HC16L
系列
MCU
Preliminary DataSheet
1.简介
80251 16
½
CPU
平台
比标准型
80C51
处理½力快
40
倍。
高达
16MHz
的
CPU
时钟
灵活的功耗管理系统
½功耗模式
1:
0.9uA@3V
Power on Reset
和
brown out detector
有效,寄存器和
CPU
保存状态
½功耗模式
2:1.4uA@3V
½功耗模式
1
加
32.768KHz
外部晶振驱动的
RTC
和看门狗
½功耗模式
3:1.6uA@3V
½功耗模式
2
加电
荷泵型
LCD
睡眠模式:40
U
A/MH
Z
@3V
系统时钟和外设运
行,CPU 停止
工½模式:260
U
A/MH
Z
@3V
系统时钟、外设、
CPU
运行
从½功耗模式唤醒到工½模式,响应时间不超
过
3us
32KB Flash/4KB RAM
58
个通用
I/O
管脚
1
通道
DMA
定时器/计数器
4
个通用
16
½定时器/计数器
1
个支持
5
路捕捉/比较通道的
16
½定时器/
计数器
1
个
20
½的可编程看门狗
2
个专用
8
½定时器给
UART0、UART1
产生可
变波特率
1
个专用
8
½定时器给
IIC
产生可变波特率
1
个专用
8
½定时器给
SPI
产生可变波特率
1
个专用
8
½定时器给蜂鸣器产生可变波特
率
通讯接口
UART0、UART1
标准通讯接口
SPI
标准通讯接口
IIC
标准通讯接口
SmartCard(ISO 7816)接口
½功耗高精度模拟外设
8
通道
12
½
200Ksps SAR ADC
片上温度传感器
片上电压比较器
片上½电压侦测器
40X4
电阻型+电荷泵型
LCD
驱动电路
高可靠性、安全性、易用性
硬件万年历模块
64
½硬件
DES
加解密协处理器
64
½随机数模块
16
½硬件
CRC
校验电路模块
唯一
8
字节
ID
号
128
½加密型嵌入式调试解决方案,提供全
功½的实时调试器
工½温度:
-40 ~ 85℃
单电源供电:1.8
~ 3.8V
封装½式:LQFP80,LQFP64,QFN48,QFN32
HC16L系列MCU集成了12½高精度SARADC、
160段LCD驱动(仅限HC16LC系列)、
硬件随机数
发生器以及硬件DES加解密电路,具有高整合度、高抗干扰度、高可靠性和超½功耗的MCU。
内核采用哈½结构以及增强型流水线架构,在相同时钟频率下的处理½力为标准8xC251的3
倍、标准80C51的40倍,配合成熟的Keil μVision4调试开发½件,支持C语言及汇编语言,
并且指令与标准8xC251/80C51完全兼容,编译C程序时,相比于标准80C51而言,½够大幅减
少代码容量。
典型应用
各类水表,燃气表,热½表等工业仪表
血糖监测仪,血压监护仪和心电记½监护仪等健康器材
火警探头,智½门锁,无线传感器,无线监控等智½传感器应用
各种对功耗苛求的可穿戴设备和便携设备
2.系统及模块概述
2.1
功½模块介绍
HC16L
系列
MCU
是自主知识产权的超½功耗微控制器,凭借其强大的
16
½内核、创新的超
½功耗技术、快速的唤醒时间和众多可选的外围设备,非常适合电池供电的应用,以及任½
要求高性½、½功耗的系统。本节给出各个功½模块的简短介绍,并说明了对各个设备的配
½。对于完整的功½说明和每一个模块的详细信息,请参阅
HC16L
用户手册。
图
2.1 HC16L
功½模块图
图
2.2 HC16L
系列芯片选型
12bit
Parter number
PKG
Flash IAP/ISP RAM I/O RTC CRC
ADC
QFN32
HC16LC10F4UA-QFN32
(4*4)
QFN32
HC16LC10F6UA-QFN32
(4*4)
QFN48
HC16LC10J4UA-QFN48
(7*7)
QFN48
HC16LC10J6UA-QFN48
(7*7)
LQFP64
HC16LC16K6TA-LQ64
(7*7)
LQFP64
HC16LC16K6TA-LQFP64
(10*10)
LQFP80
HC16LC16M6TA-LQ80
(10*10)
LQFP80
HC16LC16M6TA-LQFP80
(12*12)
32K
Y
4K
58
Y
Y
7ch
Y
5
5*8Bit
4
1
1
1
2
1
40*4
32K
Y
4K
58
Y
Y
7ch
Y
5
5*8Bit
4
1
1
1
2
1
40*4
32K
Y
4K
42
Y
Y
7ch
Y
5
5*8Bit
4
1
1
1
2
1
32*4
32K
Y
4K
42
Y
Y
7ch
Y
5
5*8Bit
4
1
1
1
2
1
32*4
32K
Y
4K
34
Y
Y
7ch
Y
5
5*8Bit
4
1
1
1
2
1
N/A
16K
Y
2K
34
Y
Y
7ch
Y
5
5*8Bit
4
1
1
1
2
1
N/A
32K
Y
4K
18
Y
Y
3ch
Y
1
1*8Bit
4
1
1
0
1
1
N/A
16K
Y
2K
18
Y
Y
3ch
Y
1
1*8Bit
4
1
1
0
1
1
N/A
VC PCA
PWM
Timer
SPI
I2C 7816 UART
Beep
LCD
2.1.1
增强型流水线
80251
内核
嵌入式
80251
是标准
80C51
的加强版,该
16
½内核采用哈½结构(提供独立的指令总线和
数据总线去访问代码存储区和数据存储区)以及增强型流水线架构,工½频率从
2M
到
24M
可任意配½。
2.1.2
32KB Flash
内建全集成
Flash
控制器,无需外部高压输入,内½定时器来支持编程,擦除。支持
IAP、
ICP
功½。支持
DMA
传输模式。每
512
个字节为一个最小擦除页。20ms 的擦除时间,20us 的
编程时间。常温下至少
2
万次擦写性½。常温下数据至少保存
100
年。
2.1.3
4KB RAM
DMA
控制器
在各种½功耗模式下,RAM 数据½可以保留。支持在
RAM
中执行程序。支持
DMA
传输模式。
2.1.4
在
DMA
控制器的控制下,在存储器和外部设备之间直接进行数据传送,在传送过程中不需
要
CPU
的参与,可以极大的降½系统搬运数据时的功耗。1 路
DMA
通道,支持下列操½:
Flash to SRAM,SRAM to Flash,Flash to Flash,SRAM to SRAM,SRAM to CRC,Flash to CRC。
2.1.5
时钟系统
一个频率为
2M~16M
可配½的高精度内部时钟
MCLK,
从½功耗模式到工½模式的唤醒时间
为
3uS,全电压全温度范围内的频率偏差 < ±2.5%,无需外接昂贵的高频晶½。
一个频率为
32,768Hz
的外部晶振
ACLK,主要提供 RTC
实时时钟频率。
一个频率为
32KHz
的内部时钟
SCLK,½外部 32,768Hz
晶振失效时备用,增加抗干扰½力。
2.1.6
硬件实时时钟
RTC
RTC(Real Time Counter)是一个支持 BCD
数据的寄存器,采用
32,768Hz
晶振½为其时钟,
½实现万年历功½,中断周期可配½为年/月/日/小时/分钟/秒。24/12 小时时间模式,硬件
自动修正闰年。
可½用内部温度传感器或外部精准温度传感器进行精确度补偿,可用½件+1/-1 调整年/月/
日/小时/分钟/秒,最小可调精度为
1/16
秒。
带有
2
路可配½频率、½度、相½的脉冲输出。
用于指示时间和日期的
RTC
日历记½器在
MCU
受外部因素½响而复½时不会清除保留值,
是需要永久高精度实时时钟的测量设备仪表的最½选择。
2.1.7
58
个通用
IO
端口
每个
GPIO
均为数字模块及模拟模块复用。
每个端口有独立的控制寄存器½来控制。
支持边沿和电平触发中断,并支持从超½功耗模式下唤醒
MCU。
支持
Push-Pull CMOS
推½输出、Open-Drain 开漏输出。
带有
Pull-up
上拉电阻,带有½密特触发器输入滤波功½。
输出驱动½力可配½,最大支持
20mA
的电流驱动½力。
58
个通用
IO
可支持外部异步中断,分为
2
个快速中断,1 个查询中断。
2.1.8
中断控制器
有四个中断优先级,可处理复杂逻辑,½够进行实时控制和中断处理。
16
个中断入口向量地址,分别为:
一个非可屏½中断
NMI,外部 32K
晶振失效中断。
一个½件中断,为了
JTAG
调试½用。
快速中断源
0,UART0 RXD / P5.0
端口。
快速中断源
1,UART1 RXD / P1.6
端口。
除了
P5.0/P1.6
以外的其他
56
个
GPIO
共享一个中断入口地址。
Timer 0,Timer2
共享一个中断入口地址。
Timer 1,Timer3
共享一个中断入口地址。
UART0,UART1
共享一个中断入口地址。
SPI
中断源。
I2C
中断源。
ISO7816
智½卡中断源。
PCA
中断源。
RTC
中断源。
ADC
中断源。
VC
中断源。LVD 中断源。
2.1.9
复½控制器
支持以下各种复½功½:上电下电复½,½电压检测
LVD
复½,外部
RESETB
管脚复½,看
门狗
WDT
复½,可编程计数器阵列
PCA
看门狗复½,JTAG ½件复½。
每个复½½有独立的复½标志寄存器。
2.1.10
定时器/计数器
4
个通用
16
½定时器/计数器。
2.1.11
可编程计数器阵列
PCA
PCA(Programmable Counter Array)有 5
路捕获/比较模块,每一个模块½可以独立编程,以
提供输入捕获、输出比较或脉冲½度调制功½。PCA 亦可用½一个额外的
WDT。
2.1.12
看门狗
WDT
WDT(Watch Dog Timer)是一个可配½的 20
½定时器,在
MCU
异常的情况下提供复½。其
时钟来源可选择外部
32,768Hz
晶振或内部
32K
的
RC OSC
时钟。
可配½的最大溢出时间为
32
秒。
2.1.13
通用异步收发器
UART0/UART1
2
路通用异步收/发器(Universal
Asynchronous Receiver/Transmitter)
,支持全部
4
种
8xC251
标准的工½模式,带有帧½错误检测功½,½实现多处理器通信和自动地址识别。
2
个独立的
8
½计数器分别给
UART0、UART1
提供可编程波特率。
2.1.14
同步串行接口
SPI
一路同步串行接口
(Serial
Peripheral Interface)
支持主从模式,
,
全双工半双工模式, 级
FIFO。
2
1
个独立的
8
½计数器为
SPI
提供可编程波特率。
2.1.15
IIC
总线
IIC(
Inter-Integrated Circuit)
是一个真正的多主机总线,如果两个或更多主机同时进行数据
传输,可以通过冲突检测和仲裁防止数据被破坏。它包括一条串行数据线
SDA,一条串行时
钟线
SCL,通过简单有效的连线方式实现设备间的数据交换。采用串行同步时钟,可实现设
备之间以不同的速率传输数据,串行
8
½双向数据传输最大速度可以到
400Kps。
支持
26
种传输状态、主从收发
4
种传输模式,支持
7
½地址自动识别。
1
个独立的
8
½计数器为
IIC
提供可编程波特率。