9.8參考電路圖元器件列表Mandatory componentsBill Of MaterialsApril 6,2010Reference10:08:03PartPage1Itemty19CB2,CB3,CB4,CB5,CB6,CB7, CB8,CB9,CB10CON1 DC-CON CT3,CT4,CT5,CT6,CT8,CT10 CT7,C7,CT11,CT12,CT13C2,C1 1u0.1u2

21、34567891012151617181920212223242627281652425121122321621111110uF/6.3V10uF/10VC3,C4,C5,C6D2,D1 SS24A20pJP1,JP2,JP3,JP4,JP111HEADER 3X1JP110 J6J4 J9LED1,LHEADER 1X2 HEADER 2X15mini USB 5pin HEADER 5X2PT-2012L1,L2FERRITE BEADR3,R7,R8R4,R6 1M33R50R11,R12,R13,R14,R18,R19NCR15,R172.2KR16 U1 U3 X1X210K NUC

22、100AP6260-33NHFGN 12MHz32.768KAN_1000_SC2010,5,20Rev. 1.02- 50 -10修訂歷史AN_1000_SC2010,5,20Rev. 1.02- 51 -版本.日期描述1.002010-4-151. 初次發(fā)布1.012010-5-131.更新ADC部分1.022010-5-20-1.更新Important Noticeended, authorized or warranted for use as componentsNuvoton products are not designed,in systems or equipment instruments, airplane or spaended for surgical implan hip instruments, transporion, atomic energy control ion instrum