一种用于防水开关的微控制器的制造方法
一种用于防水开关的微控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是一种单片机，具体涉及一种用于防水开关的微控制器。
【背景技术】
[0002]微控制器是将微型计算机的主要部分集成在一个芯片上的单芯片微型计算机，经过这几年的发展，其性能越来越强大，使其应用无处不在，遍及各个领域，例如电机控制、游戏设备、电话、楼宇安全与门禁控制、工业控制与自动化等，而在防水开关的实际应用领域中，微控制器存在抗干扰性能差，输出信号精度不高，功耗高，成本过高的问题，且普通开关暴露在水里，由于水导电，单片机认为开关是导通的，以为有按键按下去，导致误动作，基于此，设计一种用于防水开关的微控制器还是很有必要的。
【实用新型内容】
[0003]针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种用于防水开关的微控制器，结构简单，设计合理，降低了生产成本，具有很高的抗干扰性能，输出信号精度高，降低了功耗，实用性强。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现:一种用于防水开关的微控制器，包括算数逻辑单元、工作寄存器、系统中断单元、系统复位单元、四级堆栈、程序计数器、程序存储器、指令译码器、用户数据区、1端口控制单元、低电压检测模块、数模转换模块、0.3V按键、第一定时器和第二定时器，工作寄存器、指令译码器均接算数逻辑单元，程序计数器分别接四级堆栈、程序存储器，程序存储器接指令译码器，接算数逻辑单元、工作寄存器、系统中断单元、系统复位单元、程序计数器、用户数据区、1端口控制单元、低电压检测模块、数模转换模块、0.3V按键、第一定时器和第二定时器均与总线连接。
[0005]作为优选，所述的系统中断单元由外部中断模块、低电压中断模块、键盘中断模块、定时器中断模块和ADC转换中断模块连接，低电压中断模块、键盘中断模块、ADC转换中断模块通过总线分别与低电压检测模块、0.3V按键、数模转换模块连接，定时器中断模块通过总线与第一定时器和第二定时器连接。
[0006]作为优选，所述的系统复位单元由上电复位模块、欠压复位模块、外部复位模块、看门狗组成，任何一种复位发生时，系统将会重新从0000H地址处开始执行指令，另外系统还会将所有的寄存器重置为默认初始值。
[0007]作为优选，所述的微控制器的P03 口为0.3V按键的检测口，P03 口外接IK Ω对地电阻不触发，外接500 Ω对地电阻触发，该功能触发可唤醒stop状态，且该功能需在系统时钟切为低频时钟时才有效，0.3V按键可以判断这个导通的电阻大小，如果是水电阻，则忽略掉，防止误操作。
[0008]本实用新型的有益效果:生产成本低，具有很高的抗干扰性能，输出信号精度高，降低了功耗，实用性强，应用前景广阔。
【附图说明】
[0009]下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本实用新型；
[0010]图1为本实用新型的系统框图。
【具体实施方式】
[0011]为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本实用新型。
[0012]参照图1，本【具体实施方式】采用以下技术方案:一种用于防水开关的微控制器，包括算数逻辑单元1、工作寄存器2、系统中断单元3、系统复位单元4、四级堆栈5、程序计数器6、程序存储器7、指令译码器8、用户数据区9、1端口控制单元10、低电压检测模块11、数模转换模块12、0.3V按键13、第一定时器14和第二定时器15，工作寄存器2、指令译码器8均接算数逻辑单元1，程序计数器6分别接四级堆栈5、程序存储器7，程序存储器7接指令译码器8，接算数逻辑单元1、工作寄存器2、系统中断单元3、系统复位单元4、程序计数器
6、用户数据区9、10端口控制单元10、低电压检测模块11、数模转换模块12、0.3V按键13、第一定时器14和第二定时器15均与总线连接。
[0013]值得注意的是，所述的系统复位单元4由上电复位模块401、欠压复位模块402、外部复位模块403、看门狗404组成，任何一种复位发生时，系统将会重新从0000H地址处开始执行指令，另外系统还会将所有的寄存器重置为默认初始值；上电复位模块401和欠压复位模块402会关闭系统主时钟的振荡器，复位解除后才重新打开振荡器，由于振荡器起振和稳定需要一定的时间，所以系统会在1024个时钟周期后开始重新工作；外部复位模块403、看门狗404不会关闭系统主时钟振荡器，所以复位解除后两个时钟周期后即开始工作。
[0014]此外，所述的系统中断单元3由外部中断模块301、低电压中断模块302、键盘中断模块303、定时器中断模块304和ADC转换中断模块305连接，低电压中断模块302、键盘中断模块303、ADC转换中断模块305通过总线分别与低电压检测模块11、0.3V按键13、数模转换模块12连接，定时器中断模块304通过总线与第一定时器14和第二定时器15连接外部中断、键盘中断、定时器中断等可被CPU状态寄存器MCR的GIE位屏蔽，中断响应过程如下:
[0015](I)当发生中断请求时，CPU将相关下一条要执行的指令的地址压栈保存(累加器A和状态寄存器需要软件保护)，对中断屏蔽位GIE清0，禁止中断响应，与复位不同，硬件中断不停止当前指令的执行，而是暂时挂起中断直到当前指令执行完成；
[0016](2) CPU执行中断时，程序跳到中断向量0008H地址开始执行中断代码，中断代码应该先保存累加器A和状态寄存器，然后判断是哪一个中断响应；
[0017](3)执行中断内容后应该恢复累加器A和状态寄存器，然后执行RETIE返回主程序，这时，从堆栈取出PC的值，然后从中断发生时的那条指令的后一条指令继续执行。
[0018]本【具体实施方式】0.3V按键13的检测口对应微控制器的P03 口，P03 口外接IK Ω对地电阻不触发，外接500 Ω对地电阻触发，该功能触发可唤醒stop状态，且该功能需在系统时钟切为低频 时钟时才有效，该功能使用时需要把P03 口的模拟输入通道打开，0.3V按键13针对开关暴露在水里而设计，由于水本身是导体，存在一定的电阻值，普通开关暴露在水里，由于水导电，单片机认为开关是导通的，以为有按键按下去，导致误动作，而0.3V按键13可以判断这个导通的电阻大小，如果是水电阻，则忽略掉，有效防止误操作。
[0019]本【具体实施方式】为8位CPU内核，精简指令集，高频模式下2T/4T/8T/16T可设；低频工作模式下为2T ;存储器为4K*16程序存储器空间，128字节通用数据寄存器空间(4Κ模式:0000H-0FDra，2K 模式:0000H-07Dra，IK 模式:0000H-03DFH)可通过 INDF3 间接读取，支持4次1K*16烧录、2次2Κ*16烧录；4级深度硬件堆栈，当程序响应中断或执行子程序调用指令时CPU会将PC自动压栈，当运行子程序返回指令时，栈顶数据赋予PC ;工作寄存器2分为三个区:快速通用寄存器区GPR(128Byte空间)、特殊功能寄存器区SFR和扩展寄存器区，必须使用间接寻址模式进行寻址。
[0020]1端口控制单元10设置有一组8位可配置输入输出端口 PO。P06、P00分别和模拟通道AN6、AN60复用，P04/P05可作为ADC内部基准输出，也可作为外部正负端基准源输入，P02和POl设置为输入端口时，可配置为第一定时器14和第二定时器15的外部时钟输入，也可作为INTO和INTl的外部中断输入口 ；P07可作为键盘入口，端口是否选择该功能可通过KBCR单独设置。
[0021]本【具体实施方式】支持高速工作模式、低速工作模式、休眠模式、HOLD模式I和HOLD模式2共有无种工作模式，其中休眠模式、HOLD模式I和HOLD模式2均为低功耗工作模式，低功耗工作模式在休眠功耗小于lUa，H0LD模式小于10Ua，0.3V按键使能功耗小于50Ua的条件下进入，可根据使用需求在各种不同的工作模式中切换，STOP指令可使MCU进入低功耗模式，同时对MCU会产生影响:根据不同模式停止相应振荡器振荡、RAM内容保持不变、所有的输入输出端口保持不变、定时器根据其工作模式，可以保持继续工作；而以下情况可使MCU退出低功耗模式:有外部中断请求发生、定时器溢出中断请求发生和复位；MCU退出低功耗模式后经过振荡等待(外部低频晶振等待1024个周期，内部高频等待32个周期，内部低频等待4个周期)然后开始工作。
[0022]本【具体实施方式】生产成本低，具有很高的抗干扰性能，输出信号精度高，有效降低了功耗，实用性更强，具有广阔的市场应用前景。
[0023]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种用于防水开关的微控制器，其特征在于，包括算数逻辑单元(I)、工作寄存器(2)、系统中断单元(3)、系统复位单元(4)、四级堆栈(5)、程序计数器(6)、程序存储器(7)、指令译码器(8)、用户数据区(9)、1端口控制单元(10)、低电压检测模块(11)、数模转换模块(12)、0.3V按键(13)、第一定时器(14)和第二定时器(15)，工作寄存器(2)、指令译码器(8)均接算数逻辑单元(I)，程序计数器(6)分别接四级堆栈(5)、程序存储器(7)，程序存储器(7)接指令译码器(8)，接算数逻辑单元(I)、工作寄存器(2)、系统中断单元(3)、系统复位单元(4)、程序计数器(6)、用户数据区(9)、10端口控制单元(10)、低电压检测模块(11)、数模转换模块(12)、0.3V按键(13)、第一定时器(14)和第二定时器(15)均与总线连接。2.根据权利要求1所述的一种用于防水开关的微控制器，其特征在于，所述的系统复位单元(4)由上电复位模块(401)、欠压复位模块(402)、外部复位模块(403)、看门狗(404)组成。3.根据权利要求1所述的一种用于防水开关的微控制器，其特征在于，所述的系统中断单元(3)由外部中断模块(301)、低电压中断模块(302)、键盘中断模块(303)、定时器中断模块(304)和ADC转换中断模块(305)连接，低电压中断模块(302)、键盘中断模块(303)、ADC转换中断模块(305)通过总线分别与低电压检测模块(11)、0.3V按键(13)、数模转换模块(12)连接，定时器中断模块(304)通过总线与第一定时器(14)和第二定时器(15)连接。4.根据权利要求1所述的一种用于防水开关的微控制器，其特征在于，所述的微控制器的P03 口为0.3V按键(13)的检测口，P03 口外接IK Ω对地电阻不触发，外接500 Ω对地电阻触发。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于防水开关的微控制器，它涉及一种单片机。它包括算数逻辑单元、工作寄存器、系统中断单元、系统复位单元、四级堆栈、程序计数器、程序存储器、指令译码器、用户数据区、IO端口控制单元、低电压检测模块、数模转换模块、0.3V按键、定时器，工作寄存器、指令译码器均接算数逻辑单元，程序计数器分别接四级堆栈、程序存储器，程序存储器接指令译码器，接算数逻辑单元、工作寄存器、系统中断单元、系统复位单元、程序计数器、用户数据区、IO端口控制单元、低电压检测模块、数模转换模块、0.3V按键、第一定时器和第二定时器均与总线连接。本实用新型生产成本低，抗干扰性能强，输出信号精度高，降低功耗，实用性强。
【IPC分类】G05B19/04
【公开号】CN204695024
【申请号】CN201520367087
【发明人】沈怿皓, 于涛, 林茂
【申请人】上海中基国威电子有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月1日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是一种单片机，具体涉及一种用于防水开关的微控制器。
【背景技术】
[0002]微控制器是将微型计算机的主要部分集成在一个芯片上的单芯片微型计算机，经过这几年的发展，其性能越来越强大，使其应用无处不在，遍及各个领域，例如电机控制、游戏设备、电话、楼宇安全与门禁控制、工业控制与自动化等，而在防水开关的实际应用领域中，微控制器存在抗干扰性能差，输出信号精度不高，功耗高，成本过高的问题，且普通开关暴露在水里，由于水导电，单片机认为开关是导通的，以为有按键按下去，导致误动作，基于此，设计一种用于防水开关的微控制器还是很有必要的。
【实用新型内容】
[0003]针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种用于防水开关的微控制器，结构简单，设计合理，降低了生产成本，具有很高的抗干扰性能，输出信号精度高，降低了功耗，实用性强。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现:一种用于防水开关的微控制器，包括算数逻辑单元、工作寄存器、系统中断单元、系统复位单元、四级堆栈、程序计数器、程序存储器、指令译码器、用户数据区、1端口控制单元、低电压检测模块、数模转换模块、0.3V按键、第一定时器和第二定时器，工作寄存器、指令译码器均接算数逻辑单元，程序计数器分别接四级堆栈、程序存储器，程序存储器接指令译码器，接算数逻辑单元、工作寄存器、系统中断单元、系统复位单元、程序计数器、用户数据区、1端口控制单元、低电压检测模块、数模转换模块、0.3V按键、第一定时器和第二定时器均与总线连接。
[0005]作为优选，所述的系统中断单元由外部中断模块、低电压中断模块、键盘中断模块、定时器中断模块和ADC转换中断模块连接，低电压中断模块、键盘中断模块、ADC转换中断模块通过总线分别与低电压检测模块、0.3V按键、数模转换模块连接，定时器中断模块通过总线与第一定时器和第二定时器连接。
[0006]作为优选，所述的系统复位单元由上电复位模块、欠压复位模块、外部复位模块、看门狗组成，任何一种复位发生时，系统将会重新从0000H地址处开始执行指令，另外系统还会将所有的寄存器重置为默认初始值。
[0007]作为优选，所述的微控制器的P03 口为0.3V按键的检测口，P03 口外接IK Ω对地电阻不触发，外接500 Ω对地电阻触发，该功能触发可唤醒stop状态，且该功能需在系统时钟切为低频时钟时才有效，0.3V按键可以判断这个导通的电阻大小，如果是水电阻，则忽略掉，防止误操作。
[0008]本实用新型的有益效果:生产成本低，具有很高的抗干扰性能，输出信号精度高，降低了功耗，实用性强，应用前景广阔。
【附图说明】
[0009]下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本实用新型；
[0010]图1为本实用新型的系统框图。
【具体实施方式】
[0011]为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本实用新型。
[0012]参照图1，本【具体实施方式】采用以下技术方案:一种用于防水开关的微控制器，包括算数逻辑单元1、工作寄存器2、系统中断单元3、系统复位单元4、四级堆栈5、程序计数器6、程序存储器7、指令译码器8、用户数据区9、1端口控制单元10、低电压检测模块11、数模转换模块12、0.3V按键13、第一定时器14和第二定时器15，工作寄存器2、指令译码器8均接算数逻辑单元1，程序计数器6分别接四级堆栈5、程序存储器7，程序存储器7接指令译码器8，接算数逻辑单元1、工作寄存器2、系统中断单元3、系统复位单元4、程序计数器
6、用户数据区9、10端口控制单元10、低电压检测模块11、数模转换模块12、0.3V按键13、第一定时器14和第二定时器15均与总线连接。
[0013]值得注意的是，所述的系统复位单元4由上电复位模块401、欠压复位模块402、外部复位模块403、看门狗404组成，任何一种复位发生时，系统将会重新从0000H地址处开始执行指令，另外系统还会将所有的寄存器重置为默认初始值；上电复位模块401和欠压复位模块402会关闭系统主时钟的振荡器，复位解除后才重新打开振荡器，由于振荡器起振和稳定需要一定的时间，所以系统会在1024个时钟周期后开始重新工作；外部复位模块403、看门狗404不会关闭系统主时钟振荡器，所以复位解除后两个时钟周期后即开始工作。
[0014]此外，所述的系统中断单元3由外部中断模块301、低电压中断模块302、键盘中断模块303、定时器中断模块304和ADC转换中断模块305连接，低电压中断模块302、键盘中断模块303、ADC转换中断模块305通过总线分别与低电压检测模块11、0.3V按键13、数模转换模块12连接，定时器中断模块304通过总线与第一定时器14和第二定时器15连接外部中断、键盘中断、定时器中断等可被CPU状态寄存器MCR的GIE位屏蔽，中断响应过程如下:
[0015](I)当发生中断请求时，CPU将相关下一条要执行的指令的地址压栈保存(累加器A和状态寄存器需要软件保护)，对中断屏蔽位GIE清0，禁止中断响应，与复位不同，硬件中断不停止当前指令的执行，而是暂时挂起中断直到当前指令执行完成；
[0016](2) CPU执行中断时，程序跳到中断向量0008H地址开始执行中断代码，中断代码应该先保存累加器A和状态寄存器，然后判断是哪一个中断响应；
[0017](3)执行中断内容后应该恢复累加器A和状态寄存器，然后执行RETIE返回主程序，这时，从堆栈取出PC的值，然后从中断发生时的那条指令的后一条指令继续执行。
[0018]本【具体实施方式】0.3V按键13的检测口对应微控制器的P03 口，P03 口外接IK Ω对地电阻不触发，外接500 Ω对地电阻触发，该功能触发可唤醒stop状态，且该功能需在系统时钟切为低频 时钟时才有效，该功能使用时需要把P03 口的模拟输入通道打开，0.3V按键13针对开关暴露在水里而设计，由于水本身是导体，存在一定的电阻值，普通开关暴露在水里，由于水导电，单片机认为开关是导通的，以为有按键按下去，导致误动作，而0.3V按键13可以判断这个导通的电阻大小，如果是水电阻，则忽略掉，有效防止误操作。
[0019]本【具体实施方式】为8位CPU内核，精简指令集，高频模式下2T/4T/8T/16T可设；低频工作模式下为2T ;存储器为4K*16程序存储器空间，128字节通用数据寄存器空间(4Κ模式:0000H-0FDra，2K 模式:0000H-07Dra，IK 模式:0000H-03DFH)可通过 INDF3 间接读取，支持4次1K*16烧录、2次2Κ*16烧录；4级深度硬件堆栈，当程序响应中断或执行子程序调用指令时CPU会将PC自动压栈，当运行子程序返回指令时，栈顶数据赋予PC ;工作寄存器2分为三个区:快速通用寄存器区GPR(128Byte空间)、特殊功能寄存器区SFR和扩展寄存器区，必须使用间接寻址模式进行寻址。
[0020]1端口控制单元10设置有一组8位可配置输入输出端口 PO。P06、P00分别和模拟通道AN6、AN60复用，P04/P05可作为ADC内部基准输出，也可作为外部正负端基准源输入，P02和POl设置为输入端口时，可配置为第一定时器14和第二定时器15的外部时钟输入，也可作为INTO和INTl的外部中断输入口 ；P07可作为键盘入口，端口是否选择该功能可通过KBCR单独设置。
[0021]本【具体实施方式】支持高速工作模式、低速工作模式、休眠模式、HOLD模式I和HOLD模式2共有无种工作模式，其中休眠模式、HOLD模式I和HOLD模式2均为低功耗工作模式，低功耗工作模式在休眠功耗小于lUa，H0LD模式小于10Ua，0.3V按键使能功耗小于50Ua的条件下进入，可根据使用需求在各种不同的工作模式中切换，STOP指令可使MCU进入低功耗模式，同时对MCU会产生影响:根据不同模式停止相应振荡器振荡、RAM内容保持不变、所有的输入输出端口保持不变、定时器根据其工作模式，可以保持继续工作；而以下情况可使MCU退出低功耗模式:有外部中断请求发生、定时器溢出中断请求发生和复位；MCU退出低功耗模式后经过振荡等待(外部低频晶振等待1024个周期，内部高频等待32个周期，内部低频等待4个周期)然后开始工作。
[0022]本【具体实施方式】生产成本低，具有很高的抗干扰性能，输出信号精度高，有效降低了功耗，实用性更强，具有广阔的市场应用前景。
[0023]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种用于防水开关的微控制器，其特征在于，包括算数逻辑单元(I)、工作寄存器(2)、系统中断单元(3)、系统复位单元(4)、四级堆栈(5)、程序计数器(6)、程序存储器(7)、指令译码器(8)、用户数据区(9)、1端口控制单元(10)、低电压检测模块(11)、数模转换模块(12)、0.3V按键(13)、第一定时器(14)和第二定时器(15)，工作寄存器(2)、指令译码器(8)均接算数逻辑单元(I)，程序计数器(6)分别接四级堆栈(5)、程序存储器(7)，程序存储器(7)接指令译码器(8)，接算数逻辑单元(I)、工作寄存器(2)、系统中断单元(3)、系统复位单元(4)、程序计数器(6)、用户数据区(9)、10端口控制单元(10)、低电压检测模块(11)、数模转换模块(12)、0.3V按键(13)、第一定时器(14)和第二定时器(15)均与总线连接。2.根据权利要求1所述的一种用于防水开关的微控制器，其特征在于，所述的系统复位单元(4)由上电复位模块(401)、欠压复位模块(402)、外部复位模块(403)、看门狗(404)组成。3.根据权利要求1所述的一种用于防水开关的微控制器，其特征在于，所述的系统中断单元(3)由外部中断模块(301)、低电压中断模块(302)、键盘中断模块(303)、定时器中断模块(304)和ADC转换中断模块(305)连接，低电压中断模块(302)、键盘中断模块(303)、ADC转换中断模块(305)通过总线分别与低电压检测模块(11)、0.3V按键(13)、数模转换模块(12)连接，定时器中断模块(304)通过总线与第一定时器(14)和第二定时器(15)连接。4.根据权利要求1所述的一种用于防水开关的微控制器，其特征在于，所述的微控制器的P03 口为0.3V按键(13)的检测口，P03 口外接IK Ω对地电阻不触发，外接500 Ω对地电阻触发。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于防水开关的微控制器，它涉及一种单片机。它包括算数逻辑单元、工作寄存器、系统中断单元、系统复位单元、四级堆栈、程序计数器、程序存储器、指令译码器、用户数据区、IO端口控制单元、低电压检测模块、数模转换模块、0.3V按键、定时器，工作寄存器、指令译码器均接算数逻辑单元，程序计数器分别接四级堆栈、程序存储器，程序存储器接指令译码器，接算数逻辑单元、工作寄存器、系统中断单元、系统复位单元、程序计数器、用户数据区、IO端口控制单元、低电压检测模块、数模转换模块、0.3V按键、第一定时器和第二定时器均与总线连接。本实用新型生产成本低，抗干扰性能强，输出信号精度高，降低功耗，实用性强。
【IPC分类】G05B19/04
【公开号】CN204695024
【申请号】CN201520367087
【发明人】沈怿皓, 于涛, 林茂
【申请人】上海中基国威电子有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月1日
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