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一般说明
Zilog的Z86E04/E08微控制器(MCU)是Zilog的单芯片Z8®微控制器家族中的一次性可编程(OTP)成员,允许简单的软件开发、调试、原型制作和小型生产运行,但使用屏蔽ROM版本并不经济。
对于需要强大I/O功能的应用程序,Z86E04/E08的专用输入和输出线分为三个端口,可在软件控制下配置,以提供定时、状态信号或并行I/O。
两个片上计数器/定时器,具有大量用户可选择的模式,减轻了管理实时任务(如计数/定时和I/O数据通信)的系统负担。
两个可编程8位计数器/定时器,每个6位可编程预分频器WDT/上电复位(POR)可接受XTAL,陶瓷的片上振荡器谐振、LC、RC或外部时钟无时钟WDT复位低功耗(典型50兆瓦)快速指令指针(1微秒@12兆赫)
注:前斜杠为“/”的所有信号都是活动低电平,例如:B//W(字为活动低电平);/B/W(字节仅为活动低电平)。
功能框图
一般说明(续)
EPROM编程模式框图
管脚说明
18针EPROM模式配置。18针DIP/SOIC模式配置
表1。18针蘸针识别表2。18针DIP/SOIC引脚识别
标准试验条件
如下所列特性适用于所述的标准试验条件。所有电压均参考接地。正电流流入参考引脚
试验负荷图
笔记:
1. 仅端口2和端口0
2. VSS=0V=GND
3. 该装置工作到规定频率的VLV。最小工作电压Cc取决于环境温度下的电压VLV值。VLV随温度的降低而增大。
4. VCC=4.5V至5.5V,在VCC=5.0V时测得的典型值
5. 标准模式(非低EMI模式)
6. 仅限Z86E08
7. 所有输出均已卸载,所有输入均处于VCC或VSS级别。
8. 如果选择模拟比较器,则比较器输入必须在VCC级。
交流电气特性
交流电气时序图
引脚功能
OTP编程模式
D7-D0号数据总线。数据可以通过该数据总线从EPROM读取或写入EPROM。
五科科斯群岛电源。在EPROM读取模式下通常为5V,在其他模式(程序、程序验证等)下为6.4V。
/行政长官芯片启用(低激活)。此引脚在EPROM读取模式、程序模式和程序验证模式期间激活。
/运行经验输出启用(有效低)。此引脚驱动数据总线方向。当该引脚低时,输出数据总线。高电平时,输入数据总线。
电子探针EPROM程序模式。该引脚通过施加不同的电压来控制不同的EPROM程序模式。
五聚丙烯程序电压。该引脚提供程序电压。
清除清除(激活高)。此pin将内部地址计数器重置为高级别。
时钟地址时钟。这个引脚是时钟输入。内部地址计数器以一个时钟周期增加一个。
/PGM公司程序模式(低激活)。该引脚的低电平通过数据总线将数据编程到EPROM。
使用注意事项
如果XTAL1引脚上出现Vcc以上过大的噪声浪涌,正常运行期间可能会意外启用生产测试模式环境。
此外,当微控制器处于标准模式时,Z8 OTP设备的处理器操作可能会受到Vpp、/CE、/EPM、/OE管脚上过多噪声浪涌的影响。
在测试和OTP模式下抑制电压浪涌的建议包括:
使用VCC夹紧二极管。
在受影响的引脚上添加电容器。
注:对EPROM/Test Mode Disable选项进行编程将防止意外进入EPROM模式或测试模式。
引脚功能(续)
XTAL1、XTAL2晶体输入,晶体输出(分别是基于时间的输入和输出)。这些引脚将并联谐振晶体、LC或外部单相时钟(8mhz或12mhz最大)连接到片上时钟振荡器和缓冲器。
端口0,P02-P00。端口0是一个3位双向施密特触发CMOS兼容I/O端口。这三条I/O线可以在软件控制下全局配置为输入或输出
自动锁定。自动锁存器将有效的CMOS电平放在所有非外部驱动的CMOS输入端(除了P33、P32、P31)。一个有效的CMOS电平,而不是一个浮动节点,可以减少输入缓冲区中过多的电源电流。打开电源并重置后,自动闩锁会将端口设置为0或1的待定状态。默认条件是启用自动锁定。
端口0配置端口2,P27-P20。端口2是一个8位,位可编程,双控制输入或输出,独立。Bits prodirectional,Schmitt触发CMOS兼容I/O端口。编程为输出可以全局编程,因为这八条I/O线可以在推拉或开漏软件下配置
端口2配置
引脚功能(续)
端口3,P33-P31. 端口3是一个3位CMOS兼容端口,这三条输入线也用作三条固定输入线(P33-P31)的中断。这三个输入源IRQ0-IRQ3,作为定时器输入信号TIN
可在软件控制下将线路配置为数字施密特触发器输入或模拟输入。
功能描述
Z86E04/E08设备集成了以下特殊功能,以增强标准Z8核心架构,为用户提供更高的设计灵活性。
重置. 此功能通过上电复位或看门狗定时器复位来完成。通电后,通电复位电路等待TPORMS,加上18个时钟周期,然后在地址000C(十六进制)启动程序执行。Z86E04/E08控制寄存器的复位值如表3所示
内部重置配置
在比较器2的输出边缘或比较器1的输出下降边缘产生中断。比较器输出用于中断生成、端口3数据输入或通过P31的TIN。或者,可以禁用比较器,释放参考输入(P33)以用作IRQ1和/或P33输入。
上电复位(POR)。一个定时器电路时钟由一个专用的车载RC振荡器用于一个POR定时器功能。POR时间允许VCC和振荡器电路在指令执行开始之前稳定下来。POR定时器电路是由以下四种情况之一触发的一次性定时器:
电源不良到电源良好状态
停止模式恢复
WDT超时
WDH超时
看门狗定时器复位。WDT是一个可重触发的一次性计时器,如果达到其终端计数,它将重置Z8。WDT最初通过执行WDT指令启用,在随后执行WDT指令时重新触发。定时器电路由板载RC振荡器驱动。
程序存储器。Z86E04/E08可寻址高达1K/2KB的内部程序内存(图)。程序存储器的前12个字节是为中断向量保留的。这些位置包含6个16位向量,对应于6个可用中断。字节0-1024/2048是片上一次性可编程ROM。
Z86E04/E08指令可以通过8位地址字段直接或间接访问寄存器。这允许使用寄存器指针进行短4位寄存器寻址。
在4位模式下,寄存器文件被分成8个工作寄存器组,每个工作寄存器组占据16个连续位置。寄存器指针(图)处理活动工作寄存器组的起始位置。
堆栈指针。Z86E04/E08有一个8位堆栈指针(R255),用于124个通用寄存器中的内部堆栈。
通用寄存器(GPR)。这些寄存器在设备通电后未定义。只要复位发生在VCC电压规定的工作范围内,寄存器在任何复位后都保持其最后的值。注:
在该图中,通过将寄存器R253(RP)中的位D3到D0作为“0”处理来选择扩展寄存器组(0)。
寄存器指针
寄存器R254被指定为通用寄存器,并在任何复位或停止模式恢复后设置为00hex。
计数器/计时器。有两个8位可编程计数器/定时器(T0和T1),每个由自己的6位可编程预分频器驱动。T1预分频器由内部或外部时钟源驱动;然而,T0只能由内部时钟源驱动(图)。
6位预分频器将时钟源的输入频率除以1到64之间的任意整数。每个预分频器驱动其计数器,该计数器将加载到计数器中的值(1到256)递减。当计数器和预分频器都达到计数结束时,产生定时器中断请求IRQ4(T0)或IRQ5(T1)。
计数器可以编程为启动、停止、重新启动以继续或从初始值重新启动。计数器也被编程为在达到零时停止(单通模式)或自动重新加载初始值并继续计数(模N连续模式)。
计数器(而不是预分频器)可在任何时候读取,而不会干扰其值或计数模式。T1的时钟源是用户可定义的,可以是内部微处理器时钟除以4,也可以是通过端口3输入的外部信号。定时器模式寄存器将外部定时器输入(P31)配置为外部时钟、可重触发或不可重触发的触发输入,或用作内部时钟的门输入。
注意:通过,如果选择低EMI模式。
图计数器/计时器框图
打断。Z86E04/E08有六个不同来源的中断。这些中断是可屏蔽的,并且具有优先级(图15)。震源分为:P31(AN1)、P32(AN2)、P33(REF)、P32(AN2)的上升沿和两个计数器/定时器。中断屏蔽寄存器全局或单独启用或禁用六个中断请求(表4)。
当多个中断挂起时,优先级由由中断优先级寄存器控制的可编程优先级编码器来解决。所有Z86E04/E08中断都通过程序存储器中的位置矢量化。当中断机器周期被激活时,中断请求被批准。这将禁用所有后续中断,保存程序计数器和状态标志,然后分支到为该中断保留的程序内存矢量位置。此内存位置和下一个字节包含该特定中断请求的中断服务例程的16位起始地址。
为了适应轮询的中断系统,中断输入被屏蔽,中断请求寄存器被轮询以确定哪些中断请求需要服务。
注:用户必须在Zilog的C12冰箱中选择任何Z86E08模式™ 模拟器。Z86CCP00ZEM仿真器不支持上升沿中断。
图中断框图
IRQ0至IRQ5
时钟。Z86E04/E08片上振荡器具有高增益、并联谐振放大器,用于连接晶体、LC、RC、陶瓷谐振器或任何合适的外部时钟源(XTAL1=输入,XTAL2=输出)。晶体应切割,最大12兆赫,串联电阻(RS)小于或等于100欧姆。
晶体应通过XTAL1和XTAL2连接,使用供应商推荐的晶体电容器,从每个引脚直接连接到设备接地引脚14(图)。
请注意,晶体电容器负载应连接到VSS引脚14,以减少接地噪声注入。
停止模式。此指令关闭内部CPU时钟,但不关闭晶体振荡。计数器/定时器和外部中断IRQ0、IRQ1、IRQ2和IRQ3保持激活状态。通过外部或内部生成的中断恢复设备。必须执行(启用)中断请求才能退出停止模式。中断服务程序结束后,程序从停止后的指令继续运行。
注:在C12冰箱上,IRQ3不会将设备从停止模式唤醒。
停止模式。此指令关闭内部时钟和外部晶体振荡,并将待机电流降低至10微安。通过停止模式恢复(引脚P27)复位,释放停止模式。P27上的低输入条件释放停止模式。程序执行从位置000C(Hex)开始。但是,当使用P27来释放停止模式时,I/O端口模式寄存器不会重新配置为其默认的通电条件。这可以防止执行停止指令时配置为输出的任何I/O跳转到未知状态。要在停止模式下使用P27释放方法,请使用以下指令:
X=取决于用户的应用程序。
注:在P27引脚上检测到的低电平将使设备退出停止模式,即使配置为输出。
为了进入停止或停止模式,必须首先刷新指令管道,以避免在中间指令中暂停执行。为此,用户在适当的睡眠指令之前执行NOP(opcode=FFH),例如:
7F停止;进入停止模式
看门狗定时器(WDT)。监视定时器由指令WDT启用。启用WDT时,指令无法停止它。使用WDT指令时,WDT在每1 Twdt周期内启用时会刷新;否则,控制器会自行重置,WDT指令会相应地影响标志;Z=1,S=0,V=0。
操作码WDT(5英尺/小时)。第一次执行操作码5FH时,启用WDT,随后执行清除WDT计数器。这必须至少在每个行波分复用器上进行;否则,波分复用器超时并生成重置。产生的复位与TPOR的通电复位相同,加上18个XTAL时钟周期。启用软件的WDT不在停止模式下运行。
操作码WDH(4FH)。执行此指令时,它会在暂停期间启用WDT。否则,WDT在进入停止时停止。此指令不清除计数器,只使WDT在暂停模式下运行成为可能。不执行WDT(5FH)而执行的WDH指令无效。
永久WDT。选择hardware enabled Permanent WDT选项,将在退出重置时自动启用WDT。永久WDT将始终以停止模式和停止模式运行,并且不能禁用。
自动复位电压(甚低频)。Z86E04/E08内置了自动重置功能。当检测到VCC低于VLV时,自动复位电路复位Z86E04/E08。
图显示了自动复位电压与温度的关系。如果VCC下降到VCC工作电压范围以下,则Z86E04/E08将工作到VLV,除非内部时钟频率高于指定的最大VLV频率。
典型的自动复位电压(VLV)与温度
低电磁干扰发射
通过EPROM可编程位选项,Z86E04/E08可编程为在低EMI发射(低噪声)模式下工作。使用此功能将导致:
在停机模式下消耗的电流小于1毫安。
所有驱动器回转率降低至10纳秒(典型)。
内部SCLK/TCLK=XTAL操作,最大周期时间限制为4MHz-250ns。
输出驱动器的电阻为500欧姆(典型)。
消除了振荡器除以两个电路。
Z86E04/E08提供可编程ROM保护和可编程低噪声特性。当为低噪音编程时,ROM保护功能是可选的。
除了VDD),Z86E04/E08在EPROM模式下改变了所有的管脚功能。XTAL2无功能,XTAL1功能为/CE,P31功能为/OE,P32功能为EPM,P33功能为VPP,P02功能为/PGM。和GND
只读存储器保护。ROM Protect完全保护Z86E04/E08 ROM代码不被外部读取。当选择ROM Protect时,支持LDC和LDCI指令(Z86E04/E08和Z86C04/C08不支持LDE和LDEI指令)。当设备被编程为ROM保护时,低噪音功能将不会自动启用。
请注意,在噪声环境中使用设备时,建议将EPM和CE管脚上的电压通过二极管固定到VCC,以防止意外进入OTP模式。VPP需要一个二极管和一个100pf电容器。
自动锁定禁用。自动锁存禁用选项位编程时将全局禁用所有自动锁存。
WDT启用。WDT Enable选项位在编程时,将在退出重置后使硬件启用永久WDT,并且不能在停止或停止模式下停止。
EPROM/测试模式禁用。EPROM/测试模式
禁用选项位编程后,将禁用EPROM模式和出厂测试模式。将禁用Z8的读取、验证和编程。要完全验证此模式是否已禁用,必须对设备进行电源循环。