MSC1210單片機(jī)主要特性及應(yīng)用

來源：IC解密系列的所有指令功能與標(biāo)準(zhǔn)8051相同，對位、標(biāo)志和寄存器的影響相同，但時序不同。MSC120單片機(jī)使用精簡的8051內(nèi)核，在同樣的外部時鐘作用下，其執(zhí)行速度比標(biāo)準(zhǔn)8051快1.5~3倍(每條指令有4個時鐘周期與12個時鐘周期的區(qū)別)。在同樣的指令和時鐘下，速度提高到2.5倍以上。因此，一個時鐘為33 MHz的MSC1210執(zhí)行速度與一個時鐘為82.5 MHz的標(biāo)準(zhǔn)8051相同，其區(qū)別可以從圖2看出；而且MSC1210的定時器和計數(shù)器可以選擇每12個或4個時鐘周期計數(shù)一次。
    MSC1210提供了雙數(shù)據(jù)指針(DPTR)加速數(shù)據(jù)塊的移動速度，它能根據(jù)外部存儲器的速度調(diào)節(jié)讀寫速度，在2～9個指令周期之間變化；它還提供給外部存儲器16位地址總線(P0和P2)。低位地址通過P0口復(fù)用得到，硬件可以控制P0和P2口是作為地址線還是作為通用的I/O。
    為了更好地提高效率，外圍設(shè)備也在8051基礎(chǔ)上作了改進(jìn)。如SPI端口就增加了FIFO，使得傳輸數(shù)據(jù)有了緩沖區(qū)間。32位累加器的使用在處理ADC采樣或其它數(shù)據(jù)源來的多字節(jié)數(shù)據(jù)時將大大減輕CPU的負(fù)擔(dān)，使得24位加法和移位可以在幾個指令周期內(nèi)完成，而無需通過軟件用數(shù)百個指令周期來完成。
    MSC1210系列的硬件和引腳完全兼容，對用戶而言，唯一的區(qū)別在于內(nèi)存配置不同。MSC1210Y2上編寫的程序代碼可以直接在MSC1210Y3、MSC1210Y4、MSC1210Y5上執(zhí)行。用戶可以在軟件功能上增減并配以不同的CPU型號，MSC1210已成為一個擁有幾個不同應(yīng)用平臺的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。
    MSC1210的開發(fā)工具與8051的開發(fā)系統(tǒng)完全兼容，用戶可以使用原有的8051開發(fā)系統(tǒng)，也可以使用DEMO板帶的開發(fā)系統(tǒng)或者第三方支持者提供的開發(fā)工具。
    2 24位高分辨率ADC通道
    （1）ADC的輸入多路復(fù)用器及輸入緩沖
    輸入多路復(fù)用器允許不同輸入信號通過選擇輸入通道進(jìn)行組合，如AIN0被選為ADC輸入正端，其它任何通道可以選為ADC輸入負(fù)端。用這種方式可以組成8個完整的ADC輸入通道，也可以在差分輸入通道間切換極性。片上的二極管可以提供溫度測量，當(dāng)輸入多路復(fù)用器的寄存器置為全“1”時，二極管被接入ADC通道的輸入端開始測量溫度。
    （2）可編程增益放大器PGA
     ①PGA：可編程增益放大PGA可以設(shè)為1、2、4、8、16、32、64、128，使用PGA確實能提高ADC的分辨率。當(dāng)PGA=1，量程范圍為5 V時，ADC能分辨到1μV；當(dāng)PGA=128，量程范圍為40 mV時，ADC能分辨到75 nV；而在PGA=1時，在5 V量程范圍內(nèi)需要一個26位的ADC才能分辨到76 nV。
     ② PGA偏移DAC：ODAC寄存器是8位，它能將輸入到PGA的模擬信號偏移PGA滿量程的一半，其最高位為符號位，低7位提供偏移量。由于ODAC給PGA引入的是模擬量而不是數(shù)字量偏移，所以并不影響測量結(jié)果的精度。
    （3）電壓參考基準(zhǔn)
    MSC1210的電壓參考可以是內(nèi)部的也可是外部的，上電復(fù)位以后的電壓參考是內(nèi)部的2.5 V，參考電壓的選擇通過ADCON0控制。片上內(nèi)部參考電壓有1.25 V和2.5 V兩種可選，其精度可達(dá)0.2 %，溫漂僅為5×10-6/℃，可大大提高測量精度。如果沒有用到內(nèi)部參考電壓，就應(yīng)該將其關(guān)掉以減少噪聲和功耗。VREFOUT引腳處應(yīng)該放一個0.1μF去耦電容。外部參考電壓為REF IN+與REF IN-之間的差值，引腳上的絕對電壓在AGND與AVDD之間，但其差分電平不能超過2.6 V。
    3 片內(nèi)存儲器
    MSC1210包括片上1.2 KB SRAM ，256字節(jié)DARAM，2KB啟動ROM，32 KB Flash存儲器。
    MSC1210用內(nèi)存尋址表來區(qū)分程序存儲空間和數(shù)據(jù)存儲空間。程序空間由單片機(jī)自動讀取，通過指令MOVC來讀程序空間；數(shù)據(jù)空間通過指令MOVX來讀寫。當(dāng)片上存儲使能時，在片內(nèi)范圍內(nèi)的讀寫將在片內(nèi)存儲器上進(jìn)行，片外存儲器通過P0和P2尋址來實現(xiàn)。HCR1寄存器的第0位和第1位設(shè)為0就可以訪問外部存儲器，此時可以通過P0和P2口訪問所有片內(nèi)和片外存儲空間。為了安全起見，在訪問片內(nèi)存儲器期間，P0口全部置位為0。
    MSC1210包含1.2KB片上SRAM。SRAM起始地址位“0”，通過MOVX指令讀寫。SRAM也可以從8400H開始，既可作程序空間又可作數(shù)據(jù)空間。
    MSC1210有256字節(jié)DARAM，地址為0000H~00FFH，其中128字節(jié)為128個SFR，地址為0080H~00FFH。SFR寄存器用做控制和狀態(tài)，標(biāo)準(zhǔn)的8051功能和MSC1210的附加功能是通過SFR實現(xiàn)的。從沒有定義的SFR寄存器將得到“0”，寫入沒有定義過的SFR得到的結(jié)果無法確定。DARAM的另一個用途，是通過SFR的堆棧指針作為堆棧使用。
    在串行或并行編程時，有2KB啟動ROM控制運行。在用戶模式下，BOOT ROM位于F800H~FFFFH；在編程模式下，BOOT ROM位于程序空間的起始2K。
    Flash存儲器既可用做程序存儲空間又可用做數(shù)據(jù)存儲空間，用戶可以靈活配置程序和數(shù)據(jù)存儲空間的大小。分區(qū)大小通過硬件配置位來確定，可以通過串行或并行的方式來編程確定。在用戶應(yīng)用模式下，程序和數(shù)據(jù)Flash存儲空間都可讀可寫。
    4 Flash編程應(yīng)用
    可編程的Flash存儲器分為4個部分：128字節(jié)的配置部分、復(fù)位向量、程序存儲空間、數(shù)據(jù)存儲空間。
    Flash編程模式有串行和并行兩種模式，通過上電復(fù)位過程當(dāng)中的ALE和信號狀態(tài)確定。當(dāng)ALE=1，=0時，選擇串行編程模式；當(dāng)ALE=0，=1時，選擇并行編程模式。當(dāng)ALE和都為高電平時，MSC1210運行在用戶模式下；當(dāng)ALE和都為低電平時，MSC1210沒有定義。
    MSC1210的Flash存儲器初始值全部為“1”，并行編程模式包括一個專用的編程器，串行編程方式通常為在線編程，用戶應(yīng)用模式允許對Flash程序和數(shù)據(jù)存儲器編程。對Flash編程的實際代碼不能從Flash執(zhí)行，而必須從BOOT ROM或RAM處開始執(zhí)行。
    MSC1210有兩個硬件配置存儲器(HCR0、HCR1)，在Flash編程模式下可編程。用戶通過對這兩個存儲器編程可以在程序存儲空間(PM)和數(shù)據(jù)存儲空間(DM)之間定義分區(qū)。
    用戶可以通過MOVX指令來讀寫Flash存儲器，而不論Flash存儲器是被定義為程序存儲器還是數(shù)據(jù)存儲器。這意味著用戶可以將全部空間分為程序存儲空間，并將程序空間當(dāng)數(shù)據(jù)存儲空間用。當(dāng)PC指針指向的程序空間實際上存放的是數(shù)據(jù)時，將會導(dǎo)致不可預(yù)知的后果。因此，當(dāng)要用Flash存儲數(shù)據(jù)時，一定要求使用Flash分區(qū)，F(xiàn)lash分區(qū)禁止在數(shù)據(jù)存儲空間執(zhí)行程序。同樣，也禁止程序空間的擦寫而允許在數(shù)據(jù)存儲空間讀寫。