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1 第1章 SPCE061A 單晶片簡介
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第1章
SPCE061A 單晶片簡介
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電腦硬體組成
輸入單元(input unit)
輸出單元(output unit)
控制單元(control unit)
算術邏輯單元(arithmetic logic unit)
記憶單元(memory unit)
註：ＣＰＵ=ＡＬＵ+ＣＵ(Central Processing Unit)
每一單元可能由很多IC(晶片)組成
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微處理器
computer(電腦、計算機)microprocessor(微處理器)：將CU及ALU功能製作在一顆IC上，一顆IC有CPU功能，例80486,Pentium
microcomputer(微電腦)：以microprocessor 為核心，再加上ROM、RAM模組，及輸入輸出裝置所組成的電腦。例如一般桌上型PC、筆記型電腦等
microcontroller(微控器、單晶片微電腦)將CPU、ROM、RAM及IO埠、ADC、Timer、UART等元件製造在一顆IC晶片上，例8051
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匯流排種類
位址匯流排(address bus)：單向、決定主記憶體容量
資料匯流排(data bus)：雙向、決定ＣＰＵ一次存取資料寬度
控制匯流排(control bus)：單向、ＣＰＵ與外界溝通的信號線如：RD、WR、NMI、INTR、INTA、HOLD等
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匯流排種類示意圖
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常見微控器
Intel:8051Atmel:89C51,89S51Microchip:PIC16XX、PIC18XX、PIC24XX(16 bit)—資料busTI(德州儀器)—MSP430(16bit)、C6XXX(DSP)
SunPlus(凌陽)—SPCE061A(16bit)、SPCE3200(32bit)
Holtek(盛群)—46RXX、48FXX(8bit)
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8051特色
CPU:8 bit Freq:12MHz 1MIPS(12 clock)ROM:4KBRAM:128 BytesIO Port:32 PinTimer: 2組，16 bits (Timer0, Timer1)UART:1組中斷來源：5個
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一般微控器特色
CPU:8 bit /16bit/32 bitFreq:4/8/16/32/49MHz(RISC 架構，1 clock)ROM:4KB/32KB/64KB/128KBRAM:128 Bytes/2KB/4KBIO Port:32 PinTimer: 2組，16 bits 3組，4組UART: 1組、2組中斷來源：5個/14個/100個
WatchDog TimerADC/DAC(8ch/16ch, 10bit/12 bit解析度)USBEthernet
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μ＇nSP家族的模組式結構圖
μ’nSP™（Microcontroller and Signal Processor）16 位元微處理器晶片（以下簡稱μ’nSP™）
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μ＇nSP家族有以下特點
體積小、整合性高、可靠性好且易於擴展
具有較強的中斷處理能力
高性能價格比
功能強、效率高的指令系統
低消耗功率、低電壓
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SPCE061A 簡介
SPCE061A是繼凌陽科技μ＇nSP系列產品SPCE500A等之後推出的16位元結構的微控制器。
適用於數位語音辨識應用領域的選擇。
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SPCE061A性能(1)
16 位元μ＇nSP微處理器；工作電壓：VDD 為 2.6~3.6V(CPU), VDDH 為VDD~5.5V(I/O)；CPU 時脈：0.32MHz~49.152MHz；內建2K Words的SRAM(RAM)；內建32K Words的FLASH(ROM)；可程式音頻處理；系統處於備用狀態下(時脈處於停止狀態)，耗電小於2μ[email protected]；2個16位元可程式計時器/計數器(可自動預設初始計數值)；2個10位元DAC(數位-類比轉換)輸出通道；32位通用可程式輸入/輸出埠；14個中斷源可來自計時器A / B，時基；2個外部時脈輸入，鍵喚醒；具備觸鍵喚醒的功能；
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SPCE061A性能(2)
鎖相迴路(PLL)振盪器提供系統時脈信號；32768Hz即時時脈；7通道10位元電壓類比-數位轉換器(ADC)和1個單通道的聲音專用類比-數位轉換器；聲音類比-數位轉換器輸入通道，內建麥克風放大器和自動增益控制(AGC)電路；具備串列設備介面(UART)；具有低電壓重置(LVR)功能和低電壓監測(LVD)功能；內建線上模擬電路ICE（In- Circuit Emulator）介面；具有保密能力；具有看門狗(WatchDog)功能（由實際型號決定）。
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SPCE061A的結構
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SPCE061APLCC84 封裝排列圖
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SPCE061A PLCC84 實物圖
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SPCE061A LQFP80 封裝接腳排列圖
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接腳描述表
IOB9：TimerB 脈寬調變輸出接腳BPWMO輸入輸出58IOB9
IOB10：通用非同步串列資料發送接腳 Tx輸入輸出57IOB10
IOB10~0 除用作普通的 IO 埠，還可作為以下功能
IOB[15:11]：雙向IO 埠。輸入輸出50~54IOB[15:11]
IOA[7:0]：可透過程式，設定成喚醒接腳IOA[6:0]：與 ADC Line_In 輸入共用輸入輸出34~27IOA[7:0]
IOA[15:8]：雙向 IO 埠輸入輸出46~39IOA[15:8]
描 述類型接腳編號
接腳名稱
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接腳描述表
AGC 的控制接腳輸入16AGC
PLL的RC濾波器連接接腳輸入70VCOIN
32768Hz 晶體振盪輸出接腳輸出1X32O
32768Hz 晶體振盪輸入接腳輸入2X32I
DAC2 資料輸出接腳輸出13DAC2
DAC1 資料輸出接腳輸出12DAC1
IOB0：串列介面的時脈信號輸入輸出67IOB0
IOB1：串列介面的資料傳送接腳輸入輸出66IOB1
IOB2：外部中斷源 EXT1輸入輸出65IOB2
IOB3：外部中斷源 EXT2輸入輸出64IOB3
IOB4：外部中斷源 EXT1 的反饋接腳輸入輸出63IOB4
IOB5：外部中斷源 EXT2 的反饋接腳輸入輸出62IOB5
IOB6：雙向 IO 埠輸入輸出61IOB6
IOB7：通用非同步串列資料接收接腳Rx輸入輸出60IOB7
IOB8：TimerA 脈寬調變輸出接腳APWMO輸入輸出59IOB8
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接腳描述表
以低電位做有效的重置接腳輸入68/RESET
類比電路（A/D、D/A 和 2V 穩壓源）參考地輸入15AVSS
類比電路（A/D、D/A 和 2V 穩壓源）正向電壓輸入24AVDD
IO埠的參考地輸入35,36,48VSSIO
IO埠的正向電壓接腳輸入37,38,56VDDIO
邏輯電源和 IO埠的參考地輸入10,26,71VSS
邏輯電源的正向電壓輸入5,69VDD
AD參考電壓(由內部 ADC 產生)輸出22VADREF
麥克風電源輸出25VMIC
ADC Line_In通道的最高參考輸入電壓接腳輸入23VEXTREF
麥克風2階放大器輸入接腳輸入17OPI
麥克風1階放大器輸出接腳，接腳外接電阻決定AGC增益倍數輸出18MICOUT
電壓源 2.0V 產生 5mA 的驅動電流，可用作外部ADC Line_In 通道的最高參考輸入電壓，不可作為電壓源使用
輸出14V2VREF
麥克風正向輸入接腳輸入21MICP
麥克風負向輸入接腳輸入19MICN
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接腳描述表
程式保密設定腳。使用者慎重使用。輸入20,11PFUSE,PVIN【1】
正常使用時接地輸入6N/C
正常使用時接地輸入4N/C
正常使用時接地輸入55N/C
測試閃爍記憶體，正常模式時懸浮輸入47ROMT
測試模式時接高電位，正常模式時接地 GND 或懸浮輸入3TEST
ICE 串列介面資料接腳輸入輸出9ICESDA
ICE 串列介面時脈接腳輸入8ICECLK
啟動 ICE(高電位啟動)輸入7ICE
睡眠模式(高電位啟動)輸出49SLEEP
【1】可將 PFUSE 接 5V，PVIN 接 GND 並維持 1秒以上即可，將內部保險絲熔化，此後就無法讀取和寫入快閃記憶體。
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SPCE061A 系統的特性參數
DAC×2音頻輸出方式
IOB15~0並行 I/O 埠 B
IOA15~0並行 I/O 埠 A
32K 快閃記憶體 ROMROM 容量 (字)
2K 字(word)SRAM 容量
16位元μ＇nSP核心CPU
49.152MHz最大工作速率
2.6V~3.6V工作電壓
SPCE061A特性參數
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SPCE061A 系統的特性參數
具備觸鍵喚醒功能
具備中斷控制功能
具備省電功能
單通道麥克風放大器和自動增益控制
具備開機重置
具備內置 ICE 介面
具備低電壓監測
具備低電壓重定
具備晶體振盪電路
具備 (凌陽格式 )串列 SRAM 介面
7 通道10位元電壓類比/數位轉換器 (ADC)單通道聲音類比/數位轉換器 (ADC)ADC
具備UART
雙 16 位元加計數計時器/計數器雙通道 PWM 輸出計時器/計數器
IOA7~0其他中斷源
喚醒源
TimerA/B時脈信號產生器
外部中斷觸鍵喚醒
中斷源
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SPCE061A 最小系統原理圖
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使用者目標板、PROBE、電腦三者之間的連接圖
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PROBE實物連接圖
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下載線實物連接圖
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應用領域
家用電器控制器：冰箱、空調、洗衣機等白色家電儀器儀錶：數位儀錶（有語音提示功能）電錶、水錶、瓦斯工業控制智慧家居控制器通訊產品：多功能錄音電話、自動總機、語音信箱、數位錄音系統產品醫療設備、保健器械（電子血壓計、紅外體溫監測儀等）體育健身產品（跑步機等）電子書籍（兒童電子故事書類）、電子教學設備等語音識別類產品（語音識別遙控器、智慧語音互動式玩具等）
