微控制器（MCU）架構介紹

三. Key Scan;

四. LED Scan;

五. Frequency output;

六. Pulse Reading;

七. APO (Auto Power OFF)等。 計數器

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

一、另一種 Time Base，外加固定頻率; 二、計數器; 三、可規劃成另一種立即中斷輸入;

四、計速器(Speed Meter)、轉速表(Tachometer)。 中斷中斷(Interrupt)用來(lái)處理立即事件、或列為優(yōu)先處理之事件，負責時(shí)間計數器超時(shí)中斷、及 外部事件產(chǎn)生中斷請求等工作。大部分微控制器的中斷處理系統是多層的，內設有中斷優(yōu)先 級電路，以決定先后順序。常應用于:

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

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

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

串行輸出(Serial I/O)

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

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

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

◆SPI(Serial Peripheral Interface):Motorola;

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

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

◆Microwire/Plus:National Semiconductor;

液晶驅動(dòng)裝置(LCD Driver)

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

螢光管驅動(dòng)裝置(VFT Driver)

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

OSD對于電視及監視器人性化接口是不可缺少的功能之一，OSD(On Screen Display)部分顯示 回路為接收水平同步信號(H-Sync)及垂直同步信號(V-Sync)，再將信號透過(guò) RGB 及Blanking 將屏幕信息送出，其顯示顏色至多可達八種。各微控制器指令執行速率會(huì )造成 OSD的顯示行數及字段的不同，顯示行數由二行至數十行，字段則由 15~26 個(gè)字符或更多，通 常執行速率較快者可顯示較多的行數、字段，速率較慢者在顯示上會(huì )有直接的受限。

模擬轉換數字接口(ADC)

由于微控制器諸多應用上，需要偵測外部環(huán)境狀況，做為處理數據上的參考，如在 TV 應用 方面其調諧器(Tuner)之自動(dòng)頻率控制(Auto Frequency Control)訊號，即為電壓訊號，其它 如溫度之偵測也多是轉換為電壓訊號，所以模擬/數字轉換(Analog to Digital Converter)的應 用在工業(yè)及消費電子上都很廣泛。

模擬之場(chǎng)合是如此頻繁，所以各廠(chǎng)家提供模擬/數字之轉換便成為一般之標準規格(如HOLTEK HT46XX 系列)，雖然如此，對于模擬/數字之分辨率各家差異很大，由 3 位~10 位 皆有，視各不同需求而異。雖然提供的轉換信道有很多，通常內部?jì)H有一個(gè)電路處理，靠選 擇器切換，對于時(shí)間考慮不是特別強調之應用上，不致有太大之影響。

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

數字轉換模擬接口(DAC)

在控制模擬組件需要模擬訊號，以微控制器而言,就必須內建數字/模擬轉換(Digital toAnalog Converter)來(lái)因應.其內部由數字/模擬轉換緩存器及一階梯電阻構成,數字/模擬的分 辨率各為 8 位.在一個(gè) 8 位/參考電壓為 5V 的微控制器,假設一個(gè)數字值 60 轉換成模擬值的 計算方式是(60/256x5Volts)=1.171875V例如應用在鎖相回路上，VCO(電壓控制振蕩器)即可用 DAC 做控制。另外 Voice IC 也是利用原先將語(yǔ)音錄制成數字資料,然后用 DAC 方式將數字資料音頻轉換還原模擬語(yǔ)音訊號。 脈寬調變(PWM)其目的也是以數字輸出搭配外圍回路，達到模擬的效果，其組成有前置配器(Pre-divider)、 計數器(Counter)、數據閂鎖(Data Latches)、及比較電路(Compare Circuits)等。PWM(Pulse Width Modulation)分辨率由程控，當然在一般的 I/O 埠 亦可用時(shí)間及 Duty Cycle 計算技巧來(lái)達成 PWM 之功能，但反應速度會(huì )受到限制，且以今 日各大半導體廠(chǎng)家皆提供其 PWM 功能之微控制器就便利性而言 (如 HOLTEK HT46XX 系 列)，實(shí)在不需再將心思放在 PWM 之撰寫(xiě)上,以減輕軟件的負擔。而 PWM 之功能由 6 位~14 位之分辨率，適合各種不同的需求。

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

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

(Watchdog timer)是用來(lái)監看微控制器是否為不正常的當機，許多微控制器都已把它列為標準配備。

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