存储器大容量Flash型AT91系列ARM核微控制器（电子通信范文）

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《大容量Flash型AT91系列ARM核微控制器》

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文档信息

大容量Flas h型AT91系列ARM核微控制器目录

1功能框图及产品特点

2体系结构

1系统外围

2用户外围

2个独立配置的USART可以高波特率进行同步或异步通信

3通道16位的定时器/计数器TC是高度可编程的它支持捕获或波形. . .1电源

一个独立的I/O电源允许灵活地进行调整以适应外部元件的信号电平2输入/输出

3主时钟

4复位

5 NT引脚

6看门狗定时器复位

7仿真功能

8存储控制器

16Mbit的Flash存储器由个16位字组成

1个可选的VPP引脚用于增加编程/擦除次数

1 FlashUploader操作

2编程系统

正文

大容量Fl ash型AT91系列ARM核微控制器

摘要主要介绍美国Atmel公司最新推出的基于ARM7TDMI核的AT91 FR40162微控制器的体系结构及功能特性。 AT91FR40162是对AT91R40008增加了16Mbit的Flash存储器后形成的最终产品。本文对AT91FR40162新增的Flash存储器以及AT91FlashUploader软件作重点介绍

关键字 AT91FR40162AT91R40008SRAMF la sh微控制器

引言

AT91 FR40162是美国Atmel公司生产的AT91系列微控制器中的一员具有ARM7TDMI核、大容量Flash存储器以及片内SRAM和外围。这种微控制器的特点是高性能--32位RISC体系结构、高密度--16位指令集、低功耗以及实时性扩充的Flash存储器还增加了开发者使用的灵活性。除此以外大量的内部分组寄存器加速了对异常的处理过程从而使其更适合于实时控制的应用。 8级基于向量的优先级中断控制器和外围数据控制器PDC大大增强了实时器件的性能。此器件适用于开发工业自动化系统、 M P 3、销售终端、 GPS接收机以及无线网络

产品等对功耗敏感且要求具有实时性的产品。 AT 91 FR40162微控制器的特点是在一个121-bal lBGA封装中集成了256KB的片内SRAM和16Mbit 的Flash存储器。它为许多计算密集的嵌入式控制应用领域提供了功能强大、使用灵活且性价比高的解决方案 同时还可以帮助用户减小P CB尺寸和系统成本。 F l ash存储器可以通过JTAG/I CE接口或者厂家编写的FlashUploader软件进行编程从而使AT91FR40162适合于在系统可编程应用。

1功能框图及产品特点

AT91 FR40162的功能框图如图1所示。

AT91 FR40162的主要特点是 ARM7TDMI处理器核、 256KB的片内SRAM和1024K字的16位Flash存储器、完全可编程的外部总线接口EBI、具有8个优先级且可以独立屏蔽的向量中断控制器、 32个可编程的I/O口线、 3通道的16位定时器/计数器、 2个通用同步/异步收发器USART、可编程的看门狗定时器、先进的省电特性、完全静态的操作、 ~的I/O工作范围和~的内核工作范围、 -40~85℃的运行温度范围以及121-ball10mm×10mm×封装球的直径为

2体系结构

AT91 FR40162是由Atme l公司的AT91R40008ARM/Thumb微控制器和1个AT49BV 1604A/1614A16Mb itFlash存储器集成的121-bal lBGA封装器件。除了Flash存储器使能信号以外的所有地址、数据和控制信号都是内部互连的。

AT91 R40008体系结构包括2条主要总线先进的系统总线ASB和先进的外围总线APB。 A SB被设计为最佳性能 由存储控制器控制。ARM7TDMI通过ASB与片内32位存储器、外部总线接口EBI和AMBA桥进行接口。 AMBA桥驱动A PB APB被设计用于访问片内外围并且进行了低功耗优化。

AT91 FR40162将ARM7TDMI处理器的ICE端口接到一些专用的引脚上从而为目标调试提供了完整、低价且易用的调试解决方案。

存储器

AT91 FR40162嵌入了256KB的内部S RAM。这个内部存储器是单周期访问的它直接与32位数据总线相连。这样通过使用微控制器的ARM 指令集在66MHz下可以提供60MIPS的最高性能 同时降低了系统功耗。 AT91FR40162以拥有1个外部总线接口EBI为特性它用于连接外部存储器和专用外围设备。 EBI支持8或16位器件并且可以使用2个8位器件来仿真1个16位器件。 EBI执行早读协议与标准的存储器接口相比能够提供更快的存储器访问速度。 AT 91 FR40162嵌入了1个由1024K个16位字组成的Flash存储器通过EBI可以访问它。F l a s h的主要功能是作为程序存储器。 1条16位的Th umb指令可以在1个访问周期从Flash存储器被加载。分离的MCU和Flash复位输入

NT和NTF是为了得到最大的系统灵活性方便用户自由地根据应用选择复位操作。 AT91FR40162集成了一个叫作AT91Fl ashUpl oader的驻留引导软件。 AT91FlashUploader软件能够向Flash存储器加载应用软件。

外围

AT91 FR40162集成了多个外围它们被分成2类系统外围和用户外围。所有的片内外围都可以通过AMBA桥接受32位的访问。外围寄存器由控制寄存器、模式寄存器、数据寄存器、状态寄存器和使能/禁止/状态寄存器组成。外围数据控制器PDC在片内USART和片内或片外的存储器之间传输数据并且无需处理器的介入。最重要的一点是PDC消除了数据传输中断的额外开销从而在不需要重新编程起始地址的情况下可以连续传输高达64 KB的数据。这样不仅增加了微控制器的性能而且降低了功耗。

1系统外围

外部总线接口 EB I通过1条8位或16位数据总线控制外部存储器或外部设备它通过APB被编程。每一条芯片选择口线有它自己的编程寄存器。省电模块PS实现空闲模式ARM7TDMI核时钟停止直到有下一个中断 并且允许用户根据应用需求调整微控制器的功耗

由独立的外围时钟控制 。先进的中断控制器AIC控制来自内部外围的中断源和4个外部中断口线包括FIQ 从而为ARM7TDMI提供中断或/和外部中断请求。它通过集成1个8优先级中断控制器以及使用自动向量特性降低了中断延迟时间。并行输入/输出控制器PIO控制高达32条I/O口线。它使用户可以选择特定的引脚作为片内外围的输入输出或者作为通用的输入/输出信号。可以编程PIO控制器来检测每条线上的信号发生变化引起的中断。看门狗定时器WD用于防止当

软件进入死锁陷阱时产生系统锁定。特殊功能SF模块集成了芯片ID、复位状态和保护寄存器。

2用户外围

2个独立配置的USART可以高波特率进行同步或异步通信。每一个USART还包含1个超时寄存器和1个时间确保Ti meGuard寄存器从而方便了2个专用外围数据控制器PDC通道的`使用。

3通道16位的定时器/计数器TC是高度可编程的它支持捕获或波形模式。每一个TC通道可以被编程为测量或生成不同类型的波形并且可以检测和控制2个输入/输出信号。 TC有3个外部时钟信号。

3AT91FR40162性能概述

AT91FR40162主要由AT91R40008和16Mbit的Flash存储器组成。因此AT91 FR40162的许多性能与AT91 R40008是一样的。

1电源

AT91R40008微控制器有2种类型的供电引脚

◇VDDCORE引脚它为内核提供电源包括ARM7TDM I、嵌入的存储器和外围

◇VD D I O引脚它为I/O线提供电源。

一个独立的I/O电源允许灵活地进行调整以适应外部元件的信号电平。

2输入/输出

AT91 FR40162的I/O引脚所接受的电平以VDD IO的供电为限。复位以后微控制器的外围I/O初始化成输入以提供给用户最大的灵活性。在每个应用阶段微控制器的输入最好保持在有效的逻辑电平以降低功耗。

3主时钟

如果MCKI引脚由1个外部源提供那么AT 91FR40162则为一个完全静态的设计并工作于主时钟MCK MasterClock下。

主时钟还在引脚MCKO上作为器件的输出这个引脚与一个通用I/O线复用。当NT处于活动状态并且发生复位后 MC KO有效并输出MCK信号的映像。必须编程PIO控制器来使用这个引脚作为标准I/O 线。

4复位

复位操作将使用户接口寄存器恢复其缺省状态在每一个外围的用户接口中定义 并强制ARM7TDMI从地址0执行对下一条指令的取指操作。除了程序计数器之外的其它ARM7TDMI寄存器则没有定义复位状态。

5 NT引脚

NT是低电平激活的输入引脚。它被异步激活但是从复位退出是与MCK内部同步的。 MCK I上出现的信号必须在NT上升沿之前最少10个时钟周期内有效 以确保操作的正确性。第1个取指操作出现在NT 上升沿之后的80个时钟周期。

6看门狗定时器复位

看门狗定时器可以被编程用来产生1个内部复位。在这种情况下的复位操作与激活NT引脚有同样的效果但是引脚BMS和NTR I不被采样。引导模式和三态模式不被更新。如果NT引脚被激活并且看门狗定时器触发内部复位那么NT引脚具有优先权。

7仿真功能

◇三态模式

AT91 FR40162微控制器提供了1个用于调试目的的三态模式。它使能仿真探头与目标板连接而不必先从目标板焊下器件。在三态模式下 AT91 R40008微控制器的所有输出引脚驱动器都是禁止的。在三态模式下提供通过外部引脚对Flash的直接访问。这就使得在装配板子之前可以使用传统的Flash编程器对Flash进行编程。为了进入三态模式 NT R I引脚必须在NT上升沿之前的最后10个时钟周期内保持低电平。对于正常的操作 NTRI引脚必须通过1个高达400kΩ的电阻