CR16MFS9 / CR16MFS5 CompactRISC 16位可重编程/ ROM微控制器
2001年1月
CR16MFS9 / CR16MFS5 CompactRISC 16位
可重复编程/ ROM微控制器
1.0
概述
该CR16MFS9和CR16MFS5提供高perfor-
RISC架构的曼斯同时保留了优势，且
传统的复杂指令集计算机的ES
（ CISC ） ：紧凑的代码，片上存储器和I / O ，并重新
duced成本。该CPU采用的是三阶段教学用户喉─
线，它允许执行每时钟最多一个指令
每秒周期，或高达2000万条指令（MIPS ）的
20MHz的时钟速率。
该CR16MFS9和CR16MFS5 CompactRISC 微
控制器是通用型16位微控制器
基于精简指令集计算机（RISC） AR-
民族形式。该器件的工作作为一个完整的microcom-
计算机的所有系统定时，中断逻辑，闪存程序
存储器或ROM存储器，RAM ， EEPROM数据存储器，
并包含在芯片的I / O端口。它非常适合于宽
由于嵌入式控制应用的范围
高性能的片上集成的功能和低廉
功率消耗，从而导致降低了系统成本。
框图
快速振荡器
CR16B
CORE
处理
单位
时钟发生器
上电复位
核心巴士
公共汽车
接口
单位
外设
公共汽车
调节器
48K闪存
计划/
只读存储器
内存
2K字节
内存
640字节
EEPROM
数据
内存
BOOT
只读存储器
中断省电
控制
管理
（重症监护病房）
看门狗
外设总线
I / O
μWire / SPI
两
个USART
一
MFT
A / D
MIWU
REAL -TIME
定时器
注意：并非所有上面显示外设将被包含在每一个设备上。
CompactRISC 是美国国家半导体公司的商标。
2001美国国家半导体公司
CR16MFS9/CR16MFS5
1.0
概述
（续）
所有CR16MFS9和CR16MFS5器件具有48 KB的
可重新编程的闪存程序存储器或ROM存储器，
1.5 KB的ISP内存， 2 KB的静态RAM和640
字节的非易失性EEPROM数据存储器。 44 - DE-脚
恶习提供相同的基本功能的80引脚器件，但
用更少的I / O端口和外围模块由于小型
可用引脚数儿。
所有CR16MFS9和CR16MFS5设备具有高操作
频率的晶振作为主时钟源。该设备支持
港口几种省电模式，这些模式相结合，与
多源中断和唤醒功能。
强大的交叉开发工具可以从Nation-
人半导体和第三方供应商的支持DE-
发展最和应用软件的调试
CR16MFS9和CR16MFS5 。这些工具可以让你的程序
在C中的应用软件，其目的是充分AD-
华帝的CompactRISC建筑。
- CompactRISC工具提供C语言编程和脱离
支持窃听
2.0
特点
CPU特性
- 全静态内核，能够以任何速度运行的
0至20兆赫（4 MHz的最小活动模式下）
- 以20 MHz的外部50 ns指令周期时间
时钟频率
- 多源中断向量（内部，外部和
片上外设）
- 片内上电复位
片上存储器
- 48 KB闪存程序存储器或ROM内存
- 对于Flash程序存储器， 1.5 KB的ISP内存
用于存储引导加载器程序代码
- 2 KB的静态RAM数据存储器
- 640字节的非易失性EEPROM数据存储器，
字可编程
片上外设
- 2个通用同步/异步接收器/
转发器（USART ）设备
- 可编程的空闲定时器和实时定时器
- 一个双16位多功能定时器（ MFT2 ）
- SPI / MICROWIRE PLUS串行接口
- 8通道， 8位模拟 - 数字（ A / D）转换器，具有
外部参考电压，可编程的样品 -
并保持延迟，以及可编程的转换频
昆西
- 集成看门狗逻辑
I / O特性
- 最多33个通用I / O口（带有片上共享
外围I / O引脚）
- 可编程I / O引脚的特性：三态输出
放，推挽输出，弱上拉输入，高阻抗
ANCE输入
- 在输入软件可配置的施密特触发器
电源
- 4.5V至5.5V单电源工作
温度范围
— –40
°
C至+ 85
°
C
— –40
°
C至+ 125
°
C
开发支持
- 实时仿真和完整的程序调试capabili-
提供的联系
2
CR16MFS9/CR16MFS5
CR16 CompactRISC微控制器系列选型指南
可编程器件
EEPROM
数据
内存
（字节）
640
NSID
速度
（兆赫）
20
FL灰
（ k字节）
48
SRAM
（千字节）
2
USART
定时器
I / O的
温度。
范围
E，I
外设
包
TYPE
44PLCC
CR16MFS944Vx
ROM设备
2
1
33
ADC
NSID
速度
（兆赫）
20
只读存储器
（ k字节）
48
EEPROM
数据
内存
（字节）
640
SRAM
（千字节）
2
USART
定时器
I / O的
温度。
范围
E，I
外设
包
TYPE
44PLCC
CR16MFS544Vxy
注意：
2
1
33
ADC
标x在NSID被定义如下：
温度范围：
E =扩展
I =工业
在NSID标y定义ROM代码。
-40 ° C至+ 125°C时，x是7代表
-40 ° C至+ 85°C时，x是8代表
注意：
所有器件包含时钟和复位， MICROWIRE /
SPI ，多输入唤醒（ MIWU ） ，电源管理
（ PMM ） ，并实时定时器和看门狗（ TWM ）
模块。
44引脚PLCC与80引脚PQFP
对于44PLCC包， MICROWIRE / SPI从机模式下，
第4 MIWU渠道和VREF引脚不可用。 80-
引脚PQFP封装提供MICROWIRE / SPI主
从模式， 8 MIWU渠道， VREF引脚和两个US-
艺术和两个MFTS 。
CR16MFS9衍生品
美国国家半导体目前提供了多种的
CR16 CompactRISC微控制器。该CR16MES报价
功能有限相比CR16MHS 。
3
CR16MFS9/CR16MFS5
3.0
设备概述
640字节的EEPROM数据存储器用于非
数据，例如配置设置的非易失性存储烯
由终端用户羊羔。 CPU读取或写入此内存
通过使用普通的字节宽度或字宽存储器访问
命令。在CPU执行后写入此内存，
芯片上的硬件完成EEPROM编程
在后台进行。的寄存器状态位表示的状态
EEPROM的编程操作。
有用于存储一个工厂编程的引导存储器
在系统编程（ ISP）的代码。 （此代码可以让亲
通过USART的一个程序存储器的编程IN-
terfaces在最终的应用程序）。
对于闪存程序存储器中， CR16MFS9设备接口
应受生成必要的电压进行编程。没有
附加的电源是必需的。
该CR16MFS9和CR16MFS5 CompactRISC微
控制器与所有的系统完整的微型计算机时序
荷兰国际集团，中断逻辑，程序存储器，数据存储器和I / O
端口包含在芯片上，使其非常适合于大范围
嵌入式控制应用。在程序框图
页面的数据表的图1示出了主要的片康波
在CR16MFS9的堂费。
3.1
CR16B CPU CORE
该CR16MFS9和CR16MFS5使用CR16B CPU核心
模块。这是在其它CompactRISC使用的相同的芯
家庭成员。
从im- CPU核心结果的高性能
流水线结构，具有的plementation两个字节， per-
周期流水线系统总线。作为一个结果，CPU可以支持
在每个时钟周期一条指令的峰值执行率。
与传统的RISC处理器相比，其
CR16MFS9和CR16MFS5不同的方式如下：
CPU核心采用片上，而不是外部存储器。
这消除了对大而复杂的总线接口
面单元。
大多数指令都是16位的，所以所有的基本指令
只有两个字节长。 （附加字节有时重
需要准备立即值，所以指令可以是两个或
4个字节长）。
不结盟字访问是允许的。可以在每个指令
操作的8位或16位。
大多数嵌入式系统面临电磁干扰和噪声限制
该限制时钟速度，以这些较低的范围内。需要较低的时钟
速装置更简单，成本更低的硅implementa-
化。
指令流水线使用三个阶段。较小的用户喉─
线省去了昂贵的分支预测
机制和旁路寄存器，同时保持AD-
性能等同于典型的嵌入式控制器应用程序
阳离子。
3.3
输入/输出端口
每个CR16MFS9设备有33软件可配置的I / O
销，分为5个8针接口被称为端口B，端口C，端口
男，端口G ，和端口I.每个引脚可配置操作
作为通用输入或通用输出。在AD-
DITION ，多个I / O引脚可被配置成作为一个沙漠
ignated输入或输出的片上外围模块等
作为USART ，定时器， A / D转换器，或MICROWIRE / SPI IN-
terface 。
在I / O引脚的特点是完全可编程的。每个引脚
可以被配置为作为一个三态输出，推挽
推挽输出，弱上拉输入，或高阻抗输入。在 -
放引脚都可以通过软件配置为使用施密特触发器
对于抗噪声能力。
每个44引脚器件具有的引脚可用一个子集
80引脚器件。这导致某些功能的损失
是在较大的包装设备中可用：
USART和多功能定时器
在剩下的USART的同步模式（多个）
为MICROWIRE / SPI接口从模式操作
独立的外部VREF为A / D转换器
八个多输入唤醒引脚ComparatorsFour
NMI中断输入引脚
3.2
内存
该CompactRISC架构支持匀速直线AD-
2兆装扮空间。该CR16MFS9和
CR16MFS5实现该架构仅使用
最低的64字节的地址空间。四种类型片的
内存占用该地址空间内特定时间间隔：
48 KB的闪存程序存储器， 1.5千字节ISP MEM-的
储器， 2 KB的静态RAM和640字节的EEPROM数据
内存。
48 KB闪存程序存储器是用来存储
应用程序。它具有安全保护功能，以防止可卸载
tentional编程并防止未经授权的访问
该程序代码。该存储器可以被编程EI-
疗法与CR16MFS9插入EPROM编程器
单元（外部编程），或者在安装了CR16MFS9
在应用系统（在系统编程） 。
2个字节的静态RAM用于临时存储
数据和用于该程序的堆栈和中断堆栈。阅读和
写操作可以是字节宽度或字宽，视
上由CPU所执行的指令。每个存储AC-
塞斯需要一个时钟周期;没有等待周期或持有周期
是必需的。
3.4
总线接口单元
总线接口单元（ BIU ）控制之间的接口
的片上模块的内部核心总线。它决定
配置的参数总线访问（如num-
等待状态的内存访问）和问题了合的误码率
每个priate总线信号请求的访问。
该BIU使用一组控制寄存器，以确定如何
AC-当许多等待状态和保持状态是使用
cessing EEPROM存储器。当启动该设备时，
这些寄存器必须用适当的值进行编程
以便允许的最低限度数目状态被使用。这
与时钟频率和导通的型号而变化
被访问芯片器件。
3.5
中断
中断控制单元（ ICU）接受中断请求
从内部和外部资源，并产生中断
给CPU。中断是暂时停止的事件
程序执行的正常流动，并导致一个单独的IN-
4
CR16MFS9/CR16MFS5
要执行的中断服务例程。在中断后
维修， CPU继续执行下一条指令
在下面的中断位置的程序。
从定时器， USART接口， MICROWIRE / SPI接口中断
面，多输入唤醒，以及A / D转换器都
可屏蔽中断;它们可以启用或禁用的
软件。有这些屏蔽中断16个，奥尔加
认列到优先级16预定的水平。
的最高优先级中断是不可屏蔽的中断
（NMI） ，它是由一信号产生接收上的NMI IN-
放脚。这种中断是不是在44引脚封装。
双输入捕捉模式，测量经过
发生外部事件，并且其之间的时间
还提供了一个通用定时器/计数器
双独立定时器模式下，产生系统
时序外部事件的信号或事件计数
单输入捕捉和单定时模式，亲
国际志愿组织一个外部事件计数器，一个系统定时器
3.10
实时定时器和看门狗
3.6
多输入唤醒
在多输入唤醒（ MIWU ）模块，可用于EI-
疗法的目的有两个：提供输入，唤醒（退出）
从HALT ，空闲或省电模式;或者是提供
通用边沿触发，从可屏蔽中断
外部来源。这8通道模块生成一个
根据接收到的信号组合的中断给CPU
它的8个输入通道。通道可单独烯
体健或禁用，并编程为积极响应或
消极的边缘。
时间和看门狗模块（ TWM ）产生
用于在所述定时周期函数时钟和中断
系统。它还提供看门狗防止软
洁具的错误。该模块工作在慢（ 32.768千赫）
时钟。
实时计时器产生一个周期性的中断给CPU
在一个软件编程的时间间隔。这可用于实
时间的功能，例如时间 - 日期的时钟。
看门狗设计用于检测程序执行ER-
避免同时如无限循环或“失控”的节目。一旦
看门狗操作被启动时，应用程序
必须定期写一个特定的值到看门狗寄存器
之三，在特定网络C时间间隔。如果软件没有这样做，
看门狗错误被触发，从而将器件复位。
3.7
双时钟和复位
双时钟和复位（ CLK2RES ）模块生成
从外部晶振高速主系统时钟网络
工作。它也提供了主系统复位信号和一个
上电复位功能。
对于44引脚器件和设备不使用辅助
水晶网，慢时钟可以通过分割产生
通过预分频因子高速主时钟。
3.11
USART
USART的是一个通用同步/异步重
ceiver发送器，用于串行通讯的设备。
它支持广泛的可编程波特率和
数据格式，并且处理的奇偶校验生成和几个ER-
ROR检测方案。波特率片上产生的，
在软件控制下。
操作的同步方式中没有提供
44引脚器件。
3.8
电源管理
电源管理模块（ PMM ），提高了EF Fi的
在CR16MFS9和CR16MFS5装置通过改变的效率
荷兰国际集团的操作模式（并且因此功率
根据活动的当前级别的消耗） 。
该CR16MFS9和CR16MFS5设备可以在任何操作
：四种电源模式
主动：该器件工作在全速使用高
频率时钟。所有设备功能都完全正常工作。
省电：该器件工作在较低的速度通过
慢的时钟。 CPU和一些模块可以继续
在这样低的速度运行。
IDLE ：该设备是除了电源MAN-不活跃
理模块和时序和看门狗模块，
它继续使用较慢的时钟进行操作。
HALT ：设备处于非活动状态，但仍保留其内部
国家（RAM和寄存器内容） 。
3.12
MICROWIRE / SPI
该MICROWIRE / SPI （ MWSPI ）接口模块支持
与其他设备的异步串行通信是
符合MICROWIRE或串行外设接口（SPI）
特定连接的阳离子。
该MICROWIRE接口允许多台设备的COM
municate以上组成的三根导线的单一系统： SE-
里亚尔的，串行输出和移位时钟。在任何给定时间，有
在MICROWIRE接口上的设备作为主，
而所有其他的设备上运行的奴隶。 80针
CR16MHS支持全套奴隶的选择和准备
多从执行线，而44针
CR16MFS只具有基本的数据输入/数据输出/时钟线，
限制了其实施主模式。
3.13
A / D转换器
3.9
多功能定时器
多功能定时器（ MFT16 ）模块包含一个指令
依赖称为MFT2定时器/计数器单元，它包含一个
对16位的定时器/计数器寄存器。每个定时器/计数器单元
可以配置在任何以下方式来操作：
与处理器无关的脉冲宽度调制（ PWM ）
模式，其生成具有指定的宽度的脉冲，并
占空比，并且其还提供了一种通用的
定时器/计数器
该A / D转换器（ ADC ）模块是一个8通道多
路开关连接输入模 - 数转换器。该A / D转换器
在输入引脚和反对接收模拟电压信号
绿党的模拟信号转换成用suc-一个8位的数字值
逐次逼近。然后CPU可以读取结果
从内存映射寄存器。该模块支持四个
自动操作模式，从而提供单声道或
在单次或连续模式下扫描的4通道运行。
5
QQ：2880707522 复制
