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

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发表于 2022-7-4 21:08:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
MS616F512描述
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。
主要特点
低电源电压范围,1.8V 至 3.6V
超低功耗:
工作状态:280μA(1MHz,2.2V)
待机状态:1.1μA
关机状态(RAM 保持):0.1μA
五种省电模式
可在 6μs 内从待机模式到唤醒模式
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
16 位的定时器 A 具有 3 个捕获比较寄存器
片内集成一个比较器
串行通信接口(USART),可选同步(UART)或异步(SPI)模式
低电压检测模块
可通过 JTAG 对 Flash 在线编程
可通过 Bootstrap Loader,对 Flash 在线编程
2KB 的 RAM
62KB+128B 的 Flash 存储空间
封装图


内部框图


管脚图


管脚说明图


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工作模式
MS616F512NS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。
通过配置寄存器可以进入以下六种低功耗模式:
●工作模式(AM)
- 所有时钟都在工作
●低功耗模式0(LPM0)
-CPU停止工作
-ALCK和SMCLK保持工作,MCLK停止工作
-FLL+环路控制保持工作
●低功耗模式1(LPM1)
-CPU停止工作
-ALCK和SMCLK保持工作,MCLK停止工作
-FLL+环路控制停止工作
●低功耗模式2(LPM2)
-CPU停止工作
-MCLK,FLL+环路控制,DCOCLK停止工作
-DCO的直流发生器保持工作
-ALCK保持工作
●低功耗模式3(LPM3)
-CPU停止工作
-MCLK,FLL+环路控制,DCOCLK停止工作
-DCO的直流发生器停止工作
-ALCK保持工作
●低功耗模式4(LPM4)
-CPU停止工作
-MCLK,FLL+环路控制,DCOCLK停止工作
-DCO的直流发生器停止工作
-ALCK停止工作
-晶振停止工作
特殊寄存器
9.1 PC
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。
9.2 SP
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。
9.3 SR
SR为CPU内部状态寄存器,其结构如下所示:


9.4
常数发生器CG1和CG2
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。
9.5
通用寄存器R4到R15
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
21.1
功能概述
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
●支持主机模式与从机模式
●接收与发送有单独的移位寄存器
●接收与发送有独立的缓冲器
●接收与发送有独立的中断能力
●时钟的极性与相位可编程
●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。
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。
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。
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。
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。
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:
(1)SIMO与UCLK端口被强制为输入,不再驱动SPI总线。
(2)出错标志位FE与UxRCTL寄存器中的中断标志位URXIFGx置位。
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。
21.4 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。
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;
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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