探索COP8CBR9/COP8CCR9/COP8CDR9 8位CMOS閃存微控制器

在電子設計領域，微控制器是眾多項目的核心組件。今天，我們就來深入了解一下德州儀器（TI）推出的COP8CBR9、COP8CCR9和COP8CDR9這三款8位CMOS閃存微控制器。

文件下載：COP8CBR9LVA8.pdf

一、產品概述

COP8CBR9、COP8CCR9和COP8CDR9是高度集成的COP8?特性核心設備，具備32k閃存存儲器以及一系列先進特性，如虛擬EEPROM、A/D轉換器、高速定時器、USART和掉電復位等。這款單芯片CMOS設備適用于需要全功能、可在系統(tǒng)內重新編程的控制器，且對大內存和低電磁干擾（EMI）有要求的應用場景。而且，它在開發(fā)、預生產和批量生產階段都能使用一系列COP8軟件和硬件開發(fā)工具。

主要特性

1. 存儲器方面
   • 閃存程序存儲器：擁有32k字節(jié)的閃存程序存儲器，具備安全特性，還能利用閃存程序存儲器實現(xiàn)虛擬EEPROM功能。
   • 隨機存取存儲器（RAM）：配備1k字節(jié)的易失性RAM。
2. 模擬數字轉換：擁有10位逐次逼近型模擬數字轉換器（最多16個通道），具備100%精確的模擬仿真能力。
3. 通信接口：帶有片上波特率發(fā)生器的通用同步異步收發(fā)器（USART）。
4. 電源與編程：支持2.7V - 5.5V的系統(tǒng)內閃存編程，具有高耐久性（100k讀寫周期）和出色的數據保留能力（100年）。
5. 時鐘與電源模式：采用雙時鐘操作，具備HALT/IDLE省電模式。
6. 定時器功能：擁有三個16位定時器，其中定時器T2和T3可高速運行（50ns分辨率），具備處理器獨立PWM模式、外部事件計數器模式和輸入捕獲模式。
7. 復位與其他特性：部分型號（COP8CBR9/CCR9）具備掉電復位功能，還具有單電源操作（不同溫度范圍對應不同電壓）、低輻射排放的安靜設計、多輸入喚醒及可選中斷、MICROWIRE/PLUS（串行外設接口兼容）、時鐘加倍功能、十三個多源向量中斷服務、空閑定時器、8位堆棧指針、兩個8位寄存器間接數據存儲器指針、真正的位操作、看門狗和時鐘監(jiān)控邏輯、軟件可選I/O選項、施密特觸發(fā)器輸入、高電流I/O等特性。

二、設備信息

1. 封裝與引腳

這些微控制器提供多種封裝形式，包括44和68引腳的PLCC、44引腳的WQFN、48和56引腳的TSSOP。不同封裝的引腳功能有所不同，詳細的引腳分配在文檔中有明確說明。例如，在44引腳的WQFN封裝中，L0引腳為I/O口，可作為多輸入喚醒（MIWU）或低速振蕩器輸入；G0引腳為I/O口，可作為中斷輸入等。

2. 架構特點

• EMI降低：采用TI專利的EMI降低技術，包括低EMI時鐘電路、漸進式開啟輸出驅動器（GTOs）和內部Icc平滑濾波器，能有效減少電磁干擾，相比傳統(tǒng)設計可降低15 dB - 20 dB的EMI傳輸。
• 系統(tǒng)內編程與虛擬EEPROM：通過MICROWIRE/PLUS串行接口，可對閃存存儲器進行擦除、編程和讀取操作。同時，還能在RAM和閃存存儲器之間復制數據塊，實現(xiàn)虛擬EEPROM功能，用戶可通過初始化非易失性變量并偶爾將其恢復到閃存存儲器來模擬可變數量的EEPROM。
• 雙時鐘與時鐘加倍：具備多功能時鐘系統(tǒng)和兩個振蕩器電路，主振蕩器最高可運行在10 MHz，次振蕩器優(yōu)化為32.768 kHz運行。用戶可通過特定的轉換序列在高速和低速振蕩器之間切換執(zhí)行，未使用的振蕩器可關閉以降低功耗。CPU使用的時鐘頻率是所選振蕩器頻率的兩倍（高速運行時最高20 MHz，低速運行時65.536 kHz）。
• 真正的系統(tǒng)內仿真：芯片具備片上仿真能力，用戶可使用最終生產板和設備進行真正的系統(tǒng)內仿真，簡化了軟件在實際環(huán)境條件下的測試和評估。
• 架構設計：基于改進的哈佛架構，允許直接從程序存儲器訪問數據表，指令提取和內存數據傳輸可通過兩級流水線重疊進行，提高了執(zhí)行效率。同時，支持軟件堆棧方案，方便用戶進行多個子程序調用。
• 指令集：提供獨特且代碼高效的指令集，具有單字節(jié)/單周期代碼執(zhí)行、許多單字節(jié)多功能指令、位級控制、靈活的寄存器集等特點，能有效提高代碼和I/O效率，加快代碼執(zhí)行速度，降低系統(tǒng)成本。

三、電氣規(guī)格

1. 絕對最大額定值

• 電源電壓（VCC）：最大7V。
• 任何引腳電壓：-0.3V至VCC + 0.3V。
• VCC引腳總輸入電流（源）：最大200 mA。
• GND引腳總輸出電流（沉）：最大200 mA。
• 存儲溫度范圍：-65°C至+140°C。
• ESD保護等級：2 kV（人體模型）。

2. 電氣特性

直流電氣特性（-40°C ≤ TA ≤ +85°C）

• 工作電壓：2.7V - 5.5V。
• 電源上升時間：10 - 50 x 10? ns。
• 電源紋波：峰峰值最大0.1 VCC。
• 電源電流：不同模式下的電源電流有所不同，例如高速模式下，CKI = 10 MHz、VCC = 5.5V、tC = 0.5 μs時，電源電流為13.2 mA；雙時鐘模式和低速模式下的電源電流也有相應規(guī)定。
• 掉電復位（BOR）特性：BOR功能的電源電流、高/低掉電跳閘電平也有明確數值。
• 輸入輸出特性：包括輸入電平、內部偏置電阻、高阻輸入泄漏、輸入上拉電流、端口輸入滯后、輸出電流水平等參數都有詳細規(guī)定。

交流電氣特性（-40°C ≤ TA ≤ +85°C）

• 指令周期時間：根據不同的電源電壓，指令周期時間有所不同，如4.5V ≤ VCC ≤ 5.5V時，指令周期時間為0.5 μs；2.7V ≤ VCC < 4.5V時，指令周期時間為1.5 μs。
• 閃存存儲器操作時間：閃存存儲器頁面擦除時間和大規(guī)模擦除時間也有相應規(guī)定。
• 通信接口參數：如MICROWIRE/PLUS在從模式下的頻率、設置時間、保持時間、輸出傳播延遲，以及USART的位時間和CKX頻率等。
• 輸入輸出脈沖寬度：包括中斷輸入、定時器輸入輸出等的脈沖寬度要求。

A/D轉換器電氣特性（-40°C ≤ TA ≤ +85°C，單端模式）

• 分辨率：10位。
• 線性度：DNL（微分非線性）和INL（積分非線性）在不同電源電壓和溫度范圍內有相應的規(guī)定。
• 誤差參數：包括偏移誤差、增益誤差等。
• 輸入特性：輸入電壓范圍、模擬輸入泄漏電流、模擬輸入電阻、模擬輸入電容等。
• 轉換特性：轉換時鐘周期、轉換時間（包括采樣保持時間）、AVCC上的工作電流等。

直流電氣特性（-40°C ≤ TA ≤ +125°C）

在較高溫度范圍內，工作電壓、電源上升時間、電源紋波、電源電流、HALT電流、空閑電流、BOR功能電源電流等參數也有相應的規(guī)定。

四、總結

COP8CBR9、COP8CCR9和COP8CDR9微控制器憑借其豐富的功能、出色的性能和靈活的架構，為電子工程師提供了一個強大的解決方案。無論是在低功耗應用、模擬信號處理還是通信接口設計方面，都能滿足不同項目的需求。在實際設計中，工程師需要根據具體的應用場景和要求，合理選擇封裝形式、配置電氣參數，充分發(fā)揮這些微控制器的優(yōu)勢。同時，要注意其絕對最大額定值和電氣特性，確保設備的安全可靠運行。大家在使用這些微控制器時，有沒有遇到過一些特別的問題或者有什么獨特的應用經驗呢？歡迎在評論區(qū)分享。