微控制器（MCU）架構(gòu)介紹

三. Key Scan;

四. LED Scan;

五. Frequency output;

六. Pulse Reading;

七. APO (Auto Power OFF)等。 計(jì)數(shù)器

計(jì)數(shù)器(Event Counter)專(zhuān)用于累計(jì)外部的事件個(gè)數(shù)，可能為 Pulse 或其它資料，也可用以 產(chǎn)生正確的時(shí)間延遲。常應(yīng)用于:

一、另一種 Time Base，外加固定頻率; 二、計(jì)數(shù)器; 三、可規(guī)劃成另一種立即中斷輸入;

四、計(jì)速器(Speed Meter)、轉(zhuǎn)速表(Tachometer)。 中斷中斷(Interrupt)用來(lái)處理立即事件、或列為優(yōu)先處理之事件，負(fù)責(zé)時(shí)間計(jì)數(shù)器超時(shí)中斷、及 外部事件產(chǎn)生中斷請(qǐng)求等工作。大部分微控制器的中斷處理系統(tǒng)是多層的，內(nèi)設(shè)有中斷優(yōu)先 級(jí)電路，以決定先后順序。常應(yīng)用于:

一、MCU 呈被動(dòng) Standby 狀態(tài)(Halt-Stop)，由外加信號(hào)來(lái) Wakeup;

二、需要立即處理(傳感器、開(kāi)關(guān)、警報(bào)器、電源故障預(yù)警器); 三、需要一個(gè)固定間隔來(lái)處理(Display ,Key Scan ,Read-Time Clock); 微控制器上的外圍資源

看了這么多微控制器的的基本架構(gòu)后，讓我們繼續(xù)來(lái)了解微控制器還可以加掛那些外圍資 源，以擴(kuò)充、延伸其功能。

串行輸出(Serial I/O)

微控制器內(nèi)含 Serial I/O 是為了提供對(duì)外部外圍 Device 的通訊管道，各家種類(lèi)不同，常見(jiàn) 的有以下幾種:

◆UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter):Intel,Atmel;

◆USART(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver Transmitter ):Siemens;

◆SPI(Serial Peripheral Interface):Motorola;

◆SCI(Sertal Communications Interface):這是 UART 的加強(qiáng)版;

◆I2C bus(lnter Integrated Circuit bus):Philips;

◆Microwire/Plus:National Semiconductor;

液晶驅(qū)動(dòng)裝置(LCD Driver)

在顯示接口上，LCD(Liquid Crystal Display)是常運(yùn)用的顯示裝置，例如在一些多功能的電 話、數(shù)字溫度計(jì)、呼叫器、大哥大、掌上型游戲機(jī)以上皆可以發(fā)現(xiàn)它的蹤跡。因此內(nèi)含 LCD 驅(qū)動(dòng)線路的微控制器運(yùn)用相當(dāng)廣泛，有兩種驅(qū)動(dòng)方式可供選用：Segment 和 Dot Matrix， 例如:之前流行的寵物蛋是使用 Dot Matrix 的 LCD 顯示器;日系的微控制器廠商提供多樣內(nèi)含 LCD 驅(qū)動(dòng)裝置的微控制器可供選用,另外 HOLTEK HT49XX 系列 也提供 LCD 驅(qū)動(dòng)裝置 的微控制器。

螢光管驅(qū)動(dòng)裝置(VFT Driver)

LCD 顯示器在無(wú)光源或無(wú)背光的環(huán)境下，我們即無(wú)法讀取顯示器之內(nèi)容，而 VFT 顯示器可提供高亮度、且色彩多變化的視覺(jué)效果，常應(yīng)用于高級(jí)的家電產(chǎn)品上，如:碟影機(jī)、DSP 均 衡器。要求炫麗輸出效果的產(chǎn)品，在微控制器的選擇上 VFT(Vacuum Fluorescent Tube)Driver 是重要的資源之一。

OSD對(duì)于電視及監(jiān)視器人性化接口是不可缺少的功能之一，OSD(On Screen Display)部分顯示 回路為接收水平同步信號(hào)(H-Sync)及垂直同步信號(hào)(V-Sync)，再將信號(hào)透過(guò) RGB 及Blanking 將屏幕信息送出，其顯示顏色至多可達(dá)八種。各微控制器指令執(zhí)行速率會(huì)造成 OSD的顯示行數(shù)及字段的不同，顯示行數(shù)由二行至數(shù)十行，字段則由 15~26 個(gè)字符或更多，通 常執(zhí)行速率較快者可顯示較多的行數(shù)、字段，速率較慢者在顯示上會(huì)有直接的受限。

模擬轉(zhuǎn)換數(shù)字接口(ADC)

由于微控制器諸多應(yīng)用上，需要偵測(cè)外部環(huán)境狀況，做為處理數(shù)據(jù)上的參考，如在 TV 應(yīng)用 方面其調(diào)諧器(Tuner)之自動(dòng)頻率控制(Auto Frequency Control)訊號(hào)，即為電壓訊號(hào)，其它 如溫度之偵測(cè)也多是轉(zhuǎn)換為電壓訊號(hào)，所以模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換(Analog to Digital Converter)的應(yīng) 用在工業(yè)及消費(fèi)電子上都很廣泛。

模擬之場(chǎng)合是如此頻繁，所以各廠家提供模擬/數(shù)字之轉(zhuǎn)換便成為一般之標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格(如HOLTEK HT46XX 系列)，雖然如此，對(duì)于模擬/數(shù)字之分辨率各家差異很大，由 3 位~10 位 皆有，視各不同需求而異。雖然提供的轉(zhuǎn)換信道有很多，通常內(nèi)部?jī)H有一個(gè)電路處理，靠選 擇器切換，對(duì)于時(shí)間考慮不是特別強(qiáng)調(diào)之應(yīng)用上，不致有太大之影響。

另外還有一種模擬/數(shù)字之轉(zhuǎn)換方式,就是 R to F(Resistance to Freguency),一般運(yùn)用在溫度/濕度之偵測(cè),利用電阻/電容式 Sensor 的變化特性,轉(zhuǎn)換成頻率值,以此頻率值來(lái)計(jì)算溫度/濕 度的相對(duì)性,此類(lèi)的 IC 如 HOLTEK HT47XX 系列。

數(shù)字轉(zhuǎn)換模擬接口(DAC)

在控制模擬組件需要模擬訊號(hào)，以微控制器而言,就必須內(nèi)建數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換(Digital toAnalog Converter)來(lái)因應(yīng).其內(nèi)部由數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換緩存器及一階梯電阻構(gòu)成,數(shù)字/模擬的分 辨率各為 8 位.在一個(gè) 8 位/參考電壓為 5V 的微控制器,假設(shè)一個(gè)數(shù)字值 60 轉(zhuǎn)換成模擬值的 計(jì)算方式是(60/256x5Volts)=1.171875V例如應(yīng)用在鎖相回路上，VCO(電壓控制振蕩器)即可用 DAC 做控制。另外 Voice IC 也是利用原先將語(yǔ)音錄制成數(shù)字資料,然后用 DAC 方式將數(shù)字資料音頻轉(zhuǎn)換還原模擬語(yǔ)音訊號(hào)。 脈寬調(diào)變(PWM)其目的也是以數(shù)字輸出搭配外圍回路，達(dá)到模擬的效果，其組成有前置配器(Pre-divider)、 計(jì)數(shù)器(Counter)、數(shù)據(jù)閂鎖(Data Latches)、及比較電路(Compare Circuits)等。PWM(Pulse Width Modulation)分辨率由程控，當(dāng)然在一般的 I/O 埠 亦可用時(shí)間及 Duty Cycle 計(jì)算技巧來(lái)達(dá)成 PWM 之功能，但反應(yīng)速度會(huì)受到限制，且以今 日各大半導(dǎo)體廠家皆提供其 PWM 功能之微控制器就便利性而言 (如 HOLTEK HT46XX 系 列)，實(shí)在不需再將心思放在 PWM 之撰寫(xiě)上,以減輕軟件的負(fù)擔(dān)。而 PWM 之功能由 6 位~14 位之分辨率，適合各種不同的需求。

DTMF 產(chǎn)生器、接收器電話由原來(lái)的 Pulse 演進(jìn)為現(xiàn)在的 Tone 譯碼方式，不但提高了譯碼的速度，也增加了可靠 性與抗噪聲能力，DTMF(Dual Tone Multiple Frequency)顧名思義就是混合兩種頻率的音頻 訊號(hào)，所以譯碼不易出差錯(cuò)。應(yīng)用在電話產(chǎn)品的微控制器時(shí)，DTMF 這個(gè)資源常是選擇的重 要規(guī)格。

看門(mén)狗(Watchdog Timer)微控制器在產(chǎn)品中是不允許當(dāng)機(jī)的，但受到噪聲干擾或操作不當(dāng)時(shí)，需有防范措施確保微控 制器在當(dāng)機(jī)的情況下能夠自動(dòng)重置，讓微控制器能夠繼續(xù)運(yùn)作.我們可以說(shuō)看門(mén)狗

(Watchdog timer)是用來(lái)監(jiān)看微控制器是否為不正常的當(dāng)機(jī)，許多微控制器都已把它列為標(biāo)準(zhǔn)配備。

看門(mén)狗定時(shí)器實(shí)際上就像一個(gè)自跑式的 RC 振蕩器，它完全不必外加零件，意即不管是芯片 的時(shí)脈振蕩接腳的時(shí)脈振蕩有沒(méi)有停止，它還是繼續(xù)計(jì)數(shù)而不隨之中斷而停止，即便是芯片 進(jìn)入省電的 Halt 狀態(tài)(在 Halt 狀態(tài)下，芯片之時(shí)脈停止振蕩也一定不曾停止 Watchdog timer 之計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)逾時(shí)后將使本芯片自動(dòng)重置，I/O 腳輸出保持不變，耗電相當(dāng)?shù)氖?，Watchdog timer 要不要致能，在 OTP 版本必須在程序燒錄時(shí)決定，以便決定要不要燒斷其保險(xiǎn)絲，在 Mask 版本由使用者選擇是否使用這個(gè)功能。