专利名称：一种闪存微控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于半导体集成电路设计领域，涉及一种闪存微控制器芯片。
背景技术：
随着深亚孩t米CMOS (互补型金属氧化物半导体，Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor)集成电路生产工艺的不断进步，目 前可以把复杂的微控制器(MCU)内核集成在一块芯片上，同时留有足够的 硅片面积用于实现复杂的存储器和外设逻辑。过去用于高端32位和64位 CPU的设计方法和构架现在已经能够有效的用于低价8位微控制器系统。 利用这些功能强大而且便宜的微控制器使得系统的集成度不断提高，同时也 大大增强了微处理器数据处理及流程控制的能力。微处理器的诸多优点使得 越来越多的微控制器运用到社会生活的各个领域，对国民经济的发展起到了 必不可少的促进作用。而对微控制器的可靠性、抗干扰性、灵活性、兼容性 也有着越来越高的要求。
目前对于市场上8位的闪存(FLASH)微控制器存在着以下不足(1 ) 其电源系统容易受各种因素的影响如，电子产品的开关会给电源系统带来 噪声；各种辐射、无线电波也会给电源系统带来噪声，电源过栽会造成电压 下降。电源电压波动较大时，电子产品就会不稳定.，有时甚至无法正常运行; 电源电压过低，电子产品也无法正常运行。所以，在设计闪存微控制器时，必须采用保护措施，防止电源电压波动造成死机；(2)另外，现有的闪存微 控制器缺乏完备的外设，从而限制了芯片与外部的联系，为后续设计带来不 便；(3)现有的闪存微控制器中储存器的容量较大，--般为数十千bit,甚 至上兆，成本很高；(4)同时，现有的闪存微控制器的可靠性及灵活性有待 进一步提高。发明内容本实用新型克服了现有技术中外界因素给闪存微控制器带来的影响，提 供一种可以克服复杂环境给电源系统带来的不稳定因素、稳定电源系统、保护负载的闪存微控制器。本实用新型通过以下技术方案实现一种闪存微控制器，包括内核单元、外设单元，内核单元、外设单元 通过总线相互通讯；所述内核单元包括CPU (中央处理器)、时钟发生器、 复位逻辑、存储器，所述外设单元包括输入输出端口、定时器、才莫数转换器； 该闪存微控制器还包括功能部件单元，该功能部件单元至少包括低压检测及 复位模块，该低压检测及复位模块通过总线与内核单元、外设单元通讯。在上述闪存微控制器中，所述低压检测及复位模块包括控制寄存器、电 源电压检测电路、滤波器和逻辑控制电路；所述控制寄存器通过控制线分别 与电源电压检测电路、滤波器和逻辑控制电路相连，所述电源电压检测电路、 滤波器和逻辑控制电路通过控制线串接，所述的逻辑控制电路有两个信号输 出端。在上述闪存微控制器中，所述电源电压检测电路包括分压电路、稳压器
及比较器；电源电压接入分压电路和稳压器，控制寄存器通过控制线连接分
压电路，分压电路电压输出端连接到比较器反相输入端，稳压器电压输出端 连接到比较器同相输入端。
与外部联系的缺陷，通过以下技术方案实现在上述闪存微控制器中，所述 外设单元还包括两路捕捉/比较/脉宽调制模块、高速串行外围接口、高速芯 片间总线方式模块、高速同步异步接收发送器模块中的任意一个或多个，上 述各模块分别接入总线与内核单元、功能部件单元、及其他外设单元通讯。
在上述闪存4鼓控制器中，所述功能部件单元还包括器件配置位、片内上 电延时复位模块、看门狗定时器、休眠模式控制模块中的任意一个或多个， 上述各模块接入总线与内核单元、外设单元、及其他功能部件单元通讯。
同时，本实用新型还克服了现有技术中储存器容量大、成本高的不足， 通过以下技术方案实现在上述闪存微控制器中，所述存储器包括程序存储 器及数据随机存储器，该数据随机存储器包括特殊寄存器及通用寄存器。
在上述闪存微控制器中，所述程序存储器是容量为4Kx16 bit的FLASH 程序存储器，特殊寄存器的容量为64x8bit,通用寄存器的容量为192x8bit。
在上述闪存微控制器中，所述时钟发生器为系统时钟振荡器；所述定时 器为三路定时器。
在上述闪存微控制器中，所述模数转换器为8位5通道模数转换器。
与现有技术相比，本实用新型揭示的闪存微控制器有以下优点 1、提供一种新型的8位闪存微控制器，通过设置低压检测及复位模块、 克服了复杂环境给电源系统带来的不稳定因素，能够稳定电源系统、保护负
载，从而可以提高整个结构的抗干扰能力。2、 本实用新型还针对一些小型电器，采用了小容量储存器，大大降低 了成本。3、 提供较完备的外设，以使得单片机能够更方便的与外部进行联系， 同时便捷的执行内部任务。4、 提供大量特殊功能部件，提高了系统的可靠性，增加了设计的灵活性。附困说明
图1是本实用新型闪存後L控制器的结构框图；图2是本实用新型中内核单元与外设单元的结构框图；图3是本实用新型中低压检测及复位模块的电路连接示意图；图4是低压检测及复位模块中电源电压检测电路示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明。请参阅图1,图中揭示了一种闪存纟敖控制器，包括内核单元1、外设单 元2及功能部件单元3;内核单元包括CPU11、时钟发生器12、复位逻辑 13、存储器14;外设单元2包括输入输出端口 21,三路定时器22，模数转 换器23,两路捕捉/比较/脉宽调制模块24,高速串行外围接口 25,高速芯 片间总线方式模块26,高速同步异步接收发送器模块27;功能部件单元3 包括低压检测及复位模块31 、器件配置位32、片内上电延时复位模块33、
看门狗定时器34、休眠模式控制模块35;上述各模块接入总线4、与其他模块通讯。(一) 内核单元本实用新型针对内核单元的改进主要在于其存储器14。所述存储器14 包括程序存储器及数据随机存储器，所述数据随机存储器包括特殊寄存器及 通用寄存器。所述程序存储器是容量为4Kx16bit的FLASH程序存储器， 特殊寄存器的容量为64x8bit,通用寄存器的容量为192x8bit。由于本实用 新型采用了小容量的储存器，在完成所要求的任务的同时，大大降低了成本。(二) 外设单元如图2，输入输出端口包括端口 A(PA)、端口 B(PB)、端口 C(PC)。 端口A为6位锁存器，所有端口 A的端口均有TTLSMT输入驱动器，其 中端口 PA4有CMOS输出驱动器，其它端口有TTL输出驱动器；端口 B 是一个八位双向端口 ，所有端口 B的端口有TTL SMT输入和全TTL输出 驱动器，并且它们都有内部弱上拉，端口 B中的端口 PBO可作为可选择 中断边沿的外部中断口，而端口 B高六位可作为变化中断口，对外部电压 变化^i出中断响应；端口 C是一个8位的双向端口，所有端口 C的端口均 有TTL SMT输入驱动器和CMOS输出驱动器。三路定时器22包括定时器221、定时器222、定时器223。其中(1) 定时器221为8位定时/计数器，CPU可对其进行读写操作，可选用内部 时钟及外部时钟源，选择外部时钟时，可编程进行时钟边沿选择，溢出会产生溢出中断，睡B民才莫式下定时器221停止计数。(2)定时器222为16位
定时/计数器，CPU可对其进行读写梯:作，3位可编程预分频器，可选用内 部时钟及外部时钟源；选择外部时钟时，外部时钟下降沿计数，且可设为同 步模式计数模式或异步模式，可做捕捉、比较模块的时基，计数溢出会产生 溢出中断，如果设置为外部异步计数模式，睡眠模式下继续计数，溢出中断可唤醒CPU。 (3)定时器223为8位定时器，CPU可对其进行读写操作， 4位可编程预分频器、4位可编程后分频器，只有内部时钟源，时钟源频率 Fosc/4, 可做脉宽调制模块的时基计数器，计数溢出会产生溢出中断。模数转换器23为8位5通道模数转换器，其时钟可有如下选择Frc、 Fosc/2、 Fosc/8、 Fosc/32，其中，Fosc即是CPU的工作时钟，Frc是所述 模数转换器专用阻容振荡器所产生的时钟，模数转换器23可将一个模拟信 号转换成相对应的8位数字信号，本实用新型共有6路模拟输入端。捕捉/比较/脉宽调制模块24共同复用引脚，可通过设定相关寄存器选择 不同模式，捕捉功能可以在引脚上捕捉以下四种状况信号中每个下降沿发 生时、信号中每个上升沿发生时、信号中每4个上升沿发生时、信号中每 16个上升沿发生时；比较功能在比较吻合事件发生时可触发以下事件输 出该引脚状态为高电平、输出该引脚状态为低电平、输出该引脚状态保持不 变、特殊事件触发；脉宽调制功能可在引脚上产生一个周期可调、占空比可 调的10位分辨率的脉宽调制输出。高速同步异步收发器27有以下几种工作模式全双工异步模式、半双 工同步主控模式、半双工同步从动模式。本实用新型通过提供以上较完备的外设，使得单片机能够更方便的与外 部进行联系，并快捷的执行内部任务。(三)功能部件单元由图1可知，本实施例中闪存微控制器的功能部件单元包括5个部分， 分别为低压检测及复位模块31、器件配置位32、片内上电延时复位模块 33、看门狗定时器34、休眠模式控制模块35。现详述如下如图3,低压检测及复位模块31包括控制寄存器311、电源电压检测 电路312、滤波器313和逻辑控制电路314;所述控制寄存器311通过控制 线分别与电源电压检测电路312、滤波器313、逻辑控制电路314相连，所 述电源电压检测电路312、滤波器313、逻辑控制电路314通过控制线串接， 所述的逻辑控制电路有两个信号输出端。微处理器的控制寄存器311通过控制线设置电源电压检测电路312的 检测电压值，通过控制线设置滤波器313滤波周期值，通过控制线设置逻辑 控制电路314产生复位信号还是复位中断。在电源电压下降到设定值后，电 源电压检测电路312通过控制线将电压下降信号传递给滤波器313进行滤 波处理。如果电源电压波动时间小于滤波时间，则滤波器313不传递信号； 否则，滤波器通过控制线将电压下降信号传递给逻辑控制电路314,逻辑控 制电路314产生复位中断信号315(BORIF)或复位信号316(BOR)。如图4所示，电源电压VDD通过控制线进入分压电路3121和稳压器 3122,控制寄存器311通过控制线控制分压电路3121。分压电路3121输 出电压到比较器3123反相输入端，稳压器3122输出电压到比较器3123同 相输入端。分压电路3121的输出电压随电源电压的变化而变化。本实用新型由于增加了低压检测及复位模块，克服了复杂环境给电源系 统带来的不稳定因素，能够稳定电源系统、保护负载，从而可以提高整个结 构的抗干扰能力。
器件配置位32决定器件的工作模式及部分功能的运用与否，如上电延 时、欠压复位、看门狗定时器。片内上电延时复位模块33:芯片上电时会产生一个复位信号，如果上 电延时使能，则开始上电延时、并在延时结束后，由片内上电延时复位模块 33激活起振定时器芯片开始工作。看门狗定时器34带有8位预分频器，采用32KRC振荡器作为计数时 钟，可产生溢出复位，在休眠模式下可唤醒CPU。休B民模式控制模块35:进入休眠模式器件的振荡器停振，输入输出端 口保持原有电平，休眠模式控制模块35通过以下事件唤醒CPU:器件复位； 看门狗定时器唤醒(如果看门狗定时器被使能)；外部中断。本实用新型通过提供上述特殊功能部件模块，使系统可靠性及设计灵活 性得以提高。以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案。如，本实用新 型增加的外设单元及功能部件单元可以是增加模块中的任意一个或多个。不 脱离本实用新型精神和范围的任何修改或局部替换，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1、一种闪存微控制器，包括内核单元、外设单元，内核单元、外设单元通过总线相互通讯；所述内核单元包括CPU、时钟发生器、复位逻辑、存储器，所述外设单元包括输入输出端口、定时器、模数转换器；其特征在于该闪存微控制器还包括功能部件单元，该功能部件单元至少包括低压检测及复位模块，该低压检测及复位模块通过总线与内核单元、外设单元通讯。
2、 如权利要求1所述的闪存微控制器，其特征在于，所述低压检测及复 位模块包括控制寄存器、电源电压检测电路、滤波器和逻辑控制电路； 所述控制寄存器通过控制线分别与电源电压检测电路、滤波器、逻辑 控制电路相连，所述电源电压检测电路、滤波器、逻辑控制电路通过 控制线串接，所述的逻辑控制电路有两个信号输出端。
3、 如权利要求2所述的闪存微控制器，其特征在于，所述电源电压检测 电路包括分压电路、稳压器及比较器；电源电压接入分压电路和稳压 器，控制寄存器通过控制线连接分压电路，分压电路电压输出端连接 到比较器反相输入端，稳压器电压输出端连接到比较器同相输入端。
4、 如权利要求1或2或3所述的闪存微控制器，其特征在于，所述外设 单元还包括两路捕捉/比较/脉宽调制模块，高速串行外围接口，高速芯 片间总线方式模块，高速同步异步接收发送器模块中的任意一个或多 个；上述各模块分别接入总线与内核单元、功能部件单元、及其他外 设单元通讯。
5、 如权利要求1或2或3所述的闪存微控制器，其特征在于，所述功能部件单元还包括器件配置位、片内上电延时复位模块、看门狗定时器、 休眠模式控制模块中的任意一个或多个，上述各模块接入总线与内核单元、外设单元、及其他功能部件单元通讯。
6、 如权利要求1或2或3所述的闪存微控制器，其特征在于，所述存储 器包括程序存储器及数据随机存储器，该数据随机存储器包括特殊寄 存器及通用寄存器。
7、 如权利要求6所述的闪存微控制器，其特征在于，所述程序存储器是 容量为4Kx16 bit的FLASH程序存储器，特殊寄存器的容量为 64x8bit，通用寄存器的容量为192x8bit。
8、 如权利要求1或2或3所述的闪存微控制器，其特征在于，所述时钟 发生器为芯片系统时钟振荡器；所述定时器为三路定时器。
9、 如权利要求1或2或3所述的闪存微控制器，其特征在于，所述模数 转换器为8位5通道模数转换器。
专利摘要本实用新型提供一种闪存微控制器，包括内核单元、外设单元，内核单元、外设单元通过总线相互通讯；所述内核单元包括CPU、时钟发生器、复位逻辑、存储器，所述外设单元包括输入输出端口、定时器、模数转换器；该闪存微控制器还包括功能部件单元，该功能部件单元至少包括低压检测及复位模块，该低压检测及复位模块通过总线与内核单元、外设单元通讯。本实用新型通过设置低压检测及复位模块、克服了复杂环境给电源系统带来的不稳定因素，能够稳定电源系统、保护负载，从而可以提高整个结构的抗干扰能力。
文档编号G06F15/76GK201035573SQ20072006738
公开日2008年3月12日 申请日期2007年2月14日 优先权日2007年2月14日
发明者岳卫杰, 霄 李, 松 潘, 俊 袁, 展 邹 申请人:上海海尔集成电路有限公司