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

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，微控制器是眾多項(xiàng)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。

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一、產(chǎn)品概述

COP8CBR9、COP8CCR9和COP8CDR9是高度集成的COP8?特性核心設(shè)備，具備32k閃存存儲器以及一系列先進(jìn)特性，如虛擬EEPROM、A/D轉(zhuǎn)換器、高速定時器、USART和掉電復(fù)位等。這款單芯片CMOS設(shè)備適用于需要全功能、可在系統(tǒng)內(nèi)重新編程的控制器，且對大內(nèi)存和低電磁干擾（EMI）有要求的應(yīng)用場景。而且，它在開發(fā)、預(yù)生產(chǎn)和批量生產(chǎn)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(shí)現(xiàn)虛擬EEPROM功能。
   • 隨機(jī)存取存儲器（RAM）：配備1k字節(jié)的易失性RAM。
2. 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換：擁有10位逐次逼近型模擬數(shù)字轉(zhuǎn)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(nèi)閃存編程，具有高耐久性（100k讀寫周期）和出色的數(shù)據(jù)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(yùn)行（50ns分辨率），具備處理器獨(dú)立PWM模式、外部事件計(jì)數(shù)器模式和輸入捕獲模式。
7. 復(fù)位與其他特性：部分型號（COP8CBR9/CCR9）具備掉電復(fù)位功能，還具有單電源操作（不同溫度范圍對應(yīng)不同電壓）、低輻射排放的安靜設(shè)計(jì)、多輸入喚醒及可選中斷、MICROWIRE/PLUS（串行外設(shè)接口兼容）、時鐘加倍功能、十三個多源向量中斷服務(wù)、空閑定時器、8位堆棧指針、兩個8位寄存器間接數(shù)據(jù)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(xiàng)、施密特觸發(fā)器輸入、高電流I/O等特性。

二、設(shè)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(xì)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(gòu)特點(diǎn)

• EMI降低：采用TI專利的EMI降低技術(shù)，包括低EMI時鐘電路、漸進(jìn)式開啟輸出驅(qū)動器（GTOs）和內(nèi)部Icc平滑濾波器，能有效減少電磁干擾，相比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)可降低15 dB - 20 dB的EMI傳輸。
• 系統(tǒng)內(nèi)編程與虛擬EEPROM：通過MICROWIRE/PLUS串行接口，可對閃存存儲器進(jìn)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(fù)制數(shù)據(jù)塊，實(shí)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(fù)到閃存存儲器來模擬可變數(shù)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(yùn)行在10 MHz，次振蕩器優(yōu)化為32.768 kHz運(yùn)行。用戶可通過特定的轉(zhuǎn)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(guān)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(yùn)行時最高20 MHz，低速運(yùn)行時65.536 kHz）。
• 真正的系統(tǒng)內(nèi)仿真：芯片具備片上仿真能力，用戶可使用最終生產(chǎn)板和設(shè)備進(jìn)行真正的系統(tǒng)內(nèi)仿真，簡化了軟件在實(shí)際環(huán)境條件下的測試和評估。
• 架構(gòu)設(shè)計(jì)：基于改進(jìn)的哈佛架構(gòu)，允許直接從程序存儲器訪問數(shù)據(jù)表，指令提取和內(nèi)存數(shù)據(jù)傳輸可通過兩級流水線重疊進(jìn)行，提高了執(zhí)行效率。同時，支持軟件堆棧方案，方便用戶進(jìn)行多個子程序調(diào)用。
• 指令集：提供獨(dú)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(diǎn)，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(hù)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(yīng)規(guī)定。
• 掉電復(fù)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(shù)值。
• 輸入輸出特性：包括輸入電平、內(nèi)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(shù)都有詳細(xì)規(guī)定。

交流電氣特性（-40°C ≤ TA ≤ +85°C）

• 指令周期時間：根據(jù)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(yīng)規(guī)定。
• 通信接口參數(shù)：如MICROWIRE/PLUS在從模式下的頻率、設(shè)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(zhuǎn)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(nèi)有相應(yīng)的規(guī)定。
• 誤差參數(shù)：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(zhuǎn)換特性：轉(zhuǎn)換時鐘周期、轉(zhuǎn)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(nèi)，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(shù)也有相應(yīng)的規(guī)定。

四、總結(jié)

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(gòu)，為電子工程師提供了一個強(qiáng)大的解決方案。無論是在低功耗應(yīng)用、模擬信號處理還是通信接口設(shè)計(jì)方面，都能滿足不同項(xiàng)目的需求。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和要求，合理選擇封裝形式、配置電氣參數(shù)，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(shè)備的安全可靠運(yùn)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(dú)特的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)?？歡迎在評論區(qū)分享。