8½MASK单片机芯片CM2004
8 ½ MASK 单片机芯片 CM2004
1．概述
CM2004 是一款 8 ½ MASK 类型的 RISC 单片机。
该芯片可以凭借极其½廉的价格和相½于 PIC16C54/56
的性½，广泛地应用到键盘、鼠标、游戏摇杆、电子玩具及其它一些应用场合。贝岭½创公司开发了独
有的程序代码过滤器 RGEN，可以协助用户将针对 PIC16C54/56 的程序移植到 CM2004 中去。CM2004 目前
已经有千万级的批量应用，性½稳定。贝岭½创公司还可根据客户要求修改芯片的端口和附加模块，以
适应不同的应用。
2．主要特点
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采用精简指令集（RISC）
，33 条指令
指令字长 12 ½，全部指令½是单字节指令
除涉及 PC 值改变的指令外（如跳½指令等）
，其½指令½是单周期指令
哈½结构，数据总线和指令总线各自独立分开，数据总线½度为 8 ½，指令总线½度为 12 ½
内部程序存储器（MASK ROM）空间为 1K，内部普通寄存器组（RAM）为 25 个
6 个特殊功½寄存器
2 级子程序堆栈
内部自振式看门狗计时器（WDT）
内部上电复½电路
内带一个 8 ½定时器/计数器（RTCC）
XT/LP/RC 振荡模式(还可以内½一个 2.3MHz 左右的 RC 振荡器)
12 根可独立编程 I/O 口（可利用/MCLR 和 TOCKI 扩充到 14 ½）
½功耗设计
工½电压 2.0V~6.5V
工½频率为 DC~20MHz
18PIN/16PIN（/MCLR 和 TOCKI 未外引）标准 PDIP 封装
3．管脚排列
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4．管脚功½说明
编号
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8
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12
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18
引脚名
PA2
PA3
/MCLR
TOCKI
VSS
PB0
PB1
PB2
PB3
PB4
PB5
PB6
PB7
VDD
OSC2
OSC1
PA0
PA1
方向
I/O
I/O
I
I
-
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
-
O
I
I/O
I/O
功½描述
PORT A ½ 2，双向 I/O，可根据客户要求改为开漏输出或纯输入
PORT A ½ 3，双向 I/O，可根据客户要求改为开漏输出或纯输入
外部复½端，
“0”有效（内部上拉，不用时可做通用 I/O）
计数器时钟输入（内部上拉，不用时可做通用 I/O）
地
PORT B ½ 0，双向 I/O，可根据客户要求改为开漏输出或纯输入
PORT B ½ 1，双向 I/O，可根据客户要求改为开漏输出或纯输入
PORT B ½ 2，双向 I/O，可根据客户要求改为开漏输出或纯输入
PORT B ½ 3，双向 I/O，可根据客户要求改为开漏输出或纯输入
PORT B ½ 4，双向 I/O，可根据客户要求改为开漏输出或纯输入
PORT B ½ 5，双向 I/O，可根据客户要求改为开漏输出或纯输入
PORT B ½ 6，双向 I/O，可根据客户要求改为开漏输出或纯输入
PORT B ½ 7，双向 I/O，可根据客户要求改为开漏输出或纯输入
电源
振荡输出端
振荡输入端
PORT A ½ 0，双向 I/O，可根据客户要求改为开漏输出或纯输入
PORT A ½ 1，双向 I/O，可根据客户要求改为开漏输出或纯输入
5．功½详述
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CM2004 系统框图
CM2004 兼容 PIC16C56，½两者在以下方面有所不同： 1) CM2004 端口设计上可 MASK 编程（上拉、
下拉、开漏）
；2) 指令系统译码不同；3) CM2004 采用了新工艺，成本更½，功耗等参数更优；4）CM2004
的看门狗基本溢出周期为 15 毫秒；5）CM2004 最大可以支持 14 个独立的 I/O。为了方便用户，贝岭½
创开发了独有的程序过滤器，可以的把针对 PIC16C5X 的程序代码翻译成适于 CM2004 运行的程序代码，
方便的进行程序移植。
由于寄存器及管脚兼容，CM2004 的程序开发可参照 PIC16C56 执行。下面仅对看门狗、复½、振荡
等电路做重点介绍。
5.1 看门狗
看门狗计时器（WATCH DOG TIMER）是一个片内自振式的 RC 振荡计时器。即½芯片 OSC1/OSC2 上振
，WDT 照样保持计数。WDT 计时溢出将产生复½。WDT 基本溢出周期为 15ms，
荡停止（例如进入 SLEEP）
如果需要更长的 WDT 周期，可以把预分频器分配给 WDT。
“CLRWDT”和“SLEEP”指令将清除 WDT 计时器
以及预分频（½预分频器分配给 WDT 时）
。看门狗可以通过 MASK 方式选择打开或关闭。
5.2 振荡
CM2004 的振荡电路可以通过 MASK 方式在 RC/XT/LP 等方式中选择。
5.2.1 阻容振荡
½采用½成本的阻容振荡（RC）方式时，电容已经内½，外接一个 10K 的上拉电阻可以获得 6MHz
左右的振荡频率，此时 OSC2 输出 4 分频后的振荡信号。
CM2004 RC 振荡模式电路图
5.2.2 晶½或陶瓷振荡
用石英晶½或陶瓷谐振器振荡是单片机最经典的产生工½时钟方式。CM2004 有两个引脚 OSC1 和
OSC2 专门给用户外接石英晶½或陶瓷谐振器产生一个高稳定的振荡频率。CM2004 提供了一个标准的时
钟电路，如下图所示。
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振荡电路原理图
其中 Rf 和 反向器是 MCU 内部集成的。 Rs 是控制激励功率电阻，Rf 是反馈电阻。在激励和反馈
½正常的情况下，其 OSC2 输出的是一个振幅达 4/5 VDD 左右的稳定正弦波。如发现振幅½于 1/2
VDD ，
则认为是欠激励。
如波½严重失真，
则认为过激励。
发生欠激励或过激励的现象，
可通过 Rs 或 再
外接一个 Rf（与内部 Rf 并联）调节，过激励增大 Rs（范围是 0~10K）
，欠激励减小 Rf（范围是 1~10M）
。
在实际应用中，Rs 往往不接，直接短路，外部也没有 Rf ，这在绝大多数场合½是可以用的。如果采
用 455K 陶瓷振荡器，建议½用 Rs 以避免过激励，取值为 10K。如果采用品质稍差的 2M 陶瓷振荡器，也
建议½用 Rs。应用中因为环境、PCB 走线、振荡频率、晶振或陶振参数的不同而导致 Rs、Rf 的取值并
不一定完全符合理论，应以实际效果为准。负½½电容的最½取值主要取决于振荡器参数，一般由振荡器
厂家提供，下面仅列出参考值。
C1、
陶瓷谐振器负½½电容 C1、C2 取值
陶瓷谐振器振荡频率
C1、C2
4M - 16M
2M – 4M
< 2M
455K
10P – 22P
15P – 33P
20P – 100P
59P
C1、
晶½振荡器负½½电容 C1、C2 取值
晶½振荡器
4M - 16M
2M - 4M
<2M
32768
C1、C2
15P
20P
15P - 100P
7.5P
5.2.3 内部 RC 振荡器
客户还可以在掩膜时选用内部的 RC 振荡器，这个振荡器在 5V 下的振荡频率为 2.3MHz，随工½温度
和工½电压的不同，这个频率会有一定漂移。
5.3 复½
CM2004 内½上电复½电路(注意不是½电压复½)，另外芯片上还设计有一个外部复½端/MCLR，该
引脚内部上拉。芯片复½可由以下原因引发：1，芯片上电；2 看门狗超时溢出；3，/MCLR 被拉½。½
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芯片复½期间，所有 I/O 口½被½成高阻态，PC 值被½为全“1”
，OPTION 被½为全‘1’
，WDT 和预分频
器被清零，F3 寄存器的 PA0~PA2 ½被清‘0’
。出于稳定信号的考虑，芯片内部专门设½了一个复½延时
电路。½芯片上电或/MCLR 变½结束后，复½状态将持续 15ms，才进入运行。
5.4 输入输出端口
CM2004 有 PORTA（4 ½）和 PORTB（8 ½）两个通用输入输出端口。除此之外，TOCKI 和/MCLR 可以
在掩膜时通过修改 OPTION 变成 PORTC。这个 PORTC 端口共两½，TOCKI 对应第 0 ½，/MCLR 对应第 1 ½。
PORTC 的½用方法与 PIC16C57 的 PORTC 完全一样。
所有的输入输出端口½可以在掩膜时内½上拉或下拉电阻。
PORTA 和 PORTB 上拉电阻可选 10K 或 60K
而下拉电阻只可选 60K，PORTC 只½选 60K 的上拉或下拉电阻。
6．电路特性参数
PIC16C56（民用级）
PIC16C56（民用级）与CM2004 DC 特性比较表
特性
工½电压
工½电流
（注2、3）
符号
VDD
IDD
PIC16C56
CM2004
PIC16C56
CM2004（外部时钟）
CM2004（晶振）
CM2004（RC 振荡）
PIC16C56
CM2004（晶振）
½功耗电流
（注2）
IPD
PIC16C56
CM2004
PIC16C56
CM2004
I/O口输入
½电平
I/O口输入
高电平
I/O 口输出
½电平
VIL
VIH
PIC16C56
CM2004
PIC16C56
CM2004
VOL
PIC16C56
CM2004
I/O 口输出
高电平
VOH
PIC16C56
CM2004
最小VDD-0.7
V
对象
典型值或范围
3.0½6.25
2.0½6.5
1.8（最大3.3）
0.8
0.9
0.8
15（最大32）
10
4.0（最大12）
7
0.6（最大9）
0.4
VSS½0.2VDD
VSS½0.3VDD
0.45VDD½VDD
0.4VDD½VDD
（注4）
最大0.6
V
IOL=8.7mA
VDD=4.5V
IOL=13.3mA
VDD=4.5V
IOH=-5.4mA
VDD=4.5V
IOH=-4.0mA
VDD=4.5V
V
V
uA
uA
uA
频率：32KHz
电压：3.0V
看门狗：关闭
电压：3.0V
看门狗：打开
电压：3.0V
看门狗：关闭
mA
频率：4MHz
电压：5.5V
看门狗：打开
单½
V
测试状态（注1）
注：1．测试温度为室温25°C。
2．工½电流主要受工½电压和频率的½响，其他因素诸如总线负½½、振荡类型、程序以及温度½
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