ATT7039AU 用户手册(210-SD-135_V1.0)
ATT7039AU
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版本更新说明
版本号
修改时间
修改内容
V0.1
2010/06/25
初稿
V0.2
2010/07/10
1.更改存储器寻址空间 2.添加引脚分布图
V0.3
2010/07/15
1.在 1.4 节添加系统框图,修改 2.5 节模块框图
2.将有关 EMUIE 的地址由 0xAD 更改为 0xAC
V0.4
2010/11/25
1. 将寄存器 VDCR 的复位值由 0x78 更正为 0x79
2. 将寄存器 ADCCON 的复位值由 0x28 更正为 0x3C
3. TBS 模块“温度计算举例”中表格的第二行第三列
的值由 7BH 更正为 FBH
4. 增加串口 1 的波特率计算公式;列举串口常用波特
率的配置值
5. 在校表参数寄存器列表中添加“默认值”项
V0.5
2011/2/27
1.删除 ATT7035 中包含而 ATT7039 中不包含的内容;
2、对寄存器 DPTR/PCON/ADCON 重新描述,使之更严谨
清晰;
3、将系统复位-功能说明-2)中“保持 128 个 fosc”修
改为“保持 64 个 fosc”;
4、在中断系统章节中添加寄存器 IRCON 的定义;
5、在 EMU 章节中添加寄存器 Rosi_ctrl 的位定义;
6、纠正寄存器 emu_ctrl 位 emu_1kctrl 的定义;
7、修改 KBI 章节的内容描述,使之更严谨清晰;
8、纠正 LCD 与 GPIO 引脚复用表格中的错误;
9、更改寄存器 I2CSTA 的默认值为 F8H;
10、纠正其他地方笔误 17 处;
V0.6
2011/3/21
1、 删除 TBS 模块/删除时钟输出模块
2、 删除 Flash 的第一种映射模式
3、 对 SFR 寄存器整理,删除 7039 中不再使用的寄存器、
寄存器位
4,去除电流通道 2;去除无功功率,无功电能,视在功
率,视在电能;去除防窃电的功能、电压电流夹角功能;
V0.61
2011/4/26
添加封装尺寸图
V0.62
2011/8/3
修改 xram 为 1k
V0.63
2011/4/26
更改为新模版格式
V1.00
2012-3-2
针对 G 版功能升级,进行修改:
1, Pin25 为 QF/TOUT;
2, 内置 10M 偏置电阻,外部无需 10M 电阻;
3, 寄存器 P02CFG 增加控制位:QF/TOUT;
4, 寄存器 MCON 位 RAMMAP 增加定义;
5, 可检测无功,增加 QF 中断;计量参数寄存器增加
无功相关功率和能量寄存器,无功校验增益配置寄
存器;
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6, 增加校表校验和寄存器 Scheck;
7, ROSI_CTRL 寄存器增加 Clkdelay2, ClkDelay1 ,
Chop_VrefEn;
8, RTCTOUT 管脚输出秒信号,可以实现高频每秒补偿,
修改寄存器 RTCCON;
9, KBI 可配置上升沿或者下降沿,
修改寄存器 KEYIE;
10,
删除 hold 模式,修改寄存器 CLKCFG;
11,
LCD KEYCFG 增加控制位 seg21、seg23,最大
可 16segmentX4Com;
12,
VDCR 寄存器增加:OSC 大电流/小电流模式,
ADCChopper 使能信号,去掉 LVref_O 调节选项。
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目
1
芯片概况 .............................................................................................................................................................. 8
1.1
芯片简介 ...................................................................................................................................................... 8
1.2
芯片特性 ...................................................................................................................................................... 8
基本特点.............................................................................................................................................. 8
电能计量.............................................................................................................................................. 8
处理器及外设 ...................................................................................................................................... 8
1.2.1
1.2.2
1.2.3
2
录
1.3
整体框图 ...................................................................................................................................................... 9
1.4
引脚框图 .....................................................................................................................................................10
1.5
引脚定义 ..................................................................................................................................................... 11
1.6
缩略语.........................................................................................................................................................12
电源与时钟 .........................................................................................................................................................13
2.1
电源管理 .....................................................................................................................................................13
概述 ....................................................................................................................................................13
框图 ....................................................................................................................................................13
电源切换.............................................................................................................................................14
电源实时监测 .....................................................................................................................................14
1.8V电源 .................................................................................................................................................14
模拟电源.............................................................................................................................................14
Sleep模式 ................................................................................................................................................14
特殊功能寄存器 .................................................................................................................................15
2.1.1
2.1.2
2.1.3
2.1.4
2.1.5
2.1.6
2.1.7
2.1.8
2.2
系统复位 .....................................................................................................................................................22
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.2.5
2.2.6
2.2.7
2.2.8
2.2.9
2.2.10
2.3
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.3.4
2.3.5
2.3.6
概述 ....................................................................................................................................................22
框图 ....................................................................................................................................................22
上电复位(POR) .............................................................................................................................22
外部引脚复位 .....................................................................................................................................23
掉电复位(BOR& LBOR) ................................................................................................................23
电子狗复位 .........................................................................................................................................24
唤醒复位.............................................................................................................................................24
软复位 ................................................................................................................................................24
特殊功能寄存器 .................................................................................................................................25
被分级复位的寄存器说明 ..................................................................................................................26
时钟管理 .....................................................................................................................................................28
概述 ....................................................................................................................................................28
框图 ....................................................................................................................................................29
低频振荡电路 .....................................................................................................................................29
高频振荡电路 .....................................................................................................................................29
系统时钟切换 .....................................................................................................................................30
时钟管理单元内部保护机制 ..............................................................................................................30
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2.3.7
2.3.8
3
控制单元(MCU) ............................................................................................................................................34
3.1
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.1.4
3.1.5
3.2
3.2.1
3.2.2
3.2.3
3.2.4
3.2.5
3.2.6
3.3
3.3.1
3.3.2
3.3.3
3.3.4
3.3.5
3.4
3.4.1
3.4.2
3.4.3
3.4.4
3.4.5
3.4.6
3.4.7
4
外设时钟管理 .....................................................................................................................................31
特殊功能寄存器 .................................................................................................................................31
MCU架构 ....................................................................................................................................................34
概述 ....................................................................................................................................................34
框图 ....................................................................................................................................................35
存储器 ................................................................................................................................................36
指令系统.............................................................................................................................................37
特殊功能寄存器 .................................................................................................................................43
存储单元 .....................................................................................................................................................50
概述 ....................................................................................................................................................50
ATT7039 Flash特性 ................................................................................................................................50
框图 ....................................................................................................................................................51
存储器映射及类别说明......................................................................................................................51
Flash 的操作 ..........................................................................................................................................52
特殊功能寄存器 .................................................................................................................................53
中断系统 .....................................................................................................................................................55
概述 ....................................................................................................................................................55
中断列表.............................................................................................................................................55
中断优先级 .........................................................................................................................................55
特殊功能寄存器 .................................................................................................................................56
中断处理.............................................................................................................................................61
定时器.........................................................................................................................................................61
概述 ....................................................................................................................................................61
框图 ....................................................................................................................................................61
定时器工作模式 .................................................................................................................................62
定时器 0..............................................................................................................................................62
定时器 1..............................................................................................................................................63
定时器 2..............................................................................................................................................64
特殊功能寄存器 .................................................................................................................................65
计量模块 .............................................................................................................................................................69
4.1
概述 ............................................................................................................................................................69
4.2
框图 ............................................................................................................................................................70
4.3
功能描述 .....................................................................................................................................................70
4.3.1
4.3.2
4.3.3
4.3.4
4.3.5
4.3.6
4.3.7
4.3.8
模数转换器 .........................................................................................................................................70
ADC采样输出和功率波形输出 ..............................................................................................................71
有功功率、无功功率和视在功率 ......................................................................................................71
有效值 ................................................................................................................................................71
电压线频率 .........................................................................................................................................71
起动/潜动............................................................................................................................................72
功率反向指示 .....................................................................................................................................72
直流偏置校正 .....................................................................................................................................72
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4.3.9
4.4
中断源.........................................................................................................................................................73
4.5
寄存器.........................................................................................................................................................74
4.5.1
4.5.2
4.6
5
特殊功能寄存器 .................................................................................................................................74
间接寄存器 .........................................................................................................................................76
校表过程 .....................................................................................................................................................90
其他外围功能 .....................................................................................................................................................93
5.1
5.1.1
5.1.2
5.1.3
5.2
5.2.1
5.2.2
5.2.3
5.2.4
5.3
5.3.1
5.3.2
5.3.3
5.3.4
5.3.5
5.4
5.4.1
5.4.2
5.4.3
5.5
5.5.1
5.5.2
5.6
5.6.1
5.6.2
6
电能脉冲输出 .....................................................................................................................................72
WDT ...........................................................................................................................................................93
概述 ....................................................................................................................................................93
工作模式.............................................................................................................................................93
特殊功能寄存器 .................................................................................................................................93
KBI .............................................................................................................................................................95
概述 ....................................................................................................................................................95
按键中断.............................................................................................................................................95
按键唤醒低功耗模式 .........................................................................................................................95
特殊功能寄存器 .................................................................................................................................95
LCD ............................................................................................................................................................97
概述 ....................................................................................................................................................97
LCD与GPIO引脚复用 ............................................................................................................................97
框图 ....................................................................................................................................................97
输出波形.............................................................................................................................................98
特殊功能寄存器 ...............................................................................................................................101
RTC ...........................................................................................................................................................105
概述 ..................................................................................................................................................105
功能描述...........................................................................................................................................105
特殊功能寄存器 ...............................................................................................................................108
JTAG ......................................................................................................................................................... 114
概述 .................................................................................................................................................. 114
介绍 .................................................................................................................................................. 114
GPIO ......................................................................................................................................................... 115
概述 .................................................................................................................................................. 115
特殊功能寄存器 ............................................................................................................................... 115
通信接口 ...........................................................................................................................................................122
6.1
6.1.1
6.1.2
6.1.3
6.1.4
6.2
6.2.1
6.2.2
6.3
UART ........................................................................................................................................................122
概述 ..................................................................................................................................................122
串口 0 ...............................................................................................................................................122
串口 1 ...............................................................................................................................................125
特殊功能寄存器 ...............................................................................................................................128
红外模块 ...................................................................................................................................................133
概述 ..................................................................................................................................................133
特殊功能寄存器 ...............................................................................................................................133
I2C ............................................................................................................................................................134
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6.3.1
6.3.2
6.3.3
6.3.4
7
概述 ..................................................................................................................................................134
框图 ..................................................................................................................................................134
功能描述...........................................................................................................................................134
特殊功能寄存器 ...............................................................................................................................135
电气规格 ...........................................................................................................................................................145
7.1
绝对最大额定值 .......................................................................................................................................145
7.2
电器特性 ...................................................................................................................................................145
7.2.1
DC参数 .................................................................................................................................................145
7.2.2
功耗参数...........................................................................................................................................146
电能计量参数 ...................................................................................................................................146
ADC指标...............................................................................................................................................146
ADC基准电压 .......................................................................................................................................147
7.2.3
7.2.4
7.2.5
8
封装 ..................................................................................................................................................................147
9
典型应用 ...........................................................................................................................................................147
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1 芯片概况
1.1 芯片简介
ATT7039 是 ATT7037 的精简版本,片内集成单相计量、处理器、电源管理,时钟管理,PLL,JTAG
调试等功能。
1.2 芯片特性
1.2.1
1.2.2
1.2.3
基本特点
工作电压范围:2.7V-3.6V
工作温度范围:-40℃~85℃
封装:LQFP-48L
电能计量
动态范围 3000:1,有功电能误差小于 0.1%,支持 IEC62053-21、IEC62053-22 标准的精度要求
动态范围 3000:1,无功电能误差小于 0.1%,支持 IEC62053-23 标准的精度要求
电流/电压有效值测量误差小于 0.5%
提供两路 ADC 的原始采样数据和瞬时波形采样数据
电流和电压采样通道具有 4 级模拟/数字增益可调,支持分流器和互感器直接接入
片内基准电压:1.18v±2%(温度系数±25ppm/℃)
提供有功、无功电能脉冲输出,并开放快速脉冲计数寄存器,可保存掉电电能
提供多种电能累加方式
支持阻性功率增益误差、相位增益误差校验的软件校表方式
支持防潜动功能,启动功率可灵活设置
处理器及外设
基于 8 位 R8051XC 设计,具有 8052 兼容指令集和总线结构
单 Cycle 的 CPU
片内集成 PLL 倍频电路
片内集成丰富的存储器资源,包括 32K 的 FLASH 程序存储器,其中 4K 可配制的 Flash 数据存储
器,擦除次数大于 20 万次;256 字节带有写保护操作的 Info FLASH 存储器;256 字节内部数据
寄存器;1K 字节外部数据寄存器,其中前 256 字节在掉电时,可由后备电源保持数据不丢失
具有电源监测功能,电源监测域值可设置,保证上下电能够可靠复位
SLEEP 模式下支持外部中断等 6 种唤醒方式
片内集成可永不关断的硬件看门狗电路
片内集成 RTC 模块,可输出秒脉冲进行校验,实现每秒时钟补偿
片内集成按键、串行通讯、LCD、红外调制、I2C 等外设
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1.3 整体框图
Power Manage Unit
Energy Meter
1k XRAM
(data/program)
RTC
Clock Manage Unit
R8051XC
Timer 0 & 1 & 2
I2C
Serial 0 & 1
Peripheral Bus
28k Program
Memery(flash)
Program & Data Memery Bus
4k PM/DM
Memery (falsh)
Memery Control
Unit
Watch Dog
GPIO
IR
JTAG
ISR
LCD
SFR Bus
256Byte info
flash
KBI
256Byte IDATA
图 1-3-1
ATT7039 功能模块图
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1.4 引脚框图
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
29 28 27 26 25
9
GND
SEG5/PA.5
SEG4/PA.4
COM3
COM2
COM1
COM0
PF/P2.6
VDD1P8
LVDIN
TX0/P2.2
RX0/P2.3
10 11 12
VREF
AVCC
8
AGND
/INT0/P3.2
图 1-4-1
7
V1N
6
V1P
5
V3N
4
V3P
3
SDA/P3.1
2
SCL/P3.0
1
OSCO
ATT7039
OSCI
TEST
QF/TOUT
VSYS
SEG6/PA.6
VDD3P3
SEG7/PA.7
GND
SEG8/PB.0
VBAT
SEG9/PB.1
SEG22/P0.6
SEG10/PB.2
SEG20/P0.4
SEG11/PB.3
SEG19/P0.3
/JTAG/WDTEN
SEG18/P0.2
TDO/TX1/P2.0
SEG17/P0.1
TMS/RX1/P2.1
SEG16/P0.0
35 34 33 32 31 30
37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
/RST
TDI/KEY.1/P1.1/SEG23
TCK/KEY.0/P1.0/SEG21
36
ATT7039 引脚分布图
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1.5 引脚定义
表 1-5-1 引脚定义列表
Pin No.
标识
Pin type
功能描述
1
OSCI
INPUT
32k 晶振输入端
2
OSCO
INPUT
32k 晶振输出端
3
SCL_P30
IN/OUT
I2C_CLK/GPIO3.0
4
SDA_P31
IN/OUT
I2C_DATA/GPIO3.1
5
INT0_P32
IN/OUT
外部中断 0/GPIO3.2
6
AVCC
POWER
模拟电源输入端
7
V3P
INPUT
电压信号输入端(正)
8
V3N
INPUT
电压信号输入端(负)
9
V1P
INPUT
第一通道电流信号输入端(正)
10
V1N
INPUT
第一通道电流信号输入端(负)
11
AGND
GND
AGND
12
VREF
OUTPUT
1.18V 基准输出端,外接 10uF+0.1uF 电容
13
RX0_P23
IN/OUT
RX0/GPIO2.3
14
TX0_P22
IN/OUT
TX0/GPIO2.2
15
LVDIN
IN/PUT
LVDIN 检测输入端,外接分压电阻
16
VDD1P8
POWER
1.8V 电压输出端,外接 0.1uF 电容
17
PF_P26
IN/OUT
PF/ GPIO2.6
18
COM0
OUTPUT
COM0
19
COM1
OUTPUT
COM1
20
COM2
OUTPUT
COM2
21
COM3
OUTPUT
COM3
22
SEG4_COM4_PA4
IN/OUT
SEG4/COM4/ GPIOA.4
23
SEG5_COM5_PA5
IN/OUT
SEG5/COM5/ GPIOA.5
24
GND
GND
GND
25
QF/TOUT
OUTPUT
QF/TOUT 输出
26
SEG6_COM6_PA6
IN/OUT
SEG6/COM6/ GPIOA.6
27
SEG7_COM7_PA7
IN/OUT
SEG7/COM7/ GPIOA.7
28
SEG8_PB0
IN/OUT
SEG8/GPIOB.0
29
SEG9_PB1
IN/OUT
SEG9/GPIOB.1
30
SEG10_PB2
IN/OUT
SEG10/GPIOB.2
31
SEG11_PB3
IN/OUT
SEG11/GPIOB.3
JTAG_WDTEN
32
JTAG_WDTEN
INPUT
0:jtag 模式,WDT 关闭
1:normal 模式,WDT 使能
33
TDO_TX1_P20
IN/OUT
TDO/TX1/GPIO2.0
34
TMS_RX1_P21
IN/OUT
TDI/RX1/GPIO2.1
35
TDI_KEY1_P11_SEG23
IN/OUT
TMS/KEY1/GPIO1.1/SEG23
36
TCK_KEY0_P10_SEG21
IN/OUT
TCK/KEY0/GPIO1.0/SEG21
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37
RST
INPUT
RESET
38
SEG16_P00
IN/OUT
SEG16/GPIO0.0
39
SEG17_P01
IN/OUT
SEG17/GPIO0.1
40
SEG18_P02
IN/OUT
SEG18/ GPIO0.2
41
SEG19_P03
IN/OUT
SEG19/ GPIO0.3
42
SEG20_P04
IN/OUT
SEG20/ GPIO0.4
43
SEG22_P06
IN/OUT
SEG22/ GPIO0.6
44
VBAT
POWER
VBAT 电压输入端
45
GND
GND
GND
46
VDD3P3
Power
内部 3.3V 电压输出端,接 10uF+0.1uF 电容
47
VSYS
Power
系统 3.3V 电源输入端
48
TEST
INPUT
floating 或经 10K 电阻上拉
1.6 缩略语
表 1-6-1 缩略语
缩略语
英文原文
中文含义
SFR
Special Function Register
特殊功能寄存器
PM
Programe memory
指映射到 PM 空间的 32K 字节 Flash
DM
Data memory
指映射到 DM 空间的 4K 字节 Flash
WDT
Watch Dog Timer
看门狗
GPIO
General Purpose IO
通用 IO
POR
Power On Reset
上电复位
BOR
Brown Out Reset
掉电复位
WKR
Wakeup Reset
唤醒复位
EMU
Energy Mearsurment Unit
电能计量单元
PDM
Power Down Mode
掉电模式
PMU
Power Management Unit
系统电源管理
CMU
Clock Management Unit
系统时钟管理
KBI
Key Board Interface
键盘接口
UAM
User Application Mode
用户程序模式
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2 电源与时钟
2.1 电源管理
2.1.1
概述
PMU 为芯片的电源管理单元,功能如下:
监测系统电源 VSYS 和掉电检测输入端 LVDIN,当供电电压低或高于设定阈值时产生中断信号;
自动完成 VSYS 电源和 VBAT 电源的切换,电源状态在 PMSR 寄存器中的状态位 VSYSS 更新;
监测芯片内部的工作电源 VDD3P3,可以根据设定阈值产生中断信号;
监测芯片内部的工作电源 VDD3P3,可以根据设定阈值产生 BOR、LBOR、POR 复位信号;
为芯片内部数字模块提供 1.8V 电源,并由 VDD1P8 输出;
2.1.2
框图
PMU系统框图
Ref
LVDIN
VDCIN
VDCIN_DET
Ref
VSYS
VDCIN_EN
VSYS
VDCINIF
C_VSYS[1:0]
VSYS_DET
VSYSIF
Ref BOR_EN C_BOR[1:0]
VBAT
AVCC
VBAT
硬件切换
BORIF
VDD3P3
BOR_DET
BOR_RST
AVCC
EMU模拟模
块
LBOR_DET
LBOR_RST
POR_DET
POR_RST
VREG
VDD
3P3
VDD1P8
1.8v工作域
VDD
1P8
图 2-1-1 PMU 单元系统框图
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2.1.3
电源切换
外部供电电源的切换由芯片内部硬件自动完成。系统上电后,VSYS_DET模块将一直开启。VSYS_DET
模块监测外部供电的VSYS电压,根据VSYS的电压状态,自动完成系统电源VSYS和电池电源VBAT之间
的切换;同时将当前供电方式更新到寄存器PMSR的状态位VSYSS。
2.1.4
电源实时监测
PMU单元共设置五个子模块实时监测工作电源状态,并将监测结果以三个中断信号和三个复位信号的
形式反馈给用户。
LVDIN_DET模块:监测外部引脚LVDIN的电压,当电压低或高于1.185v时,置位LVDINIF标志
位;如果使能了LVDINIE中断,就会响应产生LVDIN中断;
VSYS_DET模块:监测外部引脚VSYS的电压,当电压低或高于设定阈值时,置位VSYSIF标志位;
如果使能VSYSIE中断,就会响应产生VSYS中断;阈值通过寄存器VDCR的位C_VSYS[1:0]来设
置;
BOR_DET模块:监测内部电源信号VDD3P3的电压,当电压低或高于设定阈值时,置位BORIF
标志位;如果设置了BOR复位,即BORRST=1,将会立即产生BOR复位;如果没有设置BOR复位,
即BORRST=0,但使能了BORIE中断,就会响应产生BOR中断;阈值通过寄存器VDCR的位
C_BOR[1:0]来设置;
LBOR_DET模块:监测内部电源信号VDD3P3的电压,当电压低于或高于阈值1.9V时,产生LBOR
掉电复位;
POR_DET模块:监测内部电源信号VDD3P3的电压,当电压低或高于阈值0.3V时,产生POR上
电复位;
2.1.5
1.8V 电源
芯片内部通过子模块 VREG 将 3.3V 电压调制成 1.8V 电压,供芯片内部的 1.8V 工作域使用,并通过
引脚 VDD1P8 输出。在输出引脚 VDD1P8 上需要外接 0.1uF 电容,以协助芯片提供稳定的 1.8V 内部数字
电源。
2.1.6
模拟电源
芯片通过引脚AVCC给电能计量EMU单元的模拟电路单独提供3.3V电源。
2.1.7
Sleep 模式
设置寄存器CLKCFG[1:0]=[11](带写保护),可控制CPU进入SLEEP模式。只有在VBAT供电时,才
能进入SLEEP模式。进入SLEEP 模式后,芯片内部会自动关闭产生1.8V的模块。
2.1.7.1
在 SLEEP 模式下的状况
所有CPU的功能关闭,EMU模块关闭;
RTC模块由外部电池供电继续运行;
BOR、LBOR模块和VSYS_DET模块开启,用于检测上电复位和系统电压,
其
中 BOR可控制为SLEEP
模式下分时开启(详见TCR寄存器),VSYS_DET模块可控制在SLEEP模式下分时开启(详见TCR
寄存器),以降低功耗;
WDT默认开启,在SLEEP模式下,WDT计数溢出时,系统会发生WDT复位,但可以配置WDT_SH=0
在sleep模式下关闭WDT(详见WDTCON寄存器);
其它CPU相连接的外设功能模块均默认关闭;
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进入SLEEP之前,如果配置SUPDC的LCD、TBS模块开启,在进入SLEEP模式后,即可实现LCD
静态显示;
为降低SLEEP模式下的功耗,可以在进入SLEEP模式之前,配置GPIO的状态(详见GPIO章节),
控制好SOC和外设的状态,防止漏电;
2.1.7.2
SLEEP 模式下的唤醒
在ATT7039进入SLEEP后, 可以被INT0,RX0,RX1,PMU,RTC,KEY这6种唤醒源唤醒,唤醒源
的使能信号都可以通过软件单独控制:
使能唤醒源功能有效;
使能相应的子中断有效,但不需要打开IENx中断向量占用的中断使能和总中断使能(EA=1);
使能WAKE_EN唤醒源;
CPU从SLEEP状态下唤醒等同复位,因不进入中断向量,不会执行中断服务程序,程序从复位地址
0000H开始执行。在SLEEP模式下,Reset复位信号是不可被屏蔽的,包括POR,BOR,LBOR,外部 RESET
PIN上产生的外部复位信号,以及内部的WDT复位信号。当ATT7039进入SLEEP模式后,如果以上复位信
号产生,能够使芯片出现复位动作,程序从复位地址0000H开始执行。
要实现在 Sleep 下的唤醒功能,进入 Sleep 前需进行以下功能配置:
(1)外部中断和红外唤醒:相应的 PIN 要配置为 INT0,RX0,RX1 功能 PIN(详细见 GPIO 单元),配
置 WAKE_EN 使能相应的唤醒源。当相应 PIN 上出现下降沿并保持不少于4个 fosc 的低电平时间,
可以实现 CPU 从 SLEEP 下唤醒。
(2)按键唤醒:配置相应的功能 PIN 为 KEY 功能,使能相应的 KEY 功能子中断(仅配置 KEYIE 相应位
中断使能),配置 WAKE_EN 中的 KEY 唤醒使能(KEY_EN=1)
。当出现下降沿并保持不少于 8 个
fosc 的低电平时候,可以让 CPU 从 SLEEP 下唤醒。
(3)RTC 唤醒:使能对应 RTC 的子中断源(仅配置 RTCIE 相应位中断使能),配置 WAKE_EN 中的 RTC
唤醒使能(RTC_ EN =1)。当 RTC 使能的中断时间到时,或者 RTC 使能的闹钟定时或定时器定时时
间到时,可以让 CPU 从 SLEEP 下唤醒。
(4)电源管理中断唤醒:在 SUPDC 中设置 PMU 相应的功能有效,使能 PMU 对应的子中断源(仅配置
PMIER 相应位中断使能),配置 WAKE_EN 中的 PMU 唤醒使能(PMU _ EN =1)。当电源检测超过
阈值,可以让 CPU 从 SLEEP 下唤醒。
2.1.7.3
从 SLEEP 模式唤醒后的唤醒方式确认
从SLEEP模式唤醒后,可以查询复位标志WKR,如果置位来说明确实发生了唤醒复位,并能通过唤醒
标志寄存器WAKEIF确定具体的唤醒源,其中:
1) WAKEIF bit3位为1,表示由RTC子中断信号引起了Wake_UP唤醒.具体的中断源由RTC的8种中
断源确定,可以查询RTCIF对应的位来确认是哪种中断引起的唤醒,详细见RTC单元。
2) WAKEIF bit2位1, 表示是由KEY子中断信号引起了Wake_UP唤醒.具体的中断信息由KEY的4
种中断源确定,可以查询KEYIF对应的位来确认是哪个KEY中断引起的唤醒,详细见KEY单元。
3) WAKEIF bit1位1,表示是由PMU中断信号引起了Wake_UP唤醒.具体的中断信息由PMU的3种
中断源确定,可以查询PMIFR对应的位来确认是BORIF、VSYSIF、LVDINIF,详细见PMU单元。
2.1.8
特殊功能寄存器
表 2-1-1 PMU 相关寄存器列表
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地址
名称
复位值
功能描述
93H
PMUCFR
0x07
PMU配置寄存器
94H
VDCR
0x19
电压检测控制寄存器
95H
TCR
0x00
测试控制寄存器
96H
PMIFR
0x00
PMU中断标志寄存器
97H
PMIER
0x00
PMU中断使能寄存器
A2H
PMSR
0x00
PMU状态指示寄存器
表 2-1-2 Hold/Sleep SFR 寄存器列表
地址
名称
复位值
功能描述
0x9E
CLKCFG
0x00
系统时钟配置寄存器
0x91
WAKE_EN
0x00
唤醒使能寄存器
0xA7
RSTSR
0x00
复位标志寄存器
0xB7
WAKEIF
0x00
唤醒标志寄存器
表 2-1-3 PMU 配置寄存器 PMUCFR (93H)
PMUCFR
Address:
93H
default: 0x67
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
X
X
X
X
X
LVDIN_EN
BORRST
BOR_EN
0
0
0
0
0
1
1
1
Read:
Write:
Reset:
位
功能描述
LVDIN_EN
LVDIN_DET 模块使能信号,监测 LVDIN PIN
1:开启 LVDIN_DET 模块(default)
0:关闭 LVDIN_DET 模块
BORRST
BOR复位/中断选择位
1:VDD3P3电压低/高于VDCR[1..0]设定阈值时产生BOR复位(default)
0:VDD3P3电压低/高于设定阈值时产生BOR中断
BOR_EN
BOR 模块使能信号
1:开启 BOR 模块(default)
0:关闭 BOR 模块
表 2-1-4 VDCR 电源阈值控制寄存器(94H)
Voltag Detect Control
Address:
Bit7
6
5
X
X
OSC_SLP
0
0
0
Read:
C2H
default: 0x09
4
3
2
1
Bit0
C_VSYS1
C_VSYS0
C_BOR1
C_BOR0
1
0
0
1
CHOP_ADC
_EN
Write:
Reset:
位
OSC_SLP
1
功能描述
OSC 模式选择信号
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1:大电流模式,OSC 振幅在此模式下增大,建议 NORMAL 模式下设置为 1
0:小电流模式,建议 SLEEP 模式下设置为 0
CHOP_ADC_EN
ADC Chopper 使能信号
1:开启 ADC Chopper 模块
0:关闭 ADC Chopper 模块
C_VSYS[1:0]
引脚供电电压VSYS检测阈值控制位
C_VSYS1
C_VSYS0
VTH_VSYS(V)
0
0
2.4
0
1
2.6
1
0
2.8 (DEFAULT)
1
1
3.0
内部工作电压VDD3P3检测阈值控制位
C_BOR1 C_BOR0 BOR检测电压(V)
C_BOR[1:0]
0
0
2.2
0
1
2.4(default)
1
0
2.6
1
1
2.8
表 2-1-5 TCR 内部时序控制寄存器 (95H)
Timer Control Register
Address:
95H
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
BOR_DIV
X
Sel_AorD
X
TO_VSYS1
TO_VSYS0
T_VSYS1
T_VSYS0
0
0
0
0
0
0
0
0
Read
Write
Reset:
位
BOR_DIV
功能描述
在 Sleep mode 下 BOR 分时开启的控制位
1:分时开启模式(仅在 Sleep 下有效,分时开启的检测时间和开启周期由
TO_VSYS0~TO_VSYS1 这两个 BIT 来决定)。
0: sleep mode 下,如果 Bor-EN 使能,BOR 连续开启
Sel_AorD
内部数字滤波选择
1:开启内部数字滤波器,可实现在高频不稳定的情况下强制锁定 PLL 输出
0:关闭内部数字滤波器
(建议此位配置为 1)
TO_VSYS[1:0]
Sleep 模式下 VSYS_DET 分时检测时间设定
Sleep 模式,VSYS_DET 分时检测时,每个周期内 VSYS_DET 工作时间为:
TO_VSYS1
TO_VSYS0
T(US)
0
0
524
0
1
1050
1
0
1570
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1
1
2100
Sleep 模式下 VSYS_DET 分时检测的周期设定
T_VSYS[1:0]
T_VSYS1
T_VSYS0
T(MS)
0
0
33
0
1
67
1
0
134
1
1
268
VSYS_DET 在sleep mode下采用分时开启的方式工作:
图 2-1-2 VSYS_DET, BOR_DET 分时检测时序图
VSYS在SLEEP模式下分时开启功能:
其中T是VSYS_DET分时的周期,通过TCR寄存器的T0_VSYS和T1_VSYS位控制。T和Δt是分时检测
时每个周期内VSYS_DET工作的时间,通过TCR寄存器的TO0_VSYS和TO1_VSYS位控制。
BOR模块在Sleep下的分时开启功能:
PMUCFR[BOR_EN]置位为1, TCR[BOR_DIV] 置位为1,BOR检测模块开启使能关闭的周期和检测时
间和Vsys保持一致,检测周期时间T由TCR来设置,开启的Δt的时间如上图所示。
表 2-1-6 PMIER PMU 中断使能寄存器(97H)
97H
Power Management Interrupt Enable
Address:
Bit7
6
5
4
3
X
X
X
X
reverd
0
0
0
0
0
2
1
Bit0
Read
BORIE
VSYSIE
LVDINIE
Write
Reset:
0
0
0
注:需要同时使能 IEN1.bit2,PMIER 使能的中断才有效。
位
bit3
功能描述
保持为 0
BORIE
BOR中断使能位
1:允许BOR中断
0:关闭 BOR 中断
VSYSIE
VSYS_DET中断使能位
1:允许VSYS_DET中断
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0:关闭 VSYS_DET 中断
LVDIN_DET中断使能位
1:允许LVDIN_DET中断
0:关闭LVDIN_DET中断
LVDINIE
表 2-1-7 PMIFR PMU 中断标志寄存器(96H)
Power Management Interrupt Flag
Bit7
6
X
X
0
0
Address:
96H
5
4
3
2
1
Bit0
VSYSIF
LVDINIF
Read
X
X
PLLIF
BORIF
Write
Reset:
0
0
0
0
0
0
注:该寄存器不能被 Wake_UP 唤醒复位。
位
PLLIF
功能描述
PLL失锁中断标志位
当PLL失锁时该位置1;软件写0清0;
BORIF
BOR中断标志位
当内部工作电压VDD3P3下降到低于设定阈值或上升到高于设定阈值时,
并且在BORRST=0的情况下,该位置1;软件写0清0;
VSYSIF
VSYS_DET中断标志位
当外部引脚VSYS电压下降到低于设定阈值或上升到高于设定阈值时,该
位置1;软件写0清0;
LVDINIF
LVDIN_DET中断标志位
当外部引脚LVDIN电压下降到低于1.18V或上升到高于1.18V时,该位置
1;软件写0清0;
表 2-1-8 PMSR PMU 状态寄存器寄存器(A2H)
Power Management Status Flag
Address:
A2H
Bit7
6
5
4
X
X
X
X
3
Read
1
BORS
VSYSS
X
0
0
0
Bit0
LVDINS
X
Write
Reset:
2
0
0
0
X
0
X
0
注:该寄存器不能被 Wake_UP 唤醒 RESET。
位
BORS
功能描述
内部工作电压 VDD3P3 状态指示位(只读,系统默阈值 2.4V)
1:表示 VDD3P3 小于设定阈值(VDCR[1..0]设定阈值)
0:表示 VDD3P3 大于设定阈值
VSYSS
系统电源连接状态(只读,系统默认检测电压值为 2.8V)
1:表示系统使用 VBAT 电源(VDCR[3..2]设定阈值)
0:表示系统使用 VSYS 电源
LVDINS
外部引脚 LVDIN 电压状态(只读)
1:表示 LVDIN 小于 1.18V 阈值
0:表示 LVDIN 大于 1.18V 阈值
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表 2-1-9 CLKCFG 系统时钟配置寄存器(9EH)
CLKCFG
Address:
9EH
Bit7
6
5
4
3
W_EN
X
X
X
X
0
0
0
0
0
2
1
Bit0
Read:
SYSCK
Mode1
Mode0
Write:
Reset:
0
0
0
注:此寄存器带 REG0 型写保护,需连续对 BWPM 写入 CFH,BCH 才能改写此寄存器。
位
功能描述
W_EN
时钟配置寄存器模式写保护位
如果要改系统的模式,即在向mode1和mode0 位写入新的值时,必须同时将
w_en位置1,该寄存器的其它位不会受到该写操作的影响,w_en位置0时,
可以对该寄存器其它位操作。
SYSCK
系统时钟选择位
1:表示系统时钟选择PLL倍频后的高频时钟,fcpu=fpll
0:表示系统时钟选择OSC产生的低频时钟,fcpu=fosc
系统工作模式选择
Mode[1:0]
W_EN
Mode
1
Mode
0
Mode
1
0
0
1
0
1
1
1
0
进入HOLD 模式
1
1
1
进入SLEEP模式
系统产生软件复位
注:在系统由VSYS供电时,不允许进入SLEEP MODE , 如果在VSYS供电
时,对Mode[1..0]写[11],就会出现软件复位。
表 2-1-10 WAKE_EN 唤醒使能控制位(91H)
WAKE_EN
Address:
91H
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
INT0_EN
X
RX0_ EN
RX1_ EN
RTC_ EN
KEY_ EN
PMU _ EN
X
0
0
0
0
0
0
0
0
Read:
Write:
Reset:
注:该寄存器只在芯片进入 SLEEP MODE 下唤醒有效,在其它模式下设置对系统不会产生任何影响。
位
INT0_EN
功能描述
外部中断 0 唤醒使能位
1:表示 INT0 信号唤醒功能有效;
0:表示 INT0 信号唤醒功能无效;
RX0_EN
串口中断 0 唤醒使能位
1:表示 RX0 中断信号唤醒功能有效;
0:表示 RX0 中断信号唤醒功能无效;
RX1_EN
串口中断 1 唤醒使能位
1:表示 RX1 中断信号唤醒功能有效;
0:表示 RX1 中断信号唤醒功能无效;
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RTC_EN
RTC 中断唤醒使能位
1:表示 RTC 中断信号唤醒功能有效;
0:表示 RTC 中断信号唤醒功能无效;
KEY_EN
按键中断唤醒使能位
1:表示 KEY 中断信号唤醒功能有效;
0:表示 KEY 中断信号唤醒功能无效;
PMU _EN
电源管理中断唤醒使能位
1:表示 PMU 中断信号唤醒功能有效;
0:表示 PMU 中断信号唤醒功能无效;
表 2-1-11 RSTSR 复位标志寄存器(A7H)
RSTSR
Address:
A7H
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
POR
RST
WDT
BOR
WKR
LBOR
Soft rst
DE_RST
0
0
0
0
0
0
0
0
Read:
Write:
Reset:
注:只有 POR 复位、LBOR 复位和写 0 操作才能清除该寄存器。更多详细内容参考系统复位章节。
当系统处于SLEEP下触发唤醒复位时,RSTSR的WKR复位标志位被设置为1。
表 2-1-12 WAKEIF 唤醒标志寄存器(B7H)
WAKEIF
Address:
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
INT0
X
RX0
RX1
RTC
Key
PMU
X
0
0
0
0
0
0
0
0
Read:
Write:
Reset:
位
INT0
B7H
功能描述
INT0唤醒标志
INT0唤醒发生时,设置标志位为1,写零清零。
RX0
RX0唤醒标志
RX0唤醒发生时,设置标志位为1,写零清零。
RX1
RX1唤醒标志
RX1唤醒发生时,设置标志位为1,写零清零。
RTC
RTC中断唤醒标志
SLEEP模式下RTC中断发生时将会产生RTC唤醒,此位置为1,写零清零。
Key
Key唤醒标志
SLEEP模式下Key上有输入时可唤醒芯片,此位置为1,写零清零。
PMU
PMU/TBS中断唤醒标志
SLEEP模式下PMU/TBS中断发生时将会产生PMU唤醒,唤此位置为1,写零清零。
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2.2 系统复位
2.2.1
概述
ATT7039 有 8 种复位方式:其中第一种和第二种为第一优先级,第三种到第五种为第二优先级,第六
种到第八种为第三优先级,每个优先级中的复位时间一致。
1) 上电复位(Power On Reset)
2) 低电压检测复位(LBOR)
3) 外部引脚 /RST 复位
4) 掉电复位(Brown Out Reset)
5) Debug reset
6) 看门狗复位
7) 软复位
8) PDM 唤醒复位
任何复位源产生复位时,同时内部复位信号 IRST 有效,CPU 的程序指针恢复到 0000H。IRST 也会
将绝大部分寄存器恢复到缺省值,所有芯片外围单元都将处于复位状态。
1) POR,BOR 和 LBOR 会使内部复位信号 IRST 将保持有效,并保持 1024 个 fosc。
2) 外部 RST, WDT, Wake up reset 复位时,内部 IRST 信号有效,并保持 64 个 fosc。
2.2.2
框图
2.2.3
上电复位(POR)
当电源第一次加到芯片上时,上电复位电路将会产生一个 POR 脉冲,指示发生上电。内部复位信号
IRST 保持为低电平,1024 个 fosc 后,IRST 才会变为高电平。
上电复位 POR 产生时,下面的事件将会发生:
产生一个 POR 脉冲
内部复位信号 IRST 有效
计数 1024 个 f_osc
复位状态寄存器 RSTSR 的上电复位标志位 POR 被设置为 1,其他 RSTSR 为被清为 0。
CPU 从地址 0000H 执行程序
LBOR 在掉电后重新上电的复位过程与之相同。
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Fosc
Por
1024 Osc Clock
IRST
Vcc
图 2-2-1 上电复位说明
2.2.4
外部引脚复位
外部复位引脚/RST 出现比 2us 宽的低电平时,内部复位信号 IRST 有效,复位状态寄存器的复位标志
位 RST 被设置为 1;内部复位信号 IRST 有效脉宽为 64 个 fosc。
如果/RST 低电平脉宽比 2us 窄,系统不发生复位。
Fosc
大于2us
外部 Reset引脚
64 Osc Clock
IRST
图 2-2-2 /RST 复位
2.2.5
掉电复位(BOR& LBOR)
当掉电检测电路检查到电源电压低于设定电压 Vborl 时,BOR 输出低电平,内部复位信号 IRST 将变
为低电平,复位状态寄存器 RSTSR 的 BOR 标志位被置为 1。当掉电检测电路检测到电源电压高于设定电
压 Vborh 时,BOR 输出高电平,IRST 在 1024 个 fosc 时间之后变为高电平。
掉电复位 BOR 产生时,下面的事件将会发生:
产生一个 BOR 脉冲
内部复位信号 IRST 有效
计数 1024 个 fosc
复位状态寄存器 RSTSR 的掉电复位标志位 BOR 被设置为 1,其他 RSTSR 为被清为 0。
CPU0000H 开始执行程序
低电压掉电复位 LBOR 与 BOR 的过程基本相同,两者是与的关系。
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Fosc
Bor
1024 Osc Clock
IRST
Vcc
用户设定Bor检测阈值
用户设定Bor检测阈值
图 2-2-3 Bor 复位
2.2.6
电子狗复位
WatchDog Timer 溢出时将会产生导致内部复位 IRST 有效,复位状态寄存器的 WDT 复位标志位 WDT
被设置为 1。WDT 的复位脉宽为 64 个 fosc。
Fosc
Watch dog 复位信号
64 Osc Clock
IRST
图 2-2-3 WDT 复位
2.2.7
唤醒复位
出现 PDM 唤醒事件时,按照下面顺序执行:
内部复位信号 IRST 有效
复位状态寄存器 RSTSR 的掉电复位标志位 WKR 被设置为 1
计数 64 个 fosc 后,释放内部复位信号 IRST
2.2.8
软复位
在系统由 VSYS 供电时,不允许进入 SLEEP MODE , 如果 VSYS 供电时,在打开寄存器写保护的情
况下,对 Mode[1..0]写[11],就会出现 Soft Reset。
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2.2.9
特殊功能寄存器
表 2-2-1 复位标志寄存器(0xA7H)
RSTSR
Address:
A7H
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
Read:
POR
RST
WDT
BOR
WKR
LBOR
Soft rst
DE_RST
Write:
x
x
x
x
x
x
x
x
Reset:
0
0
0
0
0
0
0
0
注:只有 POR 复位,LBOR 复位和读操作才能清除该寄存器。
位
功能描述
POR
上电复位标志
1:发生上电复位,同时将其他复位标志位清零。读这个寄存器可以将这个寄存
器包括POR标志清零(写零清零)。
0:没有发生上电复位;
RST
引脚/RST复位标志
1:RST PIN复位,外部复位引脚/RST出现大于2us的低电平时产生(写零清零);
0:没有发生外部引脚/RST复位;
WDT
WDT溢出复位标志
1:WatchDog Timer溢出复位(写零清零);
0:没有发生WDT复位;
BOR
掉电复位标志
1:产生 BOR复位,当VDD3P3低于VDCR[1..0]设定的电压值时,将会立即置位(写
零清零);
0:没有发生BOR复位;
WKR
PDM复位唤醒标志
1:当唤醒复位发生时,此位置为1(写零清零)。
0:没有发生唤醒复位;
LBOR
低掉电复位标志
1:产生LBOR复位,当VDD3P3低于芯片最低工作电压值1.9V,此位将会立即置
为1(写零清零);
0:没有发生 LBOR 复位;
Soft rst
当软复位标志
1:软复位,当对一些寄存器进行了不被允许的操作时,就会产生软复位(如
CLKCFG的mode位误操作)。
0:没有发生软复位;
DE_RST
Debug reset标志位
1:发生Debug reset;
0:没有发生 Debug reset;
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2.2.10 被分级复位的寄存器说明
表 2-2-2 分级复位说明列表
复位
级别
复位源
需要置位的
LBOR
复位标志寄存器中的
POR
复位标志寄存器中的
LBOR位
外部 RESET
复位标志寄存器中的
RST
BOR
复位标志寄存器中的
BOR位
DEBUG RESET
复位标志寄存器中的
DEBUG_RST 位
WDT
复位标志寄存器中的
WDT
software reset
复位标志寄存器中的
Soft rst 位
PDM 唤醒
复位标志寄存器中的
WKR 位
POR
1
2
3
不能复位的
1、RTC的补偿寄存器和年、月、日、星期、
时分秒寄存器。
2、RTC的补偿寄存器和年、月、日、星期、
时分秒寄存器。
3、BOR、LVREF、VSYS 的level寄存器
1、 RTC 的补偿寄存器和年月日、星期、时
分秒寄存器
2、 BOR、LVREF、VSYS 的level寄存
器,
1、RTC的补偿寄存器和时年、月、日、星
期、时分秒存器。
2、BOR、LVREF、VSYS 的level寄存
器。
3、LCD相关寄存器。
4、gpio/lcd 复用状态
5、gpio 的输入输出状态和方向控制寄存器
6、SUPDC
1、RTC的补偿寄存器和时年、月、日、星
期、时分秒存器。
2、BOR、LVREF、VSYS 的level寄存
器。
3、LCD相关寄存器。
4、gpio/lcd 复用状态
5、gpio 的输入输出状态和方向控制寄存器
6、SUPDC
7、 KEYIE(AFH),Wake_EN (91H)
1、 RTC 的补偿寄存器和年、月、日、星期、
时分秒寄存器
2、 BOR、LVREF、VSYS 的level寄存
器
3、 LCD相关寄存器
4、 gpio/lcd 复用状态
5、 gpio 的输入输出状态和方向控制寄存器
6、 SUPDC
7、KEYIE(AFH),Wake_EN (91H)
1 、RTC 的补偿寄存器和年、月、日、星
期、时分秒寄存器
2、BOR、LVREF、VSYS 的level寄存
器
3、LCD相关寄存器
4、gpio/lcd 复用状态
5、gpio 的输入输出状态和方向控制寄存器
6、SUPDC
7、 KEYIE(AFH),Wake_EN (91H)
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表 2-2-3 分级复位寄存器列表
复位级
别
一级
二级
不能被复位的寄存器
RSTSR复位源
POR
LBOR
RST
BOR
DEBUG_RS
T
(所有寄存器均被复位。注:LBOR不能复位RTC时间寄存器)
RTCCAL, SECR, MINR, HRR, DAYR, MTHR, YRR,
RTC
DOWR
PMU
VDCR
DEBUG_RST 还不能复位OCDS模块
RTCCON, RTCCAL, RTCIE, RTCIF, ALMR, ALHR,
RTC1CNT, RTC2CNT, SECR, MINR, HRR, DAYR,
MTHR, YRR, DOWR
KEY KEYIE, KEYIF
LCD LCDCLK, LCDCR
PMU VDCR, PMIFR, PMSR
LCDCFG, P02CFG, KEYCFG, P3CFG, P0,
GPIO LEDP0, DDRP0, P1, DDRP1, P2, DDRP2, P3,
DDRP3, PTA, DDRA, PTB, DDRB
CMU SUPDC, WAKE_EN, RSTSR
RTC
三级
WDT
Soft rst
WKR
注:SUPDC 的位 EMU__EN 会被任何复位源复位
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2.3 时钟管理
2.3.1
概述
系统时钟管理模块包含系统时钟生成和系统时钟控制两部分。
系统时钟 fsys 有两种生成形式:一是低频晶振输出 fosc 频率为 32KHz,二是 PLL 输出高频 fpri 频率。
由时钟配置寄存器 CLKCFG 的 SYSCK 位决定,复位后,系统时钟的缺省值为 fosc。
上电复位后,片上低频振荡电路开始工作,OSC 产生 32.768KHz 的时钟,系统时钟来自片上低频晶振
电路 fosc,此时钟电路一值保持开启;
高频时钟频率由 PLL 电路产生,主时钟 fpri 可以提供的时钟频率包括 11.010048MHz,5.505024MHz
及其二者的分频。PRION 位作为 PLL 电路使能控制位,当 PRION=1 打开 PLL 时,产生 fpll 高频时钟,
系统利用 PLL 把 32.768KHz 的时钟倍频到 5.505024MHz 或者 11.010048MHz(由 CHHI 决定)。从 OSC 时
钟切换到 PLL 时钟,需要使能 PLL 后等待 2ms,才能切到 PLL 时钟。最终产生的高频时钟 Fpri 由 PLLCFG
的 PRIP[1:0]位决定,可以输出 0.68MHz~11 MHz。
芯片外围单元 RTC、LCD、WDT、PMU 部分的时钟直接来自低频晶体振荡电路的输出 fosc,外围单元 I2C
和处理器 R8051XC 的时钟都来自系统时钟 fsys,即可选择低频时钟 fosc,也可选择高频时钟 fpri 。
电能计量单元 EMU 的时钟来自于 fpll 分频后的固定频率 5.505024MHz。红外 38K 模块时钟由 fpll 分
频提供。
外部低频晶体振荡电路是为外部 32.768KHz 的晶体而设计的, OSCI 是晶体振荡电路的输入引脚,OSCO
是晶体振荡电路的输出引脚。上电复位后,外部低频晶体振荡电路开始工作,输出 32.768KHz 时钟,
振荡电路的工作不受复位的影响,也不受系统运行模式的影响,外部低频晶体振荡电路提供 RTC 的时
钟,也可作为系统节电模式的系统时钟源。
当 CPU52 改变系统时钟时,如果改变了 SYSCK 的状态,则必须等待 3 个 fosc 以及 3 个 fcpu 时钟后才
能够正常切换。
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2.3.2
框图
32768Hz
Crystal Oscillator
Fosc
LCD
WDT
PLL_OK
PMU
RTC
00
I2C
Fsys
01
MUX
10
CHHF
CPU52
Fpri
SPI
PLL
SYSCK
11
红外模块
PRIP[1:0]
00
Fpll
01
MUX
10
Femu
EMU
11
PRION
EMUCTRL[1:0]
图 2-3-1
2.3.3
低频振荡电路
上电复位后,片上低频振荡电路开始工作,OSC 产生 32.768KHz 的时钟,OSCI 是晶体振荡电路的输入
引脚,OSCO 是晶体振荡电路的输出引脚,系统时钟来自片上低频晶振电路 fosc,此时钟电路一值保持开
启。低频振荡电路的工作不受复位的影响,也不受系统运行模式的影响。外部低频晶体振荡电路提供 RTC
的时钟,也可作为系统节电模式的系统时钟源。芯片外围单元 RTC、LCD、WDT、PMU 部分的时钟直接来自
低频晶体振荡电路的输出 fosc。
2.3.4
高频振荡电路
高频时钟频率由 PLL 电路产生,主时钟 fpri 可以提供的时钟频率包括 11.010048MHz,5.505024MHz
及其二者的分频。PRION 位作为 PLL 电路使能控制位,当 PRION=1 打开 PLL 时,产生 fpll 高频时钟,系
统利用 PLL 把 32.768KHz 的时钟倍频到 5.505024MHz 或者 11.010048MHz(由 CHHI 决定)
。从 OSC 时钟切
换到 PLL 时钟,需要使能 PLL 后等待 2ms,才能切到 PLL 时钟。 最终产生的高频时钟 Fpri 由 PLLCFG 的
PRIP[1:0]位决定,可以输出 0.68MHz~11 MHz。
外围单元 I2C 单元和处理器 R8051XC 的时钟都来自 fsys,推荐应用在高频时钟 fpri。电能计量单元
EMU 的时钟来自于 fpll 分频后的固定频率 5.505024MHz。红外 38K 模块时钟由 fpll 分频提供。
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高频输出功能
当 SYSCK=1 时,系统切换至高频时钟 fsys,fsys 由寄存器 PRIIP [1:0]和 CHHF 共同决定:
PRIP [1:0]
fsys (MHz)
PRIP [1:0]
fsys (MHz)
00
F0= 1.376256
00
F0= 0.688128
01
F1= 2.752512
01
F1= 1.376256
10
F2= 5.505024
10
F2= 2.752512
11
F3= 11.010148
11
F3= 5.505024
CHHF=1
CHHF=0
上电复位后,CHHF=0,SYSCK=0,PRIP [1:0]=11;
PLL 性能指标
2.7~3.6
电压范围(V)
2.3.5
温度范围(℃)
-40~85℃
输入参考时钟
32.768KHz
输出时钟
11.010048MHZ 或者 5.505024MHZ
系统时钟切换
系统的时钟的选择是由CPU通过软件来进行控制的,系统复位后默认是fosc。fsys时钟可以通过软件设
置SYSCK=1来选择fpll或其分频。
1)系统时钟 fsys 从低频时钟 fosc 切换到高频时钟 fpri
此操作应避免在高频时钟稳定之前就将系统时钟切换到高频时钟,正确的操作流程是:系统时钟为低
频时钟 => 打开写保护寄存器=> 通过选择 PRIP [1:0]确定高频时钟频率(例如 PRIP [1:0]=10)=>打开高
频时钟电路 PRION=1 => 等待 2ms=>将 SYSCK 置 1,完成 fsys 由 fosc 切换到 fpri。
2)系统时钟fsys 从高频时钟fpri切换到低频时钟fosc
当系统时钟选择高频时钟,此操作应避免在系统时钟切换到低频时钟之前就将高频时钟关掉,正确的
操作流程是:
系统时钟为高频时钟 =>打开写保护寄存器=> 将 SYSCK 写为 0,
完成 fsys 由 fpri 切换到 fosc。
3)系统时钟 fsys 在高频时钟 fpll 之间切换
此操作直接通过选择 PRIP [1:0]实现,可实现系统时钟 fsys 在高频时钟 5.5M 和 11M 之间切换。
可以设置 PLLCFG 中的 CHHF 来选择 PLL 输出 5.5MHz 或者 11MHz 的高频时钟。首先应该配置
CLKCFG 中的 SYSCK=0,切换到低频,然后配置 PLLCFG 中的 CHHF 为“1”或者“0”。
“CHHF”缺省
值为“0”,如果需要 PLL 输出时钟由 5.5MHz 变为 11MHz,CHHF 由“0”变为“1”;或者 PLL 输出时
钟由 11MHz 变为 5.5MHz,CHHF 由“1”变为“0”。通过查询 PLLCFG 中的 LOCK 位确认是否切换到相
应的高频时钟。
2.3.6
时钟管理单元内部保护机制
fsys 的时钟必须在使能PLL后延时2ms、使PLL稳定之后才能由fosc切换至PLL。
当 SYSCK=1,表示选择了 fpll 作为系统时钟 fsys,此时不能关闭高频 PLL 电路,也就是说不能
将 PRION 清为 0。
当 PRION 清为 0 时,不能将 SYSCK 设置为 1,也就是在高频 PLL 电路关闭的情况下不能选择 fpll
作为系统时钟。
复位后 PLL 高频电路默认关闭,PRION 置为 0, SYSCK 清为 0,选择 fosc 时钟作为系统时钟。
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2.3.7
外设时钟管理
EMU 和红外调制单元的时钟直接来自于 PLL 后的固定频率 fpll=5.505024MHz,必须先打开高频时钟,
即 PRION=1,才能打开两者的时钟。如果 CHHF=1,PLL 输出的 11.010048MHZ,,系统会自动二分频提供
fpll 为 5.505024MHZ,如果 CHHF=0,PLL 输出的 5.505024MHZ,直接给与 fpll。
2.3.7.1
EMU 部分的时钟 femu
EMU 的时钟 femu 由高频 fpll=5.505024MHz 输出,直接配置 emu_ctrl 寄存器的 Emu_lkctrl[1:0],
得到相应的输出频率 femu;ADC 的采样时钟为 femu 的 6 分频,;ADC 波形更新频率由 fadc 进行 32 分频
获得,并可通过 ADCCFG 寄存器继续分频为更低的频率。对应关系如下表所示:
fadc=femu/N (KHz) fwave= fadc/32(KHz)
Emu_lkctrl [1:0]
femu
系数 N
00
fpll=5.505024MHz
6
917.504
28.672
01
fpll/2
12
458.752
14.336
10
fpll/4
24
229.376
7.168
11
fpll/4
24
229.376
7.168
2.3.7.2
红外输出调制单元的时钟 Firf
当 PLL 打开,即 PRION=1 时,firf=38.229KHz。fpll 与 firf 的关系如下表所示
2.3.8
fpll(MHz)
系数 M
firf=fpll/M/18(KHz)
11.010048
16
38.4
5.505024MHz
8
38.4
特殊功能寄存器
表 2-3-2 时钟管理寄存器列表
地址
0x9E
名称
CLKCFG
复位值
0x00
功能描述
系统时钟配置寄存器
0xA1
PLLCFG
0x13
PLL 时钟配置寄存器
0x9F
SUPDC
0x00
内部模块使能控制寄存器
0xB1
PWMCR
0x00
PWM 控制寄存器
表 2-3-3 CLKCFG 系统时钟配置寄存器(9EH)
CLKCFG
Address:
Bit7
Read:
Write:
Reset:
W_EN
0
9EH
6
5
4
3
X
X
X
X
0
0
0
0
2
SYSCK
0
1
Mode1
Bit0
Mode0
0
0
注:此寄存器带 REG0 型写保护,需连续对 BWPM 写入 CFH,BCH 才能改写此寄存器。
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位
功能描述
W_EN
时钟配置寄存器模式写保护位
如果要改系统的模式,即在向mode1和mode0 位写入新的值时,必须同时将w_en
位置1,该寄存器的其它位不会受到该写操作的影响,w_en位置0时,可以对该寄
存器其它位操作。
SYSCK
系统时钟选择位
1:表示系统时钟选择PLL倍频后的高频时钟,fcpu=fpll
0:表示系统时钟选择OSC产生的低频时钟,fcpu=fosc
Mode[1:0]
系统工作模式选择
W_EN Mode 1
Mode 0
Mode
1
0
0
1
0
1
1
1
0
进入HOLD 模式
1
1
1
进入SLEEP模式
系统产生软件复位
注:在系统由VSYS供电时,不允许进入SLEEP MODE , 如果在VSYS供电时,对
Mode[1..0]写[11],就会出现软件复位。
表 2-3-4 PLLCFG PLL 时钟配置寄存器(A1H)
PLLCFG
Read:
Write:
Reset:
Address:
A1H
Bit7
6
5
4
3
PRION
reserved
reserved
reserved
0
0
0
1
2
X
1
CHHF
0
PRIP1
0
1
Bit0
PRIP0
1
注:此寄存器是带 REG0 型写保护寄存器,需连续对 BWPM 写入 CFH,BCH 才能改写此寄存器。
位
功能描述
PRION
PLL开启位
PRION=0,PLL 关闭。
PRION=1,PLL 打开。
reserved
bit[6..4]= [001],保持默认状态。
CHHF
PLL输出高频频率选择位
CHHF=“0”,PLL输出的时钟选择为5.505024MHZ
CHHF=“1”,PLL输出的时钟选择为11.010048MHZ
PRIP [1:0] PLL输出频率设置
CHHF
1
0
PRIP1
PRIP0
fpll (MHz)
0
0
F0= 1.376256
0
1
F1= 2.752512
1
0
F2= 5.505024
1
1
F3= 11.010148
0
0
F0= 0.688128
0
1
F1= 1.376256
1
0
F2= 2.752512
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1
1
F3= 5.505024
表 2-3-5 SUPDC 内部模块使能控制寄存器(9FH)
SUPDC
Address:
9FH
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
KBI_EN
X
LCD_EN
EMU__EN
I2C_EN
X
X
X
0
0
0
0
0
0
0
0
Read:
Write:
Reset:
位
功能描述
KBI_EN
按键模块时钟使能位
1:使能 KBI 模块;
0:关闭 KBI 模块;
LCD_EN
LCD 模块时钟使能位
1:使能 LCD 模块;
0:关闭 LCD 模块;
EMU_EN
计量模块时钟使能位
1:使能 EMU 模块;
0:关闭 EMU 模块;
I2C_EN
I2C 模块时钟使能位
1:使能 I2C 模块;
0:关闭 I2C 模块;
注意:1,此寄存器带 REG0 型写保护,需连续对 BWPM 写入 CFH,BCH 才能改写此寄存器。
2,在Battery供电的情况下,EMU固定关闭的,EMU使能位EMU_EN固定为0,写1无效。
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3 控制单元(MCU)
3.1 MCU 架构
3.1.1
概述
ATT7039 采用 R8051XC 内核,具有和 8051 兼容的体系架构。
R8051XC 有两条总线:Memory 总线和 SFR 总线。Memory 总线用于在片内扩展程序和数据存储器,如
扩展片内 ROM、Flash、XRAM 等。SFR(Specal Fucntion Register) 总线用于和片内的外设寄存器接口,
除了工作寄存器 R0~R7、程序计数器(PC)和指令寄存器(IR)外,所有控制、配置和状态寄存器都映
射到 SFR 空间,R8051XC 可通过直接寻址的方式访问这些寄存器,控制系统工作。
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3.1.2
框图
ATT703x Function Block Diagram
VSYS VBAT GND
AVCC AGND
VDD3P3 VDD1P8
LVDIN VREF LVREFO
Power Manage Unit
Interrupt Service Routine
PMUCFR VDCR TCR PMIFR PMIER
PMSR
INT0 INT1
IEN0 IEN1 IEN2 IP0 IP1
OSCI
System Clock
Watch Dog Timer
CLKCFG PLLCFG SUPDC WAKE_EN
Memery Control Unit
GPIO
MCON PCON
V1N V1P V2N V2P V3N
V3P
CF QF SF
RST
Energy Meter Unit
KBI
ECADR ECDATH ECDATL EPADR EPDATH
EPDATM EPDATL EMUIE EMUIF
KEYIE KEYIF
System reset
LCD
RSTSR
T0 T1 T2
LCDCLK LCDCR
SEG0...SEG39
COM0...COM7
IR
Serial
PWM
S0CON S0BUF S1CON S1BUF ADCON
S0RELH S0RELL S1RELH S1RELL
PWMCR PWMLDR PWMHDR
TX0 TX1
SDA SCL
KEY.0 KEY.1 KEY.2
KEY.3
CCEN
RX0 RX1
MOSI MISO SCK SSN
P0...P3 PA...PE
Timer
TCON TMOD TL0 TH0 TL1 TH1 TL2 TH2 T2CON
CRCH CRCL CCL1 CCH1 CCL2 CCH2 CCL3 CCH3
CC0 CC1 CC2 CC3
WDTEN
WDTCON
OSCO CLKOUT
SPI
PWM
Temp & Battery Sensor
SPCON SPDAT SPSTA SPSSN
DIFF_CFG VBAT_DATA TEM_DATA
RTC
IIC
I2CDAT I2CADR I2CCON I2CSTA
SECR MINR HRR DAYR MTHR YRR DOWR
RTCCON RTCCAL RTCIE RTCIF ALMR ALHR
TMUXOUT
RTC1CNT RTC2CNT
图 3-1-1
注:1、各功能模块内标注有该模块所定义的 SFR 寄存器;
2、箭头表示与模块相关的引脚。
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3.1.3
存储器
3.1.3.1
概述
ATT7039 不支持片外扩展存储器,片内存储器逻辑上分为三个地址空间,如图 2-1 所示:
程序存储器(PM)
:寻址空间 0000H-FFFFH
内部数据存储器(IRAM):寻址空间 00H-FFH
扩展数据存储器(DM)
:寻址空间 0000H-FFFFH
图 3-1-2 ATT7039 存储器地址空间
程序存储器、内部数据存储器和扩展数据存储器是分开的,分别有自己的寻址系统、控制信号和功能。
程序存储器用来存放程序和一些常量,用 MOVC 指令访问;数据存储器用来存放程序运行时需要的变量,
内部数据存储器用 MOV 指令访问,扩展数据存储器用 MOVX 指令访问。
3.1.3.2
内部数据存储器
内部数据存储器是最灵活的地址空间。它分为物理上独立且性质不同的三个区:00H~7FH 单元组成的
128 字节地址空间的 RAM 区;80H~FFH 空间组成的高 128 字节的 RAM 区;128 字节地址空间的特殊功能寄
存器区。
内部 RAM 区中不同的地址区域功能结构如图 2-2 所示。
其中 00H~1FH 共 32 个字节是四个通用工作寄存器区,每一个区有八个工作寄存器 R0~R7。每个区中
R0~R7 地址见表 2-1。当前程序使用的工作寄存器区是由状态字 PSW(SFR 0xD0H)中的 RS1 和 RS0 来指示
的。CPU 通过对 PSW 中 RS1 和 RS0 位内容的修改,就能任选一个工作寄存器区。这个特点使 CPU 具有快速
现场保护的功能。如果用户程序不需要四个工作寄存器区,则不用的工作寄存器区单元可以作一般的 RAM
使用。KeilC 的 C 编译环境中经常使用某一组 R0-R7 传递参数,因此,需要使用宏命令:
#pragma NOAREGS
防止寄存器组切换,避免出现参数传递错误。
内部 RAM 的 20H~2FH 为位寻址区。位寻址区的每一位都可以视作软件触发器,由程序直接进行位处理。
通常把各种程序状态标志、位控制变量设在位寻址区。同样,位寻址单元也可以作为一般的数据缓冲器使
用。
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图 3-1-3 内部 RAM 的功能结构
表 3-1-1 内部 RAM 的通用工作寄存器区
0区
1区
2区
3区
地址
寄存器
地址
寄存器
地址
寄存器
地址
寄存器
00H
R0
08H
R0
10H
R0
18H
R0
01H
R1
09H
R1
11H
R1
19H
R1
02H
R2
0AH
R2
12H
R2
1AH
R2
03H
R3
0BH
R3
13H
R3
1BH
R3
04H
R4
0CH
R4
14H
R4
1CH
R4
05H
R5
0DH
R5
15H
R5
1DH
R5
06H
R6
0EH
R6
16H
R6
1EH
R6
07H
R7
0FH
R7
17H
R7
1FH
R7
在实际的程序中需要堆栈以保存 CPU 的现场,堆栈原则上可以设在内部 RAM 的任意区域内,但一般设
在 30H~FFH 的范围内。栈顶的位置由栈指针 SP 指出。
3.1.4
指令系统
3.1.4.1
寻址方式
ATT7039 寻址方式和标准 8052 相同,有下列几种:
1.立即寻址
操作数包含在指令字节中,指令操作码后面字节的内容就是操作数本身,其数值由程序员在编制程序
时指定。例如:
MOV A, #70H
;70H->A
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2.直接寻址
在指令中含有操作数的直接地址,该地址指出了参与操作的数据所在的字节地址或位地址。直接寻址
方式中的操作数存储的空间有三种:
1) 内部数据存储器(IRAM)的低 128 字节(00H-7FH)
,
例 如
MOV A,70H ;(70H)->A
指令功能是把内部 RAM 70H 单元的内容送入累加器 A
2) 位地址空间,例如
MOV C,00H
3) SFR
SFR 只能用直接寻址的方式进行访问。例如:
MOV
IE,#85H ;立即数 85H->中断允许寄存器 IE
3.寄存器寻址
由指令指出某一个寄存器的内容作为操作数。在这种寻址方式中,指令的操作码中包含了参加操作的
寄存器的编号,寄存器寻址的工作寄存器是 R0-R7。例如:
INC R0
;(R0)+1->R0,对寄存器 R0 进行操作,使其内容加 1
4.寄存器间接寻址
由指令指出某一个寄存器的内容作为操作数的地址。在寄存器间接寻址中,存放在寄存器中的内容不
是操作数,而是操作数所在的存储器单元的地址。
寄存器间接寻址只能用寄存器 R0 和 R1 作为地址指针来寻址内部 RAM(00H~FFH)中的数据。寄存器间
接寻址也适用于访问外部 RAM,可使用 R0、R1 或者 DPTR 作为地址指针。寄存器间接寻址用符号”@”来
表示。例如;
MOV A, @R0 ;( (R0))->A
指令功能是把 R0 所指出的内部 RAM 单元中的内容送入累加器 A。
5.基寄存器加变址寄存器间接寻址
这种寻址方式用于访问程序存储器中的数据表格,它把基寄存器(DPTR 或 PC)和变址寄存器(A)的
内容作为无符号数相加形成 16 位地址,访问程序存储器中的数据表格。例如:
MOVC A,@A+DPTR ;把 A+DPTR 所指的程序存储单元的内容-〉A
MOVC A,@A+PC
;把 A+PC 所指的程序存储单元的内容-〉A
6.相对寻址
这种寻址方式是以 PC 的内容作为基地址,加上指令中给定的偏移量所得的结果作为转移地址,它只
适用于双字节转移指令。偏移量是带符号数,在+127~128 范围内,用 2 的补码表示。例如:
JC rel ;C=1,跳转
3.1.4.2
指令集
ATT7039 指令集和标准工业 8052 指令集兼容,这种兼容性表现在指令的操作码、功能以及指令运行
对标志位的影响相同。表 2-4 分类列出了 ATT7039 的指令集、字节数、 机器周期等。
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表 3-1-2 ATT7039 指令集列表符号说明
符号
功能
A
累加器
(A)
累加器内容
Rn
工作寄存器 R0-R7
(Rn)
工作寄存器的内容
Ri
i=0,1,数据指针 R0 或 R1
(Ri)
R0 或 R1 的内容
((Ri))
R0 或 R1 的指出的单元内容
@Ri
R0 或者 R1 指针指向的内部寄存器(除了 MOVX 指令)
(X)
某一寄存器的内容
X
某一寄存器
((X))
某一寄存器指出的单元内容
direct
直接地址单元
(direct)
直接地址指出的单元内容
rel
相对偏移量,带符号的(2 的补码)8 位偏移字节
bit
位地址
#data
8 位立即数
#data 16
16 位立即数
addr 16
16 位绝对地址
addr 11
页面地址
∧
逻辑与
∨
逻辑或
⊕
逻辑异或
√
对标志位产生影响
×
对标志位不产生影响
数据传送方向
表 3-1-3 7039 指令集
助记符
功能
对标志的影响
P
OV
Ac
CY
字
节
数
机
器
周
期
16 进
制 代
码
算术运算指令
ADD A,Rn
A(A)+(Rn)
√
√
√
√
1
2
28-2F
ADD A,direct
A(A)+(direct)
√
√
√
√
2
3
25
ADD A,@Ri
A(A)+((Ri))
√
√
√
√
1
4
26-27
ADD A,#data
A(A)+data
√
√
√
√
2
2
24
ADDC A,Rn
A(A)+(Rn)+( CY)
√
√
√
√
1
2
38-3F
ADDC A,direct
A(A)+(direct)+ (CY)
√
√
√
√
2
3
35
ADDC A,@Ri
A(A)+((Ri)) + (CY)
√
√
√
√
1
4
36-37
ADDC A,#data
A(A)+data+ (CY)
√
√
√
√
2
2
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SUBB A,Rn
A(A)-(Rn)-( CY)
√
√
√
√
1
2
98-9F
SUBB A,direct
A(A)-(direct)- (CY)
√
√
√
√
2
2
95
SUBB A,@Ri
A(A)-((Ri)) - (CY)
√
√
√
√
1
4
96-97
SUBB A,#data
A(A)-data- (CY)
√
√
√
√
2
2
94
INC A
A(A)+1
√
×
×
×
1
1
04
INC Rn
RnRn+1
×
×
×
×
1
3
08-0F
INC direct
directdirect+1
×
×
×
×
2
4
05
INC @Ri
(Ri) ((Ri)) + 1
×
×
×
×
1
5
06-07
INC DPTR
DPTR (DPTR)+1
1
1
A3
DEC A
A(A)-1
√
×
×
×
1
1
14
DEC Rn
A(Rn)-1
×
×
×
×
2
3
18-1F
DEC direct
A(direct)-1
×
×
×
×
1
4
15
DEC @Ri
A ((Ri)) - 1
×
×
×
×
1
5
16-17
MUL AB
Multiply A and B
1
4
A4
DIV
Divide A by B
1
4
84
DA A
对 A 进行十进制调整
√
√
√
√
1
1
D4
ANL A,Rn
A(A)∧(Rn)
√
×
×
×
1
2
58-5F
ANL A,direct
A(A)∧(direct)
√
×
×
×
2
3
55
ANL A,@Ri
A(A)∧((Rn))
√
×
×
×
1
4
56-57
ANL A,#data
A(A)∧data
√
×
×
×
2
2
54
ANL direct,A
direct(direct) ∧A
×
×
×
×
2
4
52
ANL direct,#data
direct(direct) ∧data
×
×
×
×
3
4
53
ORL A,Rn
A(A) ∨(Rn)
√
×
×
×
1
2
48-4F
ORL A,direct
A(A) ∨(direct)
√
×
×
×
2
3
45
ORL A,@Ri
A(A) ∨((Ri))
√
×
×
×
1
4
46-47
ORL A,#data
A(A) ∨data
√
×
×
×
2
2
44
ORL direct,A
direct(direct) ∨A
×
×
×
×
2
4
42
ORL direct,#data
direct(direct) ∨data
×
×
×
×
3
4
43
XRL A,Rn
A(A) ⊕(Rn)
√
×
×
×
1
2
68-6F
XRL A,direct
A(A) ⊕(direct)
√
×
×
×
2
3
65
XRL A,@Ri
A(A) ⊕((Ri))
√
×
×
×
1
4
66-67
XRL A,#data
A(A) ⊕data
√
×
×
×
2
2
64
XRL direct,A
direct(direct) ⊕A
×
×
×
×
2
4
62
XRL direct,#data
direct(direct) ⊕data
×
×
×
×
3
4
63
CLR A
A0
√
×
×
×
1
1
E4
×
×
×
×
1
1
F4
CPL A
A (A)
SWAP A
A 半字节交换
×
×
×
×
1
1
C4
RL A
A 循环左移一位
×
×
×
×
1
1
23
RLC A
A 带进位循环左移一位
√
×
×
√
1
1
33
RR A
A 循环右移一位
×
×
×
×
1
1
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RRC A
A 带进位循环右移一位
√
×
×
√
1
1
13
MOV A,Rn
A (Rn)
√
×
×
×
1
1
E8-EF
MOV A,direct
A(direct)
√
×
×
×
2
3
E5
MOV A,@Ri
A((Ri))
√
×
×
×
1
4
E6-E7
MOV A,#data
Adata
√
×
×
×
2
2
74
MOV Rn,A
Rn(A)
×
×
×
×
1
1
F8-FF
MOV Rn,direct
Rn (direct)
×
×
×
×
2
4
A8-AF
MOV Rn,#data
Rn data
×
×
×
×
2
2
78-7F
MOV direct,A
direct(A)
×
×
×
×
2
2
F5
MOV direct,Rn
direct (Rn)
×
×
×
×
2
3
88-8F
direct (direct)
×
×
×
×
3
4
85
MOV direct,@Ri
direct((Ri))
×
×
×
×
2
5
86-87
MOV direct,#data
directdata
×
×
×
×
3
3
75
MOV @Ri,A
((Ri))(A)
×
×
×
×
1
3
F6-F7
MOV @Ri,direct
(Ri)(direct)
×
×
×
×
2
4
A6-A7
MOV @Ri,#data
(Ri)data
×
×
×
×
2
3
76-77
MOV DPTR,#data
DPTRdata
×
×
×
×
3
3
90
MOVC A,@A+DPTR
A((A)+(DPTR))
√
×
×
×
1
4
93
MOVC A,@A+PC
A((A)+(PC))
√
×
×
×
1
4
83
MOVX A,@Ri
A((Ri+P2))
√
×
×
×
1
5-1
2
E2-E3
MOVX A,@DPTR
A((DPTR))
√
×
×
×
1
4-1
1
E0
MOVX @Ri,A
((Ri)+P2)A
×
×
×
×
1
6-1
3
F2-F3
MOVX A,@DPTR
A((DPTR))
×
×
×
×
1
5-1
2
F0
PUSH direct
SPSP+1,(SP) (direct)
×
×
×
×
2
4
C0
POP direct
direct((SP)),SP(SP)-1
×
×
×
×
2
3
D0
XCH A,Rn
(A)←→(Rn)
√
×
×
×
1
2
C8-CF
XCH A,direct
(A)←→(direct)
√
×
×
×
2
3
C5
XCH A,@Ri
(A)←→((Ri))
√
×
×
×
1
4
C6-C7
XCHD A,@Ri
(A)0~3←→((Ri))0~3
√
×
×
×
1
5
D6-D7
CLR C
CY0
×
×
×
√
1
1
C3
CLR bit
bit0
×
×
×
2
4
C2
SETB C
CY1
×
×
×
1
1
D3
SETB bit
bit1
×
×
×
2
4
D2
×
×
×
1
1
B3
MOV
direct
direct
CPL C
,
CY (CY )
√
√
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CPL bit
ANL C,bit
ANL C,/bit
ORL C,bit
ORL C,/bit
bit (bit)
CY ( CY)∧(bit)
CY ( CY)∧ (bit)
CY ( CY)∨(bit)
CY ( CY)∨ (bit)
×
×
×
2
4
B2
×
×
×
√
2
3
82
×
×
×
√
2
3
B0
×
×
×
√
2
3
72
×
×
×
√
2
3
A0
MOV C,bit
CY (bit)
×
×
×
√
2
3
A2
MOV bit,C
bit(CY)
×
×
×
×
2
4
92
ACALL addr11
PC(PC)+2 , SP(SP)+1 , ×
(SP)(PC)L , SP(SP)+1 ,
(SP)(PC)H,PC10~0addr11
×
×
×
2
4
11-F1
LCALL addr16
PC(PC)+2 , SP(SP)+1 , ×
(SP)(PC)L , SP(SP)+1 ,
(SP)(PC)H,PC10~0addr16
×
×
×
3
4
12
RET
(PC)H((SP)), SP(SP)-1, ×
(PC)L((SP)), SP(SP)-1
×
×
×
1
5
22
RETI
(PC)H((SP)), SP(SP)-1, ×
(PC)L((SP)), SP(SP)-1,
从中断中返回
×
×
×
2
5
32
AJMP addr11
PC10~0 addr11
×
×
×
×
3
3
01-E1
LJMP addr16
PC addr16
×
×
×
×
2
4
02
SJMP rel
PC PC+rel
×
×
×
×
2
3
80
JC rel
PC PC+2 , 若 CY=1 , 则 ×
PCPC+rel
×
×
×
2
3
40
JNC rel
PC PC+2 , 若 CY=0 , 则 ×
PCPC+rel
×
×
×
2
3
50
JB bit,rel
PC PC+3 , 若 (bit)=1 , 则 ×
PCPC+rel
×
×
×
3
3
20
JNB bit,rel
PC PC+3 , 若 (bit)=0 , 则 ×
PCPC+rel
×
×
×
3
3
30
JBC bit,rel
PC PC+3 , 若 (bit)=1 , 则 ×
bit0,PC(PC)+rel
×
×
×
3
3
10
JMP @A+DPTR
PC(A)+(DPTR)
×
×
×
×
1
5
73
JZ rel
PCPC+2 , 若 (A)=0
PC(PC)+rel
, ×
×
×
×
2
5
60
JNZ rel
PCPC+2 , 若 (A) 不 等 于 0 , ×
PC(PC)+rel
×
×
×
2
5
70
×
×
×
3
5
B5
CJNE A,direct, PC PC+3 , 若 (A) 不 等 于
rel
(direct),则 PC(PC)+rel
×
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CJNE A,#d,rel
PC PC+3,若(A)不等于 data, ×
则 PC(PC)+rel
×
×
×
3
4
B4
CJNE Rn,#d,rel
PC PC+3,若(Rn)不等于 data, ×
则 PC(PC)+rel
×
×
×
3
4
B8-BF
CJNE @Ri,#d,rel
PC PC+3,若((Ri))不等于 d, ×
则 PC(PC)+rel
×
×
×
3
6
B6-B7
DJNZ Rn,rel
PC PC+2, Rn =(Rn)-1, 若 ×
(Rn)不等于 0,则 PC(PC)+rel
×
×
×
2
4
D8-DF
DJNZ direct,rel
PC
PC+2 ,
direct ×
=(direct)-1, 若(direct)不等
于 0,则 PC(PC)+rel
×
×
×
3
5
D5
×
×
×
1
1
00
其他
NOP
3.1.5
空操作
×
特殊功能寄存器
3.1.5.1
概述
除了工作寄存器(R0~R7),程序计数器(PC)和指令寄存器(IR)外,ATT7039 所有控制、配置和数
据寄存器都以特殊功能寄存器(SFR)的形式出现,它们在 SFR 空间 80H~FFH 范围内。SFR 表中 SFR bit 栏
中包含“0”或者“1”的位写入值无效;包含“-”的位没有定义位名称;包含“*”的位无定义,用户不
要对这些寄存器进行操作。表中黑色阴影部分标记的寄存器是 ATT7039 的 R8051XC 内部寄存器,其他寄
存器 ATT7039 的扩展寄存器。
Hex/
Bin
X000
X001
X010
X011
X100
X101
X110
X111
Bin/Hex
F8
RTCCON
RTCCAL
RTC1CNT
RTC2CNT
SECR
MINR
HRR
DAYR
FF
F0
B
ALMR
ALHR
MTHR
YRR
DOWR
ECADR
ECDATH
ECDATL
EPADR
EPDATH
E8
E0
ACC
D8
ADCON
DDRP3
I2CDAT
D0
PSW
DDRA
DDRB
C8
T2CON
WDTCON
CRCL
C0
IRCON
LEDP0
B8
IEN1
IP1
B0
P3
PWMCR
A8
IEN0
IP0
S0RELL
A0
P2
PLLCFG
PMSR
98
S0CON
S0BUF
IEN2
S1CON
S1BUF
90
P1
WAKE_EN
DPS
PMUCFR
88
TCON
TMOD
TL0
80
P0
SP
DPL
F7
EPDATM
EPDATL
EF
E7
S0RELH
I2CADR
CRCH
S1RELH
I2CCON
DF
I2CSTA
DDRP0
DDRP1
DDRP2
D7
TL2
TH2
P02CFG
P3CFG
CF
LCDCLK
LCDCR
LCDCFG
KEYCFG
C7
PTA
PTB
RTCIF
EMUIF
BF
KEYIF
WAKEIF
B7
RTCIE
KEYIE
AF
BWPR
RSTSR
A7
S1RELL
CLKCFG
SUPDC
9F
VDCR
TCR
PMIFR
PMIER
97
TL1
TH0
TH1
CKCON
DPH
DPL1
DPH1
MCON
EMUIE
8F
PCON
87
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ATT7039AU 用户手册(210-SD-135_V1.0)
3.1.5.2 寄存器写保护
表 3-1-4 Write protect Register (BWPR,0xA6H)
Bit Write Protect Register (BWPR)
Address:
A6H
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
PASS7
PASS6
PASS5
PASS4
PASS3
PASS2
PASS1
PASS0
0
0
0
0
0
0
0
0
Read:
Write:
Reset:
位写保护模式防止软件直接修改受密码保护的寄存器位。
1)受写保护的寄存器:
寄存器写保护分为两种类型:REG0 和 REG1。
受 REG0 类型写保护的寄存器有:CLKCFG,SUPDC,PLLCFG。
受 REG1 类型写保护的寄存器有:LCDCFG,P02CFG,KEYCFG,P3CFG,PECFG,RTCCAL,SECR,MINR,
HRR,DAYR,MTHR,YRR,DOWR。
2)配置受保护寄存器的方法:
两种类型寄存器写保护操作类似,都必须连续两次对 BWPR 写入密码,才能对相应的寄存器进行操作,
只是设置的保护密码不一样。
REG0 的保护密码是先写 0xCF;再写 0xBC。
REG1 的保护密码是先写 0xCF;再写 0xDC。
对 BWPR 的两次写操作必须连续,才能写被保护的寄存器,否则 BWPR 清零,写 REG0,REG1 无效。
写保护开启后,如果没有写 00000000B 将写使能关闭,那么在写使能开启后运行 30 条 CPU 指令后,
写使能自动被关闭,BWPR 将被复位为 00H。在写使能自动关闭之前如果再次将写使能开启,那么可以重新
计数运行 30 条 CPU 指令。如果进入 HOLD 或者 SLEEP 后,该写保护寄存器使能自动关闭。
需要注意的是,在线调试的时候,如果对受写保护的寄存器赋值语句(包含打开写使能的语句)单步
执行,则两条语句间可能会超过 30 条 CPU 指令的时间,从而使写使能自动关闭,造成该赋值语句无效。
3)配置受保护寄存器示例程序:
例 1:写 REG0 (CLKCFG)
CLR EA;
MOV BWPR ,11001111B;//可以写 Password
MOV BWPR ,10111100B;//OPEN
Write Pro
写
REG0;
MOV BWPR ,00000000B;// CLOSE Write Pro
SETB EA;
例 2:写 REG1 (RTC)
CLR EA;
MOV BWPR ,11001111B;//可以写 Password
MOV BWPR ,11011100B;//OPEN
Write Pro
写
REG1;
MOV BWPR ,00000000B;// CLOSE Write Pro
SETB EA;
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ATT7039AU 用户手册(210-SD-135_V1.0)
3.1.5.3
CPU52 寄存器
表 3-1-5 列出了 ATT7039 CPU52 寄存器的地址、名称、复位值和简单的功能描述,
此外还列出了 CPU52
包含但标准 8052 中不包含的寄存器,用阴影部分标记。
表 3-1-5 CPU52 内部寄存器
地址
名称
默认值
功能描述
0x81
SP
0x07
堆栈指针寄存器
0x82
DPL
0x00
数据指针寄存器 0 低 8 位
0x83
DPH
0x00
数据指针寄存器 0 高 8 位
0x84
DPL1
0x00
数据指针寄存器 1 低 8 位
0x85
DPH1
0x00
数据指针寄存器 1 高 8 位
0x86
MCON
0x40
内存控制寄存器
0x87
PCON
0x00
P 控制寄存器
0x88
TCON
0x00
定时器控制寄存器
0x89
TMOD
0x00
定时器方式寄存器
0x8A
TL0
0x00
定时器 0 计数器低 8 位
0x8B
TL1
0x00
定时器 1 计数器低 8 位
0x8C
TH0
0x00
定时器 0 计数器高 8 位
0x8D
TH1
0x00
定时器 1 计数器高 8 位
0x8E
CKCON
0x71
时钟控制寄存器
0x90
P1
0x00
P1 口数据寄存器
0x91
WAKE_EN
0x00
唤醒使能控制位
0x92
DPS
0x00
DPTR 指针选择寄存器
0x93
PMUCFR
0x07
PMU 配置寄存器
0x94
VDCR
0x19
电压检测控制寄存器
0x95
TCR
0x00
测试控制寄存器
0x96
PMIFR
0x00
PMU 中断标志寄存器
0x97
PMIER
0x00
PMU 中断使能寄存器
0x98
S0CON
0x00
串口 0 控制寄存器
0x99
S0BUF
0x00
串口 0 数据缓冲寄存器
0x9A
IEN2
0x00
中断使能寄存器
0x9B
S1CON
0x00
串口 1 控制寄存器
0x9C
S1BUF
0x00
串口 1 数据寄存器
0x9D
S1RELL
0x00
串口 1 重载寄存器低字节
0x9E
CLKCFG
0x00
系统时钟配置寄存器
0x9F
SUPDC
0x00
内部模块使能控制寄存器
0xA0
P2
0x00
P2 口数据寄存器
0xA1
PLLCFG
0x00
PLL 时钟配置寄存器
0xA2
PMSR
0x00
PMU 状态指示寄存器
0xA6
BWPR
0x00
写保护寄存器
0xA7
RSTSR
0x00
复位标志寄存器
0xA8
IEN0
0x00
中断使能寄存器
0xA9
IP0
0x00
中断优先级寄存器
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ATT7039AU 用户手册(210-SD-135_V1.0)
0xAA
S0RELL
0x00
串口 0 重载寄存器低字节
0xAC
EMUIE
0x00
EMU 中断使能寄存器
0xAE
RTCIE
0x00
RTC 中断使能寄存器
0xAF
KEYIE
0x30
按键中断控制寄存器
0xB0
P3
0x00
P3 口数据寄存器
0xB1
PWMCR
0x00
PWM 控制寄存器
0xB4
RTCIF
0x00
RTC 中断标志寄存器
0xB5
EMUIF
0x00
EMU 中断标志寄存器
0xB6
KEYIF
0x00
按键中断标志寄存器
0xB7
WAKEIF
0x00
唤醒标志寄存器
0xB8
IEN1
0x80
中断使能寄存器
0xB9
IP1
0x00
中断优先级寄存器
0xBA
S0RELH
0x03
串口 0 重载寄存器高字节
0xBB
S1RELH
0x03
串口 1 重载寄存器高字节
0xBC
PTA
0x00
PA 口数据寄存器
0xBD
PTB
0x00
PB 口数据寄存器
0xC0
IRCON
0x00
中断请求控制寄存器
0xC1
LEP0
0x00
P0 口 LED 控制寄存器
0xC4
LCDCLK
0x90
LCD 时钟频率选择寄存器
0xC5
LCDCR
0x00
LCD 驱动控制寄存器
0xC6
LCDCFG
0x00
LCD 输出复用配置寄存器
0xC7
KEYCFG
0x00
按键配置寄存器
0xC8
T2CON
0x00
定时器 2 控制寄存器
0xC9
WDTCON
0x00
WDT 控制寄存器
0xCA
CRCL
0x00
定时器 2 捕获寄存器低 8 位
0xCB
CRCH
0x00
定时器 2 捕获寄存器高 8 位
0xCC
TL2
0x00
定时器 2 计数器低 8 位
0xCD
TH2
0x00
定时器 2 计数器高 8 位
0xCE
P02CFG
0x00
P0 和 P2 输出复用配置寄存器
0xCF
P3CFG
0x00
P3 口配置寄存器
0xD0
PSW
0x00
程序状态字寄存器
0xD1
DDRA
0x00
PA 口输出方向寄存器
0xD2
DDRB
0x00
PB 口输出方向寄存器
0xD5
DDRP0
0x00
P0 口输出方向寄存器
0xD6
DDRP1
0x00
P1 口输出方向寄存器
0xD7
DDRP2
0x00
P2 口输出方向寄存器
0xD8
ADCON
0x40
串口 0 波特率选择寄存器
0xD9
DDRP3
0x00
P3 口输出方向寄存器
0xDA
I2CDAT
0x00
I2C 数据寄存器
0xDB
I2CADR
0x00
I2C 地址寄存器
0xDC
I2CCON
0x00
I2C 控制寄存器
0xDD
I2CSTA
0x00
I2C 状态寄存器
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ATT7039AU 用户手册(210-SD-135_V1.0)
0xE0
ACC
0x00
累加器
0xE9
ECADR
0x00
EMU 校表地址寄存器
0xEA
ECDATH
0x00
EMU 校表高字节数据寄存器
0xEB
ECDATL
0x00
EMU 校表低字节数据寄存器
0xEC
EPADR
0x00
EMU 参数地址寄存器
0xED
EPDATH
0x00
EMU 参数高字节数据寄存器
0xEE
EPDATM
0x00
EMU 参数中字节数据寄存器
0xEF
EPDATL
0x00
EMU 参数低字节数据寄存器
0xF0
B
0x00
B 寄存器
0xF1
ALMR
0x00
闹钟的分钟设置
0xF2
ALHR
0x00
闹钟的小时设置
0xF3
MTHR
0x00
月寄存器
0xF4
YRR
0x00
年寄存器
0xF5
DOWR
0x00
周寄存器
0xF8
RTCCON
0x00
RTC 控制寄存器
0xF9
RTCCAL
0x00
RTC 时钟校正寄存器
0xFA
RTC1CNT
0x00
RTC 定时器 1 计数设置
0xFB
RTC2CNT
0x00
RTC 定时器 2 计数设置
0xFC
SECR
0x00
秒寄存器
0xFD
MINR
0x00
分钟寄存器
0xFE
HRR
0x00
小时寄存器
0xFF
DAYR
0x00
日寄存器
寄存器说明:
1.ACC
累加器是一个最常用的专用寄存器。大部分单操作数指令的操作取自累加器。很多双操作数指令的一
个操作数取自累加器。加、减、乘、除算术运算指令的运算结果都存放在累加器 A 或 AB 寄存器中。指令
系统中用 A 作为累加器的助记符。
2.B
在乘除指令中,用到 B 寄存器。乘法指令的两个操作数分别取自 A 和 B,其结果存放在 AB 寄存器中。
除法指令中,被除数取自 A,除数取自 B,商数存放于 A,余数存放于 B。在其他指令中,B 寄存器可作
为 RAM 中的一个单元来使用。
3.PSW
程序状态字 PSW 是一个 8 位寄存器,它包含了程序状态信息。此寄存器的含义参见下表:
表 3-1-6 程序状态字 (PSW,0xD0H)
Program Status Word (PSW)
Read:
Write:
Reset:
Address:
D0H
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
CY
AC
F0
RS1
RS0
OV
F1
P
0
0
0
0
0
0
0
0
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ATT7039AU 用户手册(210-SD-135_V1.0)
位
功能描述
CY
进位标志
在执行某些算术和逻辑指令时,可以被硬件或软件复位或清零。在布尔处理机中
它被认为是位累加器,其重要性相当于一般中央处理机中的累加器 A。
AC
辅助进位标志
在进行加法或减法操作而产生低 4 位数(十进制的一个数字)向高 4 位数进位或
借位时,Ac 将被置位,否则被清零。Ac 被用于 DAA 指令的十进制调整。
F0
标志 0
是用户定义的一个状态标记,可用软件置位或清零。
RS1
工作寄存器区选择控制位 1
和 RS0 一起用以选择工作寄存器区
RS0
工作寄存器区选择控制位 0
RS1
RS0
Bank 选择
0
0
区 0(00H~07H)
0
1
区 1(08H~0FH)
1
0
区 2(10H~17H)
1
1
区 3(18H~1FH)
OV
溢出标志
当加法产生进位,减法产生借位,乘除产生溢出时,置 1。否则为 0。
F1
标志 1
是用户定义的一个状态标记,可用软件置位或清零。
P
奇偶校验
每个指令周期都由硬件来置位或清零,以表示累加器 A 中 1 的位数的奇偶数。若
1 的位数为奇数,则 P 置位,否则清 0。
4.SP
栈指针 SP 是一个 8 位专用寄存器。它指示出堆栈顶部在内部 RAM 中的位置。系统复位后,SP 初始
化为 07H,使得堆栈事实上由 08H 单元开始。考虑到 08H~1FH 单元分属于工作寄存器 1~3,若程序设
计要用到这些区,则把 SP 的值改置更大的值。SP 的初值越小,堆栈深度就越深。堆栈指针的值可由软件
改变,因此堆栈在内部 RAM 中的位置比较灵活。
除用软件改变 SP 值外,在执行 PUSH/POP、各种子程序调用、中断响应、子程序返回(RET)和中
断返回(RETI)等指令时,SP 值将自动增加或减少。
5.DPTR
标准 8052 的数据指针 DPTR 是一个 16 位专用寄存器,其高位字节寄存器用 DPH 表示,低位字节用
DPL 表示,DPTR 主要用来存放 16 位地址,当对外部数据存储器空间寻址时,可作为间接寄存器用。
ATT7039 包括一个同标准 8052 相同的数据指针 DPTR,它位于 SFR 82H(DPL)和 83H(DPH),默
认情况下,数据指针使用 DPTR。除此之外,为加速数据的块搬移操作,ATT7039 增加了第二个数据指针
DPTR1,DPTR1 位于 SFR 84H(DPL1)和 85H(DPH1)。DPS 寄存器(SFR 92H)的 SEL 位用来选择当前数据
指针使用 DPTR 还是 DPTR1,当 SEL=0,使用 DPTR 的指令的数据指针用 DPL 和 DPH 作为数据指针;
当 SEL=1,使用 DPTR 的指令的数据指针用 DPL1 和 DPH1。SEL 是 DPS 的第 0 位,DPS 的其他位无用。
所有和 DPTR 相关的指令使用 DPS 选择的数据指针。SEL 取反将导致数据指针切换,切换最快的方
法是使用 INC DPS 指令,仅需要一条指令,就可使数据指针由源地址指向目的地址,当进行块数据搬移
时,这样做节省了保存源地址和目的地址的代码和时间。当搬移大批量数据时,使用双数据指针的机制显
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ATT7039AU 用户手册(210-SD-135_V1.0)
著地提高了代码的效率。
6.串行数据缓冲区
ATT7039 有两个串口 UART0,UART1,串行数据缓冲区 S0BUF,S1BUF 用于存放 UART0,UART1
欲发送或已接收的数据,对于任一个 SBUF,它实际上由两个独立的寄存器组成,一个发送缓冲区,另一
个是接收缓冲区。当要发送的数据传送到 SBUF 时,进的是发送缓冲区。当要从 SBUF 读数据时,则取自
接收缓冲区,取走的是刚接收到的数据。
7.CKCON
程序和数据存储器的读写延迟控制寄存器。这个寄存器可以设置程序和数据存储器的读写的延迟时钟
数,以便适应不同的存储器。降低程序读取的延迟时间,可以有效的增加程序执行速度。ATT7039 的程序
和数据存储器均支持最短的读写延迟。
表 3-1-7 时钟控制寄存器 (CKCON,0x8EH)
Clock controller register (CKCON)
Address:
8EH
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
CKCON.7
CKCON.6
CKCON.5
CKCON.4
CKCON.3
CKCON.2
CKCON.1
CKCON.0
0
1
1
1
0
0
0
1
Read:
Write:
Reset:
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ATT7039AU 用户手册(210-SD-135_V1.0)
3.2 存储单元
3.2.1
概述
ATT7039内置8bit可编程高可靠性32K bytes Flash Memory,256 Byte Info Flash和1K XRAM。
Flash被擦除后的状态为0xFF,Flash在逻辑空间由2部分或3部分组成(根据RAMMAP寄存器位的选
择),若分成2部分则是由32K Flash(Program Memory)和256 Bytes Info Flash(Data Memory)。其中32K
Code Flash可以通过RAMMAP寄存器位分成28K Flash(Program Memory)和4K Flash(Data Memory),
以及256 Bytes Info Flash(Data Memory),这样逻辑空间就变成是3部分。
当用户配置Flash为32K时,32K Flash用于用户存储程序,地址分配为0000H—7FFFH。
当用户配置Flash为28K+4K时,4K Data Flash用于存储当系统掉电时用户需要保持的数据,在Data
Memory空间地址分配为1000H—1FFFH。
256 Info flash可用于存储当系统掉电时用户需要保持的数据,在Data Memory空间地址分配为2000
—20FFH。
1K XRAM 分为2个部分,低256个字节的XRAM(0x0000—0x00FF)在芯片进入SLEEP模式后不掉电,
仍然能够保存用户数据。其余的XRAM空间(0x0100—0x03FF)当芯片进入SLEEP模式后数据丢失。
3.2.2
ATT7039 Flash 特性
Flash字节读取时间:40ns
Flash字节写时间:30us(max)
Flash页擦除时间:20ms(max)
Flash全擦除时间:20ms(max)
Code Memory:1K bytes/page
Data Memory:1K bytes/page
Information memory:256 bytes/page
擦写次数:200,000 次
数据保持时间:20年(min)
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ATT7039AU 用户手册(210-SD-135_V1.0)
3.2.3
框图
Program
Memory
7FFFH
Data Memory
4K PM Flash
(RAMMAP=0)
6FFFH
30FFH
3000
H
28K PM
Flash
20FFH
1FFFH
40 Byte LCD RAM
256 Info Flash
4K DM Flash
(RAMMAP=1)
1000
H
03FFH
0000
0000
1K XRAM
H
H
RAMMAP=1: 28K PM flash + 4K DM flash + 0.256K Info flash + 1K
XRAM
RAMMAP=0: 32K PM flash + 0.256K Info flash + 1K XRAM
RAMMAP
3.2.4
图 3-2-1 UAM 下 PM 和 DM 存储器映射
PM Flash
DM/PM Flash
XRAM
Info Flash
0
28K
4K PM
1K
256byte
1
28K
4K DM
1K
256byte
存储器映射及类别说明
1,XRAM
1024 字节的 XRAM 存储空间映射到 Data Memory 的地址 0000H-03FFH,即可通过寻址 Data Memory
地址 0000H-03FFH 来访问 1024 字节的 XRAM。
2,Info Flash memory
这部分的 256 字节 Flash 占用 DM 地址空间:2000H-20FFH。采用 MOVX 指令访问。这部分只包含
一页,为 256 字节。
3,Code Flash Memory
32k 字节的 PM Flash 存储空间映射到 Program Memory 的地址 0000H-7FFFH。PM Flash 用于存储用户
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ATT7039AU 用户手册(210-SD-135_V1.0)
程序,分为 32 页,每页 1KB。
4,Data Flash Memory
4k 字节的 DM Flash 存储空间映射到 Data Memory 的地址 1000H-1FFFH。采用 MOVX 指令访问。分
为 4 页,每页 1KB。
3.2.5
Flash 的操作
3.2.5.1
Flash 页擦除
这种模式可以在 flash 中运行程序来操作 flash,操作方法如下:
(1)设置寄存器PCON的PMW为1,选择 对PM的Flash操作。对DM或者INFO操作时,需要PMW置0。
(2)设置寄存器MCON使能Flash擦除和写入,PMLOCK = 1, RSLOCK = 1
(3)设置寄存器MCON的FOP1和FOP0选择对Flash的页擦除操作,FOP[1:0]=10
(4)设置寄存器MCON的MAPMOD为1(对于H1103,该位只能置1)
(5)将要擦除的Flash页地址写入DPTR,将要flash的数据送写入累加器A,写flash,等待flash操作完
成。也就是如下代码:
MOVX @DPTR,A
XXX:
MOV
A,MCON
JB
ACC.4,XXX
;等待Flash的BUSY信号完成
RET
3.2.5.2
Flash 写操作
这种模式可以在 flash 中运行程序来操作 flash,操作方法如下:
(1)设置寄存器PCON的PMW为1,选择对PM的Flash操作。对DM或者INFO操作时,需要PMW置0。
(2)设置寄存器MCON使能 Flash擦除和写入,PMLOCK = 1, RSLOCK = 1
(3)设置寄存器MCON的FOP1和FOP0选择对Flash的写操作,FOP[1:0]=01
(4)设置寄存器MCON的MAPMOD为1(对于H1103,该位只能置1)
(5)将要写的Flash地址写入DPTR,将要flash的数据送写入累加器A,写flash,等待flash操作完成。
也就是如下代码:
MOVX @DPTR,A
XXX:
MOV
A,MCON
JB
ACC.4,XXX
;等待Flash的BUSY信号完成
RET
3.2.5.3
Flash 读操作
(1)设置寄存器PCON的PMW为1,选择 对PM的Flash操作。对DM或者INFO操作时,需要PMW置0。
(2)设置寄存器MCON的MAPMOD为1(对于H1103,该位只能置1)
(3)将要写的Flash地址写入DPTR,读取flash内容至累加器A。也就是如下代码:
MOV
DPL,#11H
;用户需要读取的低8位地址
MOV
DPH,#22H
;用户需要读取的高8位地址
MOVX A,@DPTR
;读取地址 0x2211 的值到累加器 A
3.2.5.4
Flash 的读写保护
将 Flash 的 Info 部分的最后一个字节(20FFH)写 0 后,Flash 便处于读保护状态,只能擦除,无法读
出。
设置寄存器 MOCN 的 PMLOCK,RSLOCK 位打开 Flash 的写保护功能。
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ATT7039AU 用户手册(210-SD-135_V1.0)
3.2.6
特殊功能寄存器
表 3-3-1 Flash 操作模式控制寄存器列表
地址
名称
复位值
功能描述
0x86
MCON
0x00
内存控制寄存器
0x87
PCON
0x08
程序控制寄存器
表 3-2-2 MCON 内存控制寄存器
Memory Control Register (MCON)
Read:
Write:
Address: 86H
Bit7
6
5
WRFAIL
X
RAMMAP
0
0
0
Reset:
位
WRFAIL
RAMMAP
BUSY
4
BUSY
x
0
3
2
1
Bit0
FOP1
FOP0
PMLOCK
RSLOCK
0
0
0
0
功能描述
FLASH 操作失败标志位
1:表示 Flash 在系统时钟切换时的写/擦除操作失败;
0:表示 Flash 的写/擦除操作正常。
RAM 操作模式选择
1:表示 Flash 为 28K Program Memory + 4K Data Memory
0:表示 Flash 为单独的 32K Proram Memory。
FLASH 忙标志位
1:表示 Flash 正在进行写/擦除操作;
0:表示 Flash 空闲,可以进行操作。
FLASH 操作模式选择
FOP[1:0]
FLASH 操作
FOP1
0
FOP0
0
0
1
MOVX 将执行 Flash 写操作
1
0
MOVX 将执行 Flash Page 擦除操作
1
1
MOVX 将执行 Flash Whole Chip 擦除操作
处于 Flash 只读模式
PMLOCK
PM Flash 锁定位
1:在 UAM 模式下,使能所有 Flash 的擦除/写操作。
(UAM:用户程序模式)
0:在 UAM 模式下,PM Flash 处于只读模式,不能够被修改。
RSLOCK
前 4K PM Flash 锁定位
1:在 UAM 模式下,如果 PMLOCK=1,使能前 4K 的 PM Flash 的擦除/写操作;
0:在 UAM 模式下,即使 PMLOCK=1,前 4K 的 PM Flash 也是处于只读模式,
不可修改。
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ATT7039AU 用户手册(210-SD-135_V1.0)
表 3-2-3 PCON 程序控制寄存器
P Control Register (PCON)
Read:
Write:
Reset:
Address: 87H
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
SMOD
X
X
PMW
TEST
X
X
X
0
0
0
0
1
0
0
0
位
功能描述
SMOD
串口 0 的波特率加倍控制位
0:串口 0 的波特率由波特率生成器决定;
1:串口 0 的波特率加倍(详情参考串口 0 波特率生成公式)
PMW
存储器写操作控制位
0:使能数据存储器(DM)的写操作,关闭程序存储器(PM)的写操作;
1:使能程序存储器(PM)的写操作,关闭数据存储器(DM)的写操作。
TEST
内部测试位,务必置为 1。
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ATT7039AU 用户手册(210-SD-135_V1.0)
3.3 中断系统
3.3.1
概述
ATT7039 中断系统支持 11 个中断,其中 6 个通用中断,包括外部引脚 INT0 中断,定时器 T0、T1、
T2 中断以及串行口 UART0、UART1,保留了标准 8051 原有功能。
另外 5 个中断,利用 R8051XC 的 5 个扩展中断,分别为:
计量中断(IRQ_EMU)
RTC 中断(IRQ_RTC)
按键中断(IRQ_KBI)
I2C 中断(IRQ_I2C)
PMU 中断(IRQ_PMU)
3.3.2
中断列表
表 3-3-1 ATT7039 中断系统
3.3.3
ATT7039 中断
自然优先级
中断向量
中断向量号
中断使能
(EA=1)
中断标志
External Interrupt 0
0
0003H
0
IEN0.0
TCON.1
Serial 1 Interrupt
1
0083H
16
IEN2.0
S1CON.0
S1CON.1
I2C
2
0043H
8
IEN1.0
I2CCON.3
Timer 0 Interrupt
3
000BH
1
IEN0.1
TCON.5
KBI
4
004BH
9
IEN1.1
KEYIE
KEYIF
SPSTA
PMU
6
0053H
10
IEN1.2
PMIFR
Timer 1 Interrupt
7
001BH
3
IEN0.3
TCON.7
EMU
8
005BH
11
IEN1.3
EMUIE
EMUIF
Serial 0 Interrupt
9
0023H
4
IEN0.4
S0CON.0
S0CON.1
RTC
10
0063H
12
IEN1.4
RTCIE
RTCIF
Timer 2 Interrupt
11
002BH
5
IEN0.5
IEN1.7
IRCON.6
IRCON.7
中断优先级
ATT7039 可设定4个中断优先级,不支持对单个中断源的优先级进行调整,只能根据固定
的中断向量组进行向量组的优先级调整。优先级的调整主要通过寄存器 IP0,IP1 来设置。
4个中断优先级如下表所示:
IP1.X
0
IP0.X
0
优先级
Level 0( lowest )
0
1
Level 1
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1
0
Level 2
1
1
Level 3( highest )
中断向量组与相应的中断控制位如下表所示:
3.3.4
组编号
0
组优先级控制位
IP1.0 IP0.0
组成员
Serial 1 Interrupt
External Interrupt 0
1
IP1.1 IP0.1
Timer 0 Interrupt
KBI(EXT INT2)
2
IP1.2 IP0.2
X
PMU(EXT INT3)
3
IP1.3 IP0.3
Timer 1 Interrupt
EMU(EXT INT4)
4
IP1.4 IP0.4
Serial 0 Interrupt
RTC(EXT INT5)
5
IP1.5 IP0.5
Timer 2 Interrupt
X
I2C(EXT INT7)
特殊功能寄存器
表 3-3-2 中断系统寄存器列表
地址
0xA8
名称
IEN0
复位值
0x00
中断使能寄存器 0
0xB8
IEN1
0x00
中断使能寄存器 1
0x9A
IEN2
0x00
中断使能寄存器 2
0xAE
RTCIE
0x00
RTC 中断使能寄存器
0xAC
EMUIE
0x00
EMU 中断使能寄存器
0x97
PMIER
0x00
PMU 中断使能寄存器
0xAF
KEYIE
0x00
按键中断控制寄存器
0xC0
IRCON
0x00
中断标志寄存器
0xA9
IP0
0x00
优先级控制寄存器 0
0xB9
IP1
0x00
优先级控制寄存器 1
3.3.4.1
功能描述
中断使能寄存器
表 3-3-3 IEN0 中断使能寄存器 0(A8H)
A8H
Interrupt Enable 0 Register (IEN0)
Address:
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
EAL
X
ET2
ES0
ET1
X
ET0
EX0
0
0
0
0
0
0
0
0
Read:
Write:
Reset:
位
功能描述
EAL
全体中断使能位
0:关闭所有中断;
1:全体中断使能,若要打开某一个中断,还需要打开它对应的中断使能位;
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ET2
定时器 2 中断使能
0:定时器 2 中断关闭;
1:并且 EAL=1,定时器 2 中断使能;
ES0
串口 0 中断使能
0:串口 0 中断关闭;
1:并且 EAL=1,串口 0 中断使能;
ET1
定时器 1 溢出中断使能
0:定时器 1 溢出中断关闭;
1:并且 EAL=1,定时器 1 溢出中断使能;
ET0
定时器 0 溢出中断使能
0:定时器 0 溢出中断关闭;
1:并且 EAL=1,定时器 0 溢出中断使能;
EX0
外部中断 0 使能
0:外部中断 0 关闭;
1:并且 EAL=1,外部中断 0 使能;
表 3-3-4 IEN1 中断使能寄存器 1(B8H)
Interrupt Enable 0 Register (IEN1)
Address:
B8H
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
X
X
X
ERTC
EEMU
EPMU
EKBI_SPI
EI2C
0
0
0
0
0
0
0
0
Read:
Write:
Reset:
位
功能描述
ERTC
RTC 中断使能位
0:RTC 中断关闭
1:并且 EAL=1,RTC 中断使能(RTC 中断使能还需要配置 RTCIE 寄存器)
EEMU
EMU 中断使能位
0:EMU 中断关闭
1:并且 EAL=1,EMU 中断使能(EMU 中断使能还需要配置 EMUIE 寄存器)
EPMU
PMU 中断使能位
0:PMU 中断关闭
1:并且 EAL=1,PMU 中断使能(EMU 中断使能还需要配置 PMIER 寄存器)
EKBI
KBI 中断使能位
0:KBI 中断关闭
1:并且 EAL=1,KBI 中断使能(KBI 中断使能还需要配置 KEYIE 寄存器)
EI2C
I2C 中断使能位
0:I2C 中断关闭
1:并且 EAL=1,I2C 中断使能
表 3-3-5 IEN2 中断使能寄存器 2(9AH)
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Interrupt Enable 0 Register (IEN2)
Address:
9AH
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
X
X
X
X
X
X
X
ES1
0
0
0
0
0
0
0
0
Read:
Write:
Reset:
位
ES1
功能描述
ES1 中断使能位
0:串口 1 中断关闭
1:并且 EAL=1,串口 1 中断使能
表 3-3-6 RTC 中断使能寄存器 RTCIE (AEH)
AEH
RTC Interrupt Enable Register (RTCIE)
Address:
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
ALMIE
RTC2IE
RTC1IE
MTHIE
DAYIE
HRIE
MINIE
SECIE
0
0
0
0
0
0
0
0
Read:
Write:
Reset:
1:使能中断;0:关闭中断。
位
功能描述
ALMIE
闹钟中断使能位
0:闹钟中断关闭
1:闹钟中断使能
RTC2IE
RTC 定时器 2 中断使能位
0:RTC 定时器 2 中断关闭
1:RTC 定时器 2 中断使能
RTC1IE
RTC 定时器 1 中断使能位
0:RTC 定时器 1 中断关闭
1:RTC 定时器 1 中断使能
MTHIE
月中断使能位
0:月中断关闭
1:月中断使能
DAYIE
日中断使能位
0:日中断关闭
1:日中断使能
HRIE
小时中断使能位
0:小时中断关闭
1:小时中断使能
MINIE
分钟中断使能位
0:分钟中断关闭
1:分钟中断使能
SECIE
RTC 秒中断使能位
0:RTC 秒中断关闭
1:RTC 秒中断使能
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ATT7039AU 用户手册(210-SD-135_V1.0)
表 3-3-7 EMU 中断使能寄存器 EMUIE (ACH)
EMU Interrupt Enable Register (EMUIE)
Bit7
Address:
6
ACH
5
4
3
Read:
PFIE
QFIE
X
SPLIE
0
0
0
1
Bit0
0
0
0
x
x
x
0
0
0
1
Bit0
ZXIE
Write:
Reset:
2
0
0
只有使能相应的中断位,0xB1H 的中断标志才能被置 1。
位
功能描述
PFIE
有功脉冲中断使能位
0:有功脉冲中断关闭
1:有功脉冲中断使能
QFIE
无功脉冲中断使能位
0:无功脉冲中断关闭
1:无功脉冲中断使能
SPLIE
ADC 原始数据刷新中断使能位
0:ADC 原始数据刷新中断关闭
1:ADC 原始数据刷新中断使能
ZXIE
电压/电流过零中断使能位
0:电压/电流过零中断关闭
1:电压/电流过零中断使能
表 3-3-8 PMIER PMU 中断使能寄存器(97H)
Power
Management
Interrupt
Enable
97H
Address:
Register (PMIER)
Bit7
6
5
4
3
X
X
X
X
PLLIE
0
0
0
0
2
Read
BORIE
VSYSIE
LVDINIE
Write
Reset:
0
0
0
0
注:需要同时使能 IEN1.bit2,PMIER 使能的中断才会有效。
位
功能描述
PLLIE
PLL 中断使能位
PLLIE=1:使能 PLL 中断
PLLIE=0:禁止 PLL 中断
BORIE
BOR中断使能位
1:允许BOR中断
0:关闭 BOR 中断
VSYSIE
VSYS_DET中断使能位
1:允许VSYS_DET中断
0:关闭 VSYS_DET 中断
LVDINIE
LVDIN_DET中断使能位
1:允许LVDIN_DET中断
0:关闭LVDIN_DET中断
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ATT7039AU 用户手册(210-SD-135_V1.0)
表 3-3-9 KEYIE 按键中断控制寄存器(AFH)
AFH
KEY Interrupt Enable Register (KEYIE)
Address:
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
X
X
KEY1 SEL
KEY0 SEL
X
X
KEYIE1
KEYIE0
0
0
1
1
0
0
0
0
Read:
Write:
Reset:
位
功能描述
KEYIE1
KEY1 中断使能位
1:表示 KEY1 中断有效
0:表示 KEY1 中断无效
KEYIE0
KEY0 中断使能位
1:表示 KEY0 中断有效
0:表示 KEY0 中断无效
3.3.4.2
中断标志寄存器
表 3-3-10 中断标志寄存器 IRCON (C0H)
Address: C0H
IRCON
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
X
TF2
X
X
X
X
X
X
0
0
0
0
0
0
0
0
Read:
Write:
Reset:
位
功能描述
定时器 2 溢出中断标志位
0:表示定时器 2 溢出中断未发生
1:表示定时器 2 溢出中断已发生(写 0 清零)
TF2
3.3.4.3
中断优先级寄存器
表 3-3-11 IP0 优先级控制寄存器 0(A9H)
Interrupt Priority Control Register 0
Address:
A9H
(IP0)
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
X
X
IP0.5
IP0.4
IP0.3
IP0.2
IP0.1
IP0.0
0
0
0
0
0
0
0
0
Read:
Write:
Reset:
表 3-3-9 IP1 优先级控制寄存器 1(B9H)
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ATT7039AU 用户手册(210-SD-135_V1.0)
Interrupt Priority Control Register 1
Address:
B9H
(IP1)
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
X
X
IP1.5
IP1.4
IP1.3
IP1.2
IP1.1
IP1.0
0
0
0
0
0
0
0
0
Read:
Write:
Reset:
3.3.5
中断处理
中断系统遵循下列两条基本规则:
第一:低优先级中断源可被高优先级中断源所中断,而高优先级中断源不能被同级或低优先级的中断
源所中断;
第二:一种中断源不管是高优先级或低优先级,一旦得到响应,与它同级的中断源不能再中断它。
当同时收到几个同一优先级中断时,响应哪一个中断源取决于内部查询顺序。其优先级排列见上表中
同级中断优先级列。值得指出的是,RTC 中断、EMU 中断、PMU 中断、KBI 中断都包含了若干个中断源。
以 RTC 中断为例,RTC 中断标志寄存器包含:闹钟中断、秒定时中断、定时器 2 中断、定时器 1 中断、
日中断、小时中断、分钟中断、秒中断 8 个中断标志,用户可以在 ISR 中通过软件查询的方式判断 RTC
中断源,并在 ISR 中在清除 8 个中断标志。
3.4 定时器
3.4.1
3.4.2
概述
ATT7039 内部有三个 16 位可编程的定时器:定时器 T0、定时器 T1 和定时器 T2。
每一个定时器/计数器都有两个独立的 8 位寄存器组成
Timer0:TL0和TH0
Timer1:TL1和TH1
Timer2:TL2和TH2
框图
图 3-4-1 ATT7039 定时器/计数器框图
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3.4.3
定时器工作模式
定时器 0 和定时器 1 都有 4 种工作模式,由 TMODE 和 TCON 控制。这四种工作模式是:
模式 0:13 位定时器
模式 1:16 位定时器
模式 2:自动装入时间常数的 8 位定时器
模式 3:两个 8bit 定时器(Timer1 在该模式下关闭)
3.4.4
定时器 0
在定时器模式中,定时器 0 每 12 个时钟周期加 1,就是说,在每 12 个周期的时钟信号之后,它的计
数会加 1。
1,模式 0
设置寄存器 TMOD 的标志位 TMOD[1:0]=00 可进入该模式,清除寄存器位 TMOD.2 可选择为定时器模式。
定时器被分为两个 8 位寄存器,低字节和高字节,低字节又被分为两部分:低 5 位和高 3 位(只有低
5 位是计数器的一部分)。这就使定时器成为一个 13 位的计数器,每 12 个时钟周期加 1,当定时器 0 溢出
时寄存器位 TF0 置位,同时产生定时器溢出中断。程序进入中断后,该位被自动清零。
Fsys
/12
C/T=0
TL0 TH0
TF0
C/T=1
T0
TR0
GATE
/INT0
模式 0 下作定时器用时,其定时时间计算公式为:
Td = (2^13 − X )×12 × Tcpu
2,模式 1
设置寄存器 TMOD 的标志位 TMOD[1:0]=01 可进入该模式。
模式 1 与模式 0 的唯一区别就是低字节寄存器不再被分为两部分,整个低字节都用于计数器。在模式
1 中,定时器 0 是一个 16 位的计数器。
Fsys
/12
C/T=0
TL0 TH0
TF0
C/T=1
T0
TR0
GATE
/INT0
模式 1 下作定时器用时,其定时时间计算公式为:
Td = (2^16 − X )×12 × Tcpu
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3,模式 2
设置寄存器 TMOD 的标志位 TMOD[1:0]=10 可进入该模式。清除寄存器位 TMOD.2 可选择为定时器模式。
在这种模式下,只有低字节寄存器 TL0 会每 12 个时钟周期加 1。定时器是一个 8 位的重载定时器。
当定时器 0 溢出时,TF0 置位,同时产生定时器溢出中断。程序进入中断后,该位被自动清零。
当溢出发生时,新的值将会从高字节 TH0 中抓取。
标志位 TR0 控制定时器的停止和运行。
Fsys
/12
C/T=0
TF0
TL0
C/T=1
T0
TR0
GATE
TH0
/INT0
模式 2 下作定时器用时,其定时时间计算公式为:
Td = (2^8 − X )×12 × Tcpu
4,模式 3
设置寄存器 TMOD 的标志位 TMOD[1:0]=11 可进入该模式。清除寄存器位 TMOD.2 可选择为定时器模式。
在这种模式下,低字节 TL0 会每 12 个时钟周期加 1。高字节 TH0 会每 12 个时钟周期加 1。
当定时器低字节 0 溢出时,TF0 置位,同时产生定时器溢出中断,程序进入中断后,该位被自动清零。
当定时器的高字节溢出时,TCON.7 位,同时产生定时器溢出中断,程序进入中断后,该位被自动清零。
在这种模式中,定时器的低字节受 TR0 控制。高字节受 TR1 控制。
Fsys
TH0
TF1
TL0
TF0
/12
TR1
C/T=0
C/T=1
T0
TR0
GATE
/INT0
3.4.5
定时器 1
在定时器模式中,定时器 1 每 12 个时钟周期加 1,就是说,在每 12 个周期的时钟信号之后,它的计
数会加 1。
1,模式 0
设置寄存器 TMOD 的标志位 TMOD[5:4]=00 可进入该模式。清除寄存器位 TMOD.6 可选择为定时器。
定时器 1 被分为两个 8 位寄存器,低字节和高字节,低字节又被分为两部分:低 5 位和高 3 位(只
有低 5 位是计数器的一部分)
,这就使定时器 1 成为一个 13 位的计数器,每 12 个时钟周期加 1。当定时
器 1 溢出时,TF1 置位,同时产生定时器溢出中断。程序进入中断后,该位被自动清零。
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Fsys
/12
C/T=0
TL1 TH1
TF1
C/T=1
T1
TR1
GATE
/INT1
2,模式 1
设置寄存器 TMOD 的标志位 TMOD[5:4]=01 可进入该模式。
模式 1 与模式 0 的唯一区别就是低字节寄存器不再被分为低 5 位和高 3 位两部分,整个低字节都用于
计数器,在模式 1 中,定时器 1 是一个 16 位的计数器。
Fsys
/12
C/T=0
TF1
TL1 TH1
C/T=1
T1
TR1
GATE
/INT1
3,模式 2
设置寄存器 TMOD 的标志位 TMOD[5:4]=10 可进入该模式。清除寄存器位 TMOD.6 可选择为定时器。
在这种模式下,只有低字节 TL1 会每 12 个时钟周期加 1。在这种模式下,定时器是一个 8 位的重载
定时器。当低字节溢出时,TF1 置位,同时产生定时器溢出中断。程序进入中断后,该位被自动清零。
当溢出发生时,新的值将会从高字节 TH1 中抓取。
标志位 TR1 可以控制定时器的停止和运行。
Fsys
/12
C/T=0
TL1
TF1
C/T=1
T1
TR1
GATE
TH1
/INT1
4,模式 3
设置寄存器“TMOD”的标志位 TMOD [5:4]=11 可进入该模式。
在这种模式下,定时器/计数器 1 被关闭(只有定时器/计数器 0 可在模式 3 下操作)
。
3.4.6
定时器 2
Timer2 是一个 16bit 的定时器。
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定时器功能
3.4.6.1
设置寄存器 T2CON 的标志位 T2I0=1 和 T2I1=0 进入该模式。定时器 2 有两个频率的时钟可以选择,
当标志位 T2PS=0 时,每 12 个系统时钟计数器加 1;当标志位 T2PS=1 时,每 24 个系统时钟计数器加 1。
重载功能
3.4.6.2
设置寄存器 T2CON[4:3]=10 设置定时器 2 为重载模式。当 Timer2 溢出时,TH2/TL2 自动从 CRC 寄
存器中载入 16 位数据。
3.4.7
特殊功能寄存器
表 3-4-1 定时器 0 和定时器 1,定时器 2 寄存器列表
地址
名称
复位值
功能描述
0x88
TCON
0x00
定时器控制寄存器
0x89
TMOD
0x00
定时器方式寄存器
0x8A
TL0
0x00
定时器 0 计数器低 8 位
0x8B
TL1
0x00
定时器 1 计数器低 8 位
0x8C
TH0
0x00
定时器 0 计数器高 8 位
0x8D
TH1
0x00
定时器 1 计数器高 8 位
0xCC
TL2
0x00
定时器/计数器 2 低 8 位
0xCD
TH2
0x00
定时器/计数器 2 高 8 位
0xC8
T2CON
0x40
定时器 2 控制寄存器
0xCA
CRCL
0x00
自动装载寄存器低 8 位 增加(T2)
0xCB
CRCH
0x00
自动装载寄存器高 8 位 增加( T2)
0xC0
IRCON
0x00
中断标志寄存器
表 3-4-2 定时器 0、定时器 1 控制寄存器 (TCON 0x88H)
TCON
Address:
88H
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
TF1
TR1
TF0
TR0
X
X
IE0
IT0
0
0
0
0
0
0
0
0
Read:
Write:
Reset:
位
功能描述
定时器1溢出中断标志
TF1
TR1
当定时器1溢出时,由硬件置位。
当进入中断处理程序后,由硬件自动清除;也可以由软件清除。
定时器1运行控制位
清除该位,定时器1将停止运行
定时器0溢出中断标志
TF0
当定时器0溢出时,由硬件置位。
当进入中断处理程序后,由硬件自动清除;也可以由软件清除。
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定时器0运行控制位
TR0
清除该位,定时器0将停止运行
IE0
外部中断0请求表志
当外部中断int0产生时(电平触发或沿触发),由硬件置位。
当进入中断处理程序后,由硬件清除。
IT0
外部中断0类型控制位
TCON.0=1:外部中断0由输入引脚的下降沿触发;
TCON.0=0:外部中断0由输入引脚的低电平触发;
表 3-4-4 定时器 0、定时器 1 模式寄存器(TMOD 0x89H)
89H
T0&T1 Mode register (TMOD)
Address:
Bit7
5
4
3
M1
M0
reserved
0
0
0
6
2
1
Bit0
M1
M0
0
0
Read:
reserved
reserved
reserved
Write:
0
Reset:
0
位
0
功能描述
TMOD.7
Reserved,保持为0
TMOD. 6
Reserved,保持为0
TMOD.5
TMOD. 4
定时器1模式控制位
如下表所示
TMOD.3
Reserved,保持为0
TMOD.2
Reserved,保持为0
定时器0模式控制位
TMOD[1:0]
M1
M0
方式
说明
0
0
0
13位定时器,TL0(TL1)中的低5位和TH0(TH1)
中的8位
0
1
1
16位定时器
1
0
2
8位定时器,具有自动再装入功能,装入在
TL0(TL1)溢出时发生,装入的值由TH0(TH1)提
供。
1
1
3
定时器1停止操作,定时器0分成两个8位的独立计
数器:TL0使用控制位tr0,溢出时将tf0置位;TH0
使用控制位tr1,溢出时将tf1置位。
表 3-4-4 定时器 1 计数器高 8 位(TH1)
TH1
Address:
5
8DH
4
3
2
1
Bit0
Bit7
6
Read:
x
x
x
x
x
x
x
x
Write
x
x
x
x
x
x
x
x
Reset
0
0
0
0
0
0
0
0
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表 3-4-5 定时器 1 计数器低 8 位(8BH,TL1)
TL1
Address:
8BH
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
Read:
x
x
x
x
x
x
x
x
Write
x
x
x
x
x
x
x
x
Reset
0
0
0
0
0
0
0
0
这两个寄存器存储了定时器1的状态值,TH1存储高字节,TL1存储低字节。
表 3-4-6 定时器 0 计数器高 8 位(8CH,TH0)
TH0
Address:
8CH
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
Read:
x
x
x
X
x
x
x
x
Write
x
x
x
X
x
x
x
x
Reset
0
0
0
0
0
0
0
0
表 3-4-7 定时器 0 计数器低 8 位(8AH,TL0)
TL0
Address:
8AH
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
Read:
x
x
x
x
x
x
x
x
Write
x
x
x
x
x
x
x
x
Reset
0
0
0
0
0
0
0
0
这两个寄存器存储了定时器0的状态值,TH0存储高字节,TL0存储低字节
表 3-4-8 定时器 2 控制寄存器 (T2CON 0xC8H)
T2 control register (T2CON)
Read:
Write:
Address:
C8H
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
T2PS
X
X
T20L1
T20L0
X
T2I1
T2I0
0
1
0
0
0
0
0
0
Reset:
位
功能描述
时钟选择位
T2PS
0 – 定时器2的时钟选择为系统时钟的1/12;
1 – 定时器2的时钟选择为系统时钟的1/24;
重载功能选择位
T20L[1:0]
当配置 T2CON[4:3]=10 时,溢出重载;其他情况不重载
定时器2输入选择位
T2I[1:0]
T2工作模式
T2I1
T2I0
0
0
定时器2中止工作
0
1
定时器模式:输入时钟为fsys/12 或者 fsys/24
表 3-4-9 定时器 2 计数器高 8 位(CDH,TH2)
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TH2
Address:
CDH
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
Read:
x
x
x
X
x
x
x
x
Write
x
x
x
X
x
x
x
x
Reset
0
0
0
0
0
0
0
0
表 3-4-10 定时器 2 计数器低 8 位(0CCH,TL2)
TL2
Address:
CCH
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
Read:
x
x
x
x
x
x
x
x
Write
x
x
x
x
x
x
x
x
Reset
0
0
0
0
0
0
0
0
这两个寄存器存储了定时器2的状态值,TH2存储高字节,TL2存储低字节。定时器2可以被配置
成比较、捕获、重载模式。
表 3-4-12 定时器 2 自动装载高 8 位寄存器(CBH,CRCH)
Address:
CRCH
CBH
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
Read:
x
x
x
X
x
x
x
x
Write
x
x
x
x
x
x
x
x
Reset
0
0
0
0
0
0
0
0
表 3-4-13 定时器 2 自动装载低 8 位寄存器(CAH,CRCL)
CRCL
Address:
CAH
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
Read:
x
x
x
x
x
x
x
x
Write
x
x
x
x
x
x
x
x
Reset
0
0
0
0
0
0
0
0
重载寄存器 CRCH/CRCL 是 16 位寄存器,对应定时器 2 的重载工作模式;
表 3-4-14 中断标志寄存器 IRCON (C0H)
Address: C0H
IRCON
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
X
TF2
X
X
X
X
X
X
0
0
0
0
0
0
0
0
Read:
Write:
Reset:
位
TF2
功能描述
定时器 2 溢出中断标志位
0:表示定时器 2 溢出中断未发生
1:表示定时器 2 溢出中断已发生(写 0 清零)
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4 计量模块
4.1 概述
ATT7039 提供单相电能计量所需要有功功率与有功电能、无功功率与无功电能、电压有效值、电流有
效值及频率参数等,支持软件校表方式。
在动态范围 3000:1 内有功误差小于 0.1%
无功精度远优于国标 2 级要求
提供有功功率与有功电能,无功功率与无功电能
提供电压、电流有效值
提供电压频率测量值
提供两路 ADC 瞬时采样波形数据,以及有功功率、无功功率波形数据
提供灵活的潜动与启动方案
提供直流偏置自动校正
提供多种能量计算模式
开放快速脉冲计数寄存器,防止上下电时丢失电能
脉冲输出 PF/QF 脉宽可选
提供过零中断检测信号
提供无功移相补偿
提供有效值小信号偏置校正
提供有功功率 P,无功功率 Q 小信号偏置校正
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4.2 框图
图 4-2-1 电能计量单元(EMU)
4.3 功能描述
电能计量单元 EMU 包括两路完全独立的 Σ-ΔADC 以及数字信号处理部分。两路 ADC 完成电流信号
和电压信号的采样,数字信号处理部分完成有功功率与有功电能、无功功率与无功电能、电压有效值、电
流有效值及频率计算等计量功能。
通过 SFR 寄存器和中断的方式,可以对数字信号处理部分进行校表参数配置和计量参数读取;计量
的结果还通过 PF/QF 引脚输出,也即校表脉冲输出,可以直接接到标准表进行误差对比。
femu 为 EMU 单元的时钟,ADC 的采样时钟 fadc 为 femu/6。
如果 femu=5.505024MHz,那么 fadc=917KHz。
4.3.1
模数转换器
ATT7039 有两路完全独立的两阶 Σ-Δ ADC,每路 ADC 都有一个模拟增益放大器(PGA),内部有一
个 1.25V 的高稳定度片内基准电压,每路 ADC 可以独立开关,通过寄存器 EMU_Ctrl 进行设置。
模拟增益放大器完成输入差分信号的幅度放大,放大后的信号再送给 ADC 进行采样,在极小信号输
入时能够保证测量的线性度。通过寄存器 ADCCON(58H)可以对两路 ADC 独立配置放大倍数,放大倍数
分别为 1、2、8、16。
通过寄存器 DGAIN(5AH)可以对两路 ADC 采到的信号进行数字增益设置,共有 1、2、4、8 倍四种设
置。在大信号不溢出的情况下,数字增益放大可以增加小信号计算的有效位数,进一步提高计量精度。
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4.3.2
ADC 采样输出和功率波形输出
ATT7039 将两路 ADC 输出的 16bit 波形数据 Spl_I1(00H)、Spl_U(02H)开放给用户。同时也将作为电
能累加的功率波形数据 Spl_P(03H)开放给用户。
波形数据更新的频率为 femu/192、femu/384、femu/768、femu/1536、femu/3072,例如如果 femu 选择
为 5.505MHz,那么波形数据更新频率可以选择为 28.6kHz、14.3kHz、7.15kHz、3.6kHz、1.8kHz。
注意:由于波形数据更新频率最快可以达到 28.6KHz,因此 ADC_IRQ 的中断请求最快也可以达到
28.6KHz,而 CPU 的执行速度最快可以达到 11.010048MHz,用户在编程时需要注意 CPU 程序是否用足够
的时间来响应中断。
4.3.3
有功功率、无功功率和视在功率
ATT7039 提供有功功率率输出寄存器。
图 4-3-1 功率计算和补偿
有功功率通过电压、电流相乘经过低通滤波器后得到。
对于通道 1 的功率分别提供增益校正和相位校正,同时针对小信号的精度问题,提供了偏置校正来消
除外界干扰。
4.3.4
有效值
ATT7039 同时输出一路电流和一路电压的有效值。
有效值可以保证 0.5%的精度。
图 4-3-2
4.3.5
电压线频率
通过对电压采样信号过零点计数的方式,提供电压频率输出。
频率的精度可以保证准确到 0.01Hz。
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4.3.6
起动/潜动
通过设置寄存器 PQStart(4EH),用户可以灵活的完成防潜动与起动的功能。
|P|小于 PQStart 时,PF 不输出脉冲。
|Q|小于 PQStart 时,QF 不输出脉冲。
另外状态寄存器 EMUSR(40H)的 NOQLD NOPLD 能够实时显示电能是否起动,方便用户对阈值的选
取。
4.3.7
功率反向指示
通过状态寄存器 EMUSR(40H)的 REVQ、REVP 可以指示无功功率、有功功率是否反向。
REVQ、REVP 在 PF、QF 发脉冲的开始沿同步更新。
4.3.8
直流偏置校正
用户通过 CHNLCR(52H)的 HPFONU、HPFONI1 可以分别控制电压和电流的高通滤波器环节是否加
上。当这些位为 1 时,表示高通开启,反之高通关闭。
高通滤波器关闭后,可以通过偏置校正寄存器 I1Off(4BH)、UOff(4DH)对采样到的数据进行偏置校正。
用户可以手动或者自动完成偏置校正。
进行偏置校正时,需要将输入通道短接(即输入为 0)。
进行自动偏置校正时,在 AUTODC(54H)中,写入 0x01H, 即可完成自动偏置校正,校完后,该寄
存器变为 0x00H。新生成的校正值放在校正寄存器中。在进行自动偏置校正过程中(AUTODC=1),用户
无法对校正寄存器进行操作。在 femu 为 5.505024MHz 时,自动偏置校正大约需要 0.6s。
进行手动偏置校正时,用户可以根据 ADC 采样数据 SPL_I1(00H)、SPL_U(02H)的多次平均值,设置
相应的 OFFSET 值。
4.3.9
电能脉冲输出
ATT7039 提供有功能量寄存器 ENERGY_P(0DH)、无功能量寄存器 ENERGY_Q(0EH),同时提供相应
的脉冲输出引脚 PF、QF。
图 4-3-3 能量计量和脉冲输出
电能可以通过 EMCON(53H)的 QMOD、PMOD 选择正向计量、绝对值计量、代数和计量三种累加方
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式。
内部功率值寄存器对功率进行累加,溢出后会发送一个溢出脉冲到快速脉冲寄存器 PFCNT(55H)、
QFCNT(56H)。快速脉冲计数寄存器对溢出的次数进行累加计数。当快速脉冲寄存器中的计数绝对值大于
等于输出脉冲频率设置寄存器 HFConst(4FH)的设置时,即发出一个 CF 脉冲,同时相应能量寄存器的值增
加 1。
ATT7039 向用户开放了快速脉冲计数器 PFCNT/QFCNT,用户可以通过读写这些寄存器,防止下电时
少计电能。
脉冲输出管脚 PF/QF 和能量寄存器受到 EMCON(53H)的 PRun/QRun 以及 PQStart(4EH)的控制。
当 PRun=0 或者|P|小于 PQStart 时,PF 不输出脉冲。
当 QRun=0 或者|Q|小于 PQStart 时,QF 不输出脉冲。
用户可以通过POS(52H.6)选择PF/QF的有效电平。POS为0时,脉冲高电平有效;POS为1时,脉冲
低电平有效。
PF/QF输出满足下面时序关系:
图 4-3-4 脉冲输出波形
时序特性:
参数
t4
t5
指标
90
--
单位
ms
S
测试条件及注释
PF/QF输出的高电平脉宽
PF/QF输出的周期
注意:当脉冲输出周期小于 180ms 时,脉冲以等 duty 形式输出。
ATT7039 可以实现输出脉冲宽度(t4)可调,通过 CFP[1:0]( 58H.[7:6])进行设置。
4.4 中断源
EMU 提供四个中断:PF_IRQ、ADC_IRQ 和 ZX_IRQ,QF。
PF_IRQ:当有有功脉冲输出时,EMU 向 CPU52 发出中断请求。
ADC_IRQ:根据选定的采样频率,周期性向 CPU52 给出 ADC 中断请求。
ZX_IRQ:当出现正向过零或者反向过零时,向 CPU52 发出过零中断。
通过寄存器 ZXD1 和 ZXD0(5BH)可以选择正向过零或者反向过零。
ZXD1=0,ZXD0 = 0:表示选择正向过零点作为过零中断检测信号;
ZXD1=0,ZXD0 = 1:表示选择负向过零点作为过零中断检测信号。
ZXD1=1,ZXD0 = x:表示选择双向过零点作为过零中断检测信号。
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EMU 四个中断共用一个中断 IRQ_EMU。通过 EMU 中断使能寄存器 EMUIE 和 EMU 中断标志寄存
器 EMUIF,用户可以实现中断的控制和管理。
清除中断标志时,往 EMUIF 中相应的位写入 0 即可清除。
4.5 寄存器
EMU 包括两类寄存器,一类是 SFR 寄存器,即直接寄存器,用户可以通过 SFR 地址直接访问;另一
类是计量参数和校表参数寄存器,是间接寄存器,用户需要通过直接寄存器间接访问。
4.5.1
特殊功能寄存器
表 4-13-1 EMU SFR 寄存器列表
地址
名称
复位值
功能描述
0x9F
SUPDC
0x00
内部模块使能控制寄存器
0xE9
ECADR
0x00
EMU 校表地址寄存器
0xEA
ECDATH
0x00
EMU 校表高字节数据寄存器
0xEB
ECDATL
0x00
EMU 校表低字节数据寄存器
0xEC
EPADR
0x00
EMU 参数地址寄存器
0xED
EPDATH
0x00
EMU 参数高字节数据寄存器
0xEE
EPDATM
0x00
EMU 参数中字节数据寄存器
0xEF
EPDATL
0x00
EMU 参数低字节数据寄存器
0xAC
EMUIE
0x00
EMU 中断使能寄存器(IENE.3 需使能)
0xB5
EMUIF
0x00
EMU 中断标志寄存器
表 4-13-2 SUPDC 内部模块使能控制寄存器(9FH)
SUPDC
Address:
9FH
Bit7
6
5
4
3
2
KBI_EN
X
LCD_EN
EMU__EN
I2C_EN
X
1
Bit0
X
X
0
0
Read:
Write:
Reset:
0
0
0
0
0
0
说明:EMU_EN=1,使能EMU模块;EMU _EN=0,关闭EMU模块。
注意:1,此寄存器带 REG0 型写保护,需连续对 BWPM 写入 CFH,BCH 才能改写此寄存器。
2,EMU 模块在 Battery 供电的情况下是固定关闭的。在 Battery 供电的情况下,写 EMU_EN=1,是
无法写进去的。
表 4-13-3 ECADR EMU Calibration Address Register (E9H)
EMU Calibration Address
Address:
E9H
Register (ECADR)
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
ECADR7
ECADR6
ECADR5
ECADR4
ECADR3
ECADR2
ECADR1
ECADR0
0
0
0
0
0
0
0
0
Read:
Write:
Reset:
表 4-13-4 ECDATH EMU Calibration Data High Byte Register (EAH)
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EMU Calibration Data High Byte
Address:
EAH
Register (ECDATH)
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
ECDATH7
ECDATH6
ECDATH5
ECDATH4
ECDATH3
ECDATH2
ECDATH1
ECDATH0
0
0
0
0
0
0
0
0
Read:
Write:
Reset:
表 4-13-5 EMU ECDATAL Calibration Data Low Byte Register (EBH)
EMU Calibration Data Low Byte
Address:
EBH
Register (ECDATL)
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
ECDATL7
ECDATL6
ECDATL5
ECDATL4
ECDATL3
ECDATL2
ECDATL1
ECDATL0
0
0
0
0
0
0
0
0
Read:
Write:
Reset:
表 4-13-6 EPADR EMU Parameter Address Register (ECH)
EMU Parameter Address
Address:
ECH
Register (EPADR)
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
EPADR7
EPADR6
EPADR5
EPADR4
EPADR3
EPADR2
EPADR1
EPADR0
0
0
0
0
0
0
0
0
Read:
Write:
Reset:
表 4-13-7 EPDATH EMU Parameter Data High Byte Register (EDH)
EMU Parameter Data High Byte
Address:
EDH
Register (EPDATH)
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
Read:
EPDATH7
EPDATH6
EPDATH5
EPDATH4
EPDATH3
EPDATH2
EPDATH1
EPDATH0
Write:
X
X
X
x
X
X
X
X
Reset:
0
0
0
0
0
0
0
0
表 4-13-8 EPDATM EMU Parameter Data Middle Byte Register (EEH)
EMU Parameter Data Middle Byte
Address:
EEH
Register (EPDATM)
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
Read:
EPDATM7
EPDATM6
EPDATM5
EPDATM4
EPDATM3
EPDATM2
EPDATM1
EPDATM0
Write:
X
X
X
x
X
X
X
X
Reset:
0
0
0
0
0
0
0
0
表 4-13-9 EPDATL EMU Parameter Data Low Byte Register (EFH)
EMU Parameter Data Low Byte
Address:
EFH
Register (EPDATL)
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
Read:
EPDATL7
EPDATL6
EPDATL5
EPDATL4
EPDATL3
EPDATL2
EPDATL1
EPDATL0
Write:
X
X
X
x
X
X
X
X
Reset:
0
0
0
0
0
0
0
0
表 4-13-10 EMUIE EMU Interrupt Enable Register (ACH)
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EMU Interrupt Enable Register
Address:
ACH
(EMUIE)
Bit7
6
5
4
3
Read:
PFIE
QFIE
X
SPLIE
2
1
Bit0
0
0
0
x
x
x
0
0
0
2
1
Bit0
0
0
0
x
x
x
0
0
0
ZXIE
Write:
0
Reset:
0
0
0
0
注:同时需要使能 IENE.3,才能使设置的 EMU 中断使能有效。
位
功能描述
PFIE
有功脉冲中断使能位
1:表示使能有功脉冲中断
0:表示关闭有功脉冲中断
QFIE
无功脉冲中断使能位
1:表示使能无功脉冲中断
0:表示关闭无功脉冲中断
SPLIE
ADC 原始数据刷新中断使能位
1:表示使能 ADC 原始数据刷新中断
0:表示关闭 ADC 原始数据刷新中断
ZXIE
电压/电流过零中断使能位
1:表示使能电压/电流中断
0:表示关闭电压/电流中断
表 4-13-11 EMUIF EMU Interrupt Flag Register (B5H)
EMU Interrupt Flag Register
Address:
B5H
(EMUIF)
Bit7
6
5
4
3
PFIF
QFIF
X
SPLIF
ZXIF
Read:
Write:
Reset:
0
0
0
0
0
各标志位对应的含义参见上表。
对中断标志写 0,可以将相应的中断标志清 0。如往 PFIF 写 0,则 PFIF 被清为 0。
4.5.2
间接寄存器
间接寄存器包括计量参数寄存器和校表参数寄存器,描述如下:
1.计量参数只读寄存器EPR:(Emu Parameter Register)
这些寄存器只能通过 EPADR 和 EPDATH/EPDATM/EPDATL 寄存器间接读取。
a、 如果 EPR 寄存器为 3 字节的寄存器,那么 EPDATH/EPDATM/EPDATL 分别存放这 3 个字节
的高、中、低位字节数据。
b、 如果 EPR 寄存器为 2 字节的寄存器,那么 EPDATM/EPDATL 分别存放这 2 个字节的高、低
位字节数据,而 EPDATH 为符号扩展位,即为 EPDATM.7 的扩展位。
2.校表参数设置寄存器ECR:(Emu Calibration Register)
这些寄存器通过 ECADR 和 ECDATH/ECDATL 寄存器进行间接读写操作。
a、 当 ECR 为 2 字节数据时,ECDATH 和 ECDATL 分别为 ECR 的高位和低位字节数据。
b、 如果 ECR 为单字节数据,那么 ECDATL 为 ECR 的数据,而 ECDATH 字节数据被忽略。
ECR 操作规则:
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a、 读 ECR 时,写地址到寄存器 ECADR,相应地址的 ECR 数据被放置到 ECDAT 中,供 CPU52
读取;
b、 写 ECR 时,先写地址寄存器 ECADR,然后写高字节数据 ECDATH(单字节数据可以忽略
此操作)
,再写低字节数据 ECDATL。注意 16bit 写数据的操作顺序,当写 ECDATL 之后,
16bit 数据就写入内部间接寄存器。
ECR 寄存器写保护:
只有当 EPADR=10100110(0xA6H)时,写 ECDATL 时,才能将 ECDAT 参数写到 ECR 寄存器
中,否则写无效。
写保护打开后(即 EPADR=10100110)
,只要不改变 EPADR 寄存器的值,那么写保护打开就一直
有效。
4.5.2.1
计量参数寄存器列表
表 4-13-12 EPR 寄存器列表(Read Only)
地址
(EPADR)
名称
字节长度
缺省值
00H
Spl_I1
2
0x0000
电流通道 1 的 ADC 采样数据
02H
Spl_U
2
0x0000
电压通道的 ADC 采样数据
03H
Spl_P
3
0x000000
有功功率波形数据
04H
Spl_Q
3
0x000000
无功功率波形数据
06H
Rms_I1
3
0x000000
电流通道 1 的有效值
08H
Rms_U
3
0x000000
电压通道的有效值
09H
Freq_U
2
0x0000
0AH
Power_P1
3
0x000000
第一路有功功率
0BH
Power_Q1
3
0x000000
第一路无功功率
0DH
Energy_P
3
0x000000
有功能量
0EH
Energy_Q
3
0x000000
无功能量
12H
Energy_PC
3
0x000000
读后清 0 型有功能量寄存器
13H
Energy_QC
3
0x000000
读后清 0 型无功能量寄存器
15H
Scheck
3
0x000000
校验和寄存器
功能描述
电压频率
波形采样输出寄存器:
表 4-13-13 Spl_I1 Current Waveform Register (00H)
Current 1 Waveform
Address:
00H
Register (Spl_I1)
Bit15
14
13
12 … 3
2
1
Bit0
Read:
SI1_15
SI1_14
SI1_13
SI1_12…SI1_3
SI1_2
SI1_1
SI1_0
Write:
X
X
X
X
X
X
X
Reset:
0
0
0
0
0
0
0
表 4-13-15 Spl_U Voltage Waveform Register (02H)
Votage Waveform
Address:
02H
Register (Spl_U)
Read:
Bit15
14
13
12 … 3
2
1
Bit0
SU_15
SU_14
SU_13
SU_12…SU_3
SU_2
SU_1
SU_0
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ATT7039AU 用户手册(210-SD-135_V1.0)
Write:
X
X
X
X
X
X
X
Reset:
0
0
0
0
0
0
0
电流、电压波形采样值是二进制补码格式,为 16 位 ADC 的实际采样数据输出。其更新频率由 SPL(参
见 ECR 寄存器 0x51H)确定。最快可以到 28.6kHz。
表 4-13-16 Spl_P Active Power Waveform Register (03H)
Active Power Waveform
Address:
03H
Register (Spl_P)
Bit23
22
21
20 … 3
2
1
Bit0
Read:
SP_23
SP_22
SP_21
SP_20…SP_3
SP_2
SP_1
SP_0
Write:
X
X
X
X
X
X
X
Reset:
0
0
0
0
0
0
0
表 4-13-17 Spl_Q Reactive Power Waveform Register (04H)
Reactive Power Waveform
Address:
04H
Register (Spl_Q)
Bit23
22
21
20 … 3
2
1
Bit0
Read:
SQ_23
SQ_22
SQ_21
SQ_20…SQ_3
SQ_2
SQ_1
SQ_0
Write:
X
X
X
X
X
X
X
Reset:
0
0
0
0
0
0
0
有效值输出寄存器:
表 4-13-19 I1Rms Current 1 Rms Register (06H)
06H
Current 1 Rms Register (I1Rms)
Address:
Bit23
22
21
20 … 3
2
1
Bit0
Read:
I1S23
I1S22
I1S21
I1S20…I1S3
I1S2
I1S1
I1S0
Write:
X
X
X
X
X
X
X
Reset:
0
0
0
0
0
0
0
表 4-13-21 URms Voltage Rms Register (08H)
Voltage Rms Register (Urms)
Address:
08H
Bit23
22
21
20 … 3
2
1
Bit0
Read:
US23
US22
US21
US20…US3
US2
US1
US0
Write:
X
X
X
X
X
X
X
Reset:
0
0
0
0
0
0
0
有效值 Rms 是 24 位的无符号数,最高位恒为 0。
有效值以 femu/1572864 的频率更新,其中 femu=5.5MHz
为计量频率,那么有效值更新的频率为 3.5Hz,即每秒更新 3.5 次。
设寄存器读数为 RMSreg,实际的有效值为 RMS,转换系数为 Krms,则
RMS=RMSreg×Krms
其中 Krms 为额定输入时额定值与相应寄存器的比值。
注:电压、两路电流的有效值计算都要各自的转换系数。
例:
设电流通道 1 输入额定 5A 电流时,RMSreg 的平均值为 0x039580(234880)
,
则
Kp=5/234880=2.1287466×10^(-5)
当 RMSreg 的读数为 0x10000(65536)时,则实际的有效值 I1rms 为
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I1rms=65536×Kp=1.3951A
电压频率测量寄存器:
表 4-13-22 UFREQ Voltage Frequency Register (09H)
Voltage Frequency
Address:
09H
Register (UFREQ)
Bit15
14
13
12 … 3
2
1
Bit0
Read:
Ufreq15
Ufreq14
Ufreq13
Ufreq12…Ufreq3
Ufreq2
Ufreq1
Ufreq0
Write:
X
X
X
X
X
X
X
Reset:
1
1
1
1
1
1
1
频率寄存器值是一个 16 位的无符号数,参数格式化公式为:
f=femu/6/UFREQ
例如,计量频率 femu=5505024Hz,UFREQ=18350,那么测量到的实际频率为:
f=5505024/6/18350=50.00Hz。
电压频率测量值更新的周期为默认为 0.7s,当采样率加倍时,此寄存器更新周期减半。
功率参数输出寄存器:
表 4-13-23 PowerP Active Power Register (0AH)
Active Power Register (PowerP)
Address:
0AH
Bit23
22
21
20 … 3
2
1
Bit0
Read:
AP23
AP22
AP21
AP20…AP3
AP2
AP1
AP0
Write:
X
X
X
X
X
X
X
Reset:
0
0
0
0
0
0
0
表 4-13-24 PowerQ Reactive Power Register (0BH)
0BH
Reactive Power Register (PowerQ)
Address:
Bit23
22
21
20 … 3
2
1
Bit0
Read:
RP23
RP22
RP21
RP20…RP3
RP2
RP1
RP0
Write:
X
X
X
X
X
X
X
Reset:
0
0
0
0
0
0
0
功率参数 PowerP、PowerQ、PowerS 是二进制补码格式,24 位数据,其中最高位是符号位。
设寄存器中的数据为 PowerP,则供计算用的 Preg 为:
Preg=PowerP
如果 PowerP=2^23
设显示的有功功率为 P,转换系数为 Kpqs,则:
P=Preg×Kpqs
Kpqs 为额定有功功率功率输入时,额定功率与 PowerP 读数的比值。
无功功率和视在功率做显示时的系数与有功功率的系数 Kpqs 相同。
例:
输入 1000w 有功功率,PowerP 读数平均为 0x00C9D9(51673),则
Kpqs=1000/51673=0.01935
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当 PowerP 读数为 0xFF4534 时,其代表的功率值为:
P=Kpqs*Preg=0.01935*(-47820)= -925.3 w
其中 Preg=PowerP-2^24=-47820
功率参数以 femu/1572864 的频率更新,其中 femu 为计量频率,那么功率参数更新的频率为 3.5Hz,即
每秒更新 3.5 次。
电能参数输出寄存器:
表 4-13-26 EnergyP Active Energy Register (0DH)
0DH
Active Energy Register (EnergyP)
Address:
Bit23
22
21
20 … 3
2
1
Bit0
Read:
EP23
EP22
EP21
EP20…EP3
EP2
EP1
EP0
Write:
X
X
X
X
X
X
X
Reset:
0
0
0
0
0
0
0
表 4-13-27 EnergyQ Reactive Energy Register (0EH)
Reactive Energy Register(EnergyQ)
Address:
0EH
Bit23
22
21
20 … 3
2
1
Bit0
Read:
EQ23
EQ22
EQ21
EQ20…EQ3
EQ2
EQ1
EQ0
Write:
X
X
X
X
X
X
X
Reset:
0
0
0
0
0
0
0
电能参数是 24 位无符号数,EnergyP/EnergyQ/EnergyS 寄存器值分别代表 PF/QF/SF 脉冲的累加个数;
寄存器最小单位代表的能量为 1/EC kWh,其中 EC 为电表常数。
例:
脉冲常数为3200imp/kWh,寄存器读数为0x001000(4096)时,其代表的能量为
E=4096/3200=1.28 kWh
表 4-13-31 读后清 0 型有功能量寄存器 EnergyPC (12H)
Active Energy Register (EnergyPC)
Address:
12H
Bit23
22
21
20 … 3
2
1
Bit0
Read:
EP23
EP22
EP21
EP20…EP3
EP2
EP1
EP0
Write:
X
X
X
X
X
X
X
Reset:
0
0
0
0
0
0
0
表 4-13-32 读后清 0 型无功能量寄存器 EnergyQ (13H)
Reactive Energy Register (EnergyQC)
Address:
13H
Bit23
22
21
20 … 3
2
1
Bit0
Read:
EQ23
EQ22
EQ21
EQ20…EQ3
EQ2
EQ1
EQ0
Write:
X
X
X
X
X
X
X
Reset:
0
0
0
0
0
0
0
表 4-13-34 参数和校验寄存器 Scheck (15H)
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15H
SumChecksum Register (Scheck)
Address:
Bit23
22
21
20…3
2
1
Bit0
Read:
Scheck23
Scheck22
Scheck21
Scheck20….. Scheck3
Scheck2
Scheck1
Scheck0
Write:
X
X
X
X
X
X
X
Reset:
0
0
0
0
0
0
0
参数和校验寄存器为所有校表参数寄存器的和:41H---64H。 55H,56H 两个寄存器除外对所有的
校验寄存器采用三字节的无符号数加法,两单字节寄存器高位补 0。
4.5.2.2
校表参数寄存器列表
表 4-13-35 ECR 寄存器列表 (Read/Write)
地址
(ECADR)
名称
字节长度
40H
EMUSR
1
0x00
EMU 状态标志寄存器
41H
GP1
2
0x0000
通道 1 的有功功率增益校正寄存器
42H
GQ1
2
0x0000
通道 1 的无功功率增益校正寄存器
44H
GPhs1
2
0x0000
通道 1 的相位增益校正寄存器
49H
QPhsCal
1
0x00
无功相位补偿寄存器
4BH
I1Off
2
0x0000
电流通道 1 的直流偏置校正寄存器
4DH
UOff
2
0x0000
电压通道的直流偏置校正寄存器
4EH
PQStart
2
0x0040
起动功率设置寄存器
4FH
HFConst
2
0x0080
高频脉冲常数设置寄存器
51H
ADCCFG
1
0x00
ADC 控制寄存器
52H
CHNLCR
1
0x05
通道控制信号寄存器
53H
EMCON
1
0xB0
能量累加控制寄存器
54H
AutoDC
1
0x00
直流自动偏置校正寄存器
55H
PFCnt
2
0x0000
快速有功脉冲计数寄存器
56H
QFCnt
2
0x0000
快速无功脉冲计数寄存器
58H
ADCCON
1
0x00
ADC 通道增益选择寄存器
5AH
DGAIN
1
0x00
通道数字增益寄存器
5BH
Emu_ctrl
1
0x40
EMU 控制寄存器
5CH
P1OFFSET
1
0x00
通道 1 有功功率补偿校正寄存器
5EH
Q1OFFSET
1
0x00
通道 1 无功功率补偿校正寄存器
60H
I1RMSOFFSET
2
0x0000
通道 1 有效值补偿校正寄存器
62H
URMSOFFSET
2
0x0000
电压通道有效值补偿校正寄存器
63H
Rosi_ctrl
1
0x02
罗氏线圈使能控制寄存器
65H
SRSTREG
1
0x00
校表参数复位寄存器
默认值
功能描述
表 4-13-35 EMUSR EMU 状态标志寄存器 (40H)
版权归钜泉光电科技(上海)股份有限公司所有
http://www.hitrendtech.com
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Rev1.00
ATT7039AU 用户手册(210-SD-135_V1.0)
EMU Status Register (EMUSR)
Address:
Bit7
6
5
X
PEOF
QEOF
40H
Read:
Write:
0
Reset:
0
0
4
3
2
1
Bit0
0
NoQLd
NoPLd
REVQ
REVP
X
X
X
X
X
0
0
0
0
0
位
功能描述
PEOF
有功电能寄存器溢出标志
1:Energy_PC发生溢出,写0清零;
0:Energy_PC没有溢出
QEOF
无功电能寄存器溢出标志
1:Energy_QC发生溢出,写0清零;
0:Energy_QC没有溢出
无功潜动标志
1:无功功率小于起动功率
NoQLd
0:无功功率大于/等于起动功率
有功潜动标志
1:有功功率小于起动功率
NoPLd
0:有功功率大于/等于起动功率
REVQ
反向无功功率指示标识信号
1:检测到负无功功率
0:没有 检测到负无功功率,或者 当再次检测到正无功功率时,该信号为0。
在QF发脉冲时的开始沿更新该值。
REVP
反向有功功率指示标识信号
1:检测到负有功功率
0:没有 检测到负有功功率,或者 当再次检测到正有功功率时,该信号为0。
在PF发脉冲时的开始沿更新该值。
功率校正寄存器:
表 4-13-36 通道 1 有功功率增益校正寄存器 GP1 (41H)
Active Power Gain 1 Register (GP1)
Address:
41H
Bit15
14
13
12 … 3
2
1
Bit0
GP1_15
GP1_14
GP1_13
GP1_12…GP1_3
GP1_2
GP1_1
GP1_0
0
0
0
0
0
0
0
Read:
Write:
Reset:
表 4-13-37 通道 1 无功功率增益校正寄存器 GQ1 (42H)
Reactive Power Gain1 Register (GQ1)
Address:
42H
Bit15
14
13
12 … 3
2
1
Bit0
GQ1_15
GQ1_14
GQ1_13
GQ1_12…GQ1_3
GQ1_2
GQ1_1
GQ1_0
0
0
0
0
0
0
0
Read:
Write:
Reset:
表 4-13-39 通道 1 相位增益校正寄存器 GPhs1 (44H)
版权归钜泉光电科技(上海)股份有限公司所有
http://www.hitrendtech.com
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Rev1.00
ATT7039AU 用户手册(210-SD-135_V1.0)
Phase Calibration1 Register (GPhs1)
Address:
44H
Bit15
14
13
12 … 3
2
1
Bit0
GPS1_15
GPS1_14
GPS1_13
GPS1_12…GPS1_3
GPS1_2
GPS1_1
GPS1_0
0
0
0
0
0
0
0
Read:
Write:
Reset:
表 4-13-44 无功相位补偿寄存器 QPhsCal (49H)
Reactive Power Phase Calibration
Address:
49H
Register (QPhsCal)
Bit7
6
5
4
3
2
1
Bit0
QPC7
QPC6
QPC5
QPC4
QPC3
QPC2
QPC1
QPC0
0
0
0
0
0
0
0
0
Read:
Write:
Reset:
无功相位补偿寄存器采用二进制补码形式,最高位为符号位。
当 femu 为 5.5MHz,电压频率为 50Hz 时,该寄存器保持默认值 0 即可,当电压频率为其它值时,需
要按照下面的公式进行校正:
标准表在无功 0.5L 下(即 U、I 夹角为 30 度)测得无功精度误差为 Err%,通过如下公式计算得到
Qphscal 值:
Re sult =
Err % × 32768
1.732
如果 Result>=0,则 Qphscal=Result;
如果 Result