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低功耗 8051 系列

NuMicro® ML51 低功耗系列為內建 Flash 的增強型 1T 8051 內核微控制器,正常運行模式典型功耗可達 80 μA / MHz 以及休眠模式下功耗可低於 1 μA。此系列最高速可達 24 MHz,並內建 38.4 kHz 低速內部振盪器,支援寬電壓工作範圍 1.8V 至 5.5V,工作溫度:- 40 ℃ 至 105 ℃。

NuMicro® ML51 系列不只是低功耗更富含多種特色像是 12 位 500 KSPS SAR ADC 以及多達兩組比較器、內建四階參考電壓可供 ADC 與 ACMP 使用、並內建 DMA 加速資料的傳輸以減輕 CPU 負擔。此外NuMicro® ML51 系列含有高集成度外設 ,如兩組串口、兩組 smart card 介面、兩組 I²C 與兩組 SPI。

NuMicro® ML51 內建 16 KB ~ 64 KB Flash 記憶體、以及 1 ~ 4 KB SRAM。管腳從 10 pin 到 64 pin 提供多種封裝,並與 32 位微控制器同封裝腳位相容,讓選型升級更加便利。

目標應用 :

穿戴式裝置、家庭自動化、物聯網裝置、消防煙感、電池管理、遙控器、無線充電等。

主要特徵

CPU
  - 全靜態 8 位元 1T 8051 內核 CMOS 微控制器
  - 指令集全相容 MCS-51
  - 4 級優先順序中斷配置
  - 雙數據指針 ( DPTRs )
     
工作條件
  - 寬電壓工作範圍 1.8V 至 5.5V
  - 寬工作頻率最高至 24 MHz
  - 工業級工作溫度 - 40 ℃ 至 + 105 ℃
   
低功耗特性
  - 正常運行模式典型功耗 80 μA/ MHz
  - 低功耗運行模式典型功耗 15 μA
  - 低功耗空閒模式功耗不超過 13 μA
  - 掉電模式典型功耗小於 1 μA
  - 掉電模式下喚醒時間為 10 us ( HIRC 運行 )
     
記憶體
  - 最大到 64 / 32 / 16 / 8 K 位元組 APROM, 用於使用者代碼
  - 可配置 4 K / 3 K / 2 K / 1 K 位元組 LDROM, 用於啟動系統程式設計 ( ISP ) 代码
  - APROM 中應用程式設計 ( IAP ) 記憶體 128 位元組沒頁累加
  - Flash 記憶體 100,000 次擦寫壽命
  - 代碼安全加密
  - 256 位元組片上 RAM
  - 額外 4/2/1 K 位元組片上輔助 RAM ( XRAM ),通過 MOVX 指令訪問
     
PDMA
  - 三種模式:外部設備到記憶體, 記憶體到外部設備,和記憶體到記憶體傳輸
  - 所有模式下源位址和目標位址必須字對齊
  - 記憶體到記憶體模式:傳輸長度必須字對齊
  - 外部設備到記憶體和記憶體到外部設備模式:傳輸資料長度可以位元組對齊
  - 外部設備到記憶體和記憶體到外部設備模式:傳輸資料寬度位元組對齊
   
時鐘源
  - 24 MHz 高速內部振盪器 ( HIRC ) ± 1 % 精度等級 (25 °C, 3.3 V) 全工作條件範圍下精度 ± 5 % 精度等級
  - 38.4 kHz 低速內部振盪器 ( LIRC ) ± 1 % 精度等級 (25 °C, 3.3 V) 全工作條件範圍下精度 ± 10 % 精度等級
  - 外置 4 ~ 24 MHz ( HXT ) 晶振輸入為精密定時操作
  - 外置 32.768 kHz ( LXT ) 晶振輸入
  - 運行中可通過軟體對時鐘源切
  - 可程式設計系統時鐘分頻器從 1/2, 1/4, 1/6, 1/8…, 最高到 1/512
     
外設
  - 多達 56 個通用輸入輸出引腳。所有輸出引腳具有獨立的 2 級電平轉換速率控制
  - 8 通道GPIO中斷,具備邊緣/電平檢測,全部 56 個 GPIO 均可配置為輸入源之一
  - 標準中斷引腳和相容標準 8051
  - 兩組 16 位定時/計數器 0 和 1 相容標準 8051
  - 一組 16 位計時器 2 帶 3 通道輸入捕獲模組
  - 一組 16 位自動重載計時器 3 ,可作為 UARTs 的串列傳輸速率時鐘源
  - 一組可程式設計看門狗計時器 (WDT) 由專用 38.4 kHz LIRC提供時鐘
  - 一組專用的自喚醒計時器 (WKT) 用於為節省功耗的自我計時器喚醒功能,由 38.4 kHz LIRC 或 32.768 kHz LXT 提供時鐘源
  - 兩組全雙工串口,帶有幀錯誤偵測及自動位址辨識功能。TXD 及 RXD 腳可通過軟體更換管腳位置
  - 兩組智慧卡介面支援 ISO7816-3 相容 T=0 , T=1 和支援全雙工 UART 模式
  - 兩組 SPI 埠支援主機和從機模式,當系統時鐘為 24 MHz 時傳輸速率高達 6 Mbps
  - 兩組 I²C 匯流排支援主機和從機模式,資料傳輸率高達 400 kpbs
  - 6 組,12 通道脈寬調製器(PWM)輸出,高達 16 位解析度,為電機控制提供不同模式和故障刹車功能。16 位 PWM 計數器用作獨立帶中斷的計時器
  - 兩組比較器支援遲滯功能
  - 一組 12 位 ADC,當 VDD 大於 2.5 V 轉換速率高達 500 Ksps,硬體觸發和轉換結果比較便於電機控制
     
電源監視器
  - 欠壓檢測 ( BOD ) 可用於低功耗模式,7 個級別可選,可配置中斷或重定
  - 上電復位 ( POR )
  - 低電復位 ( LVR )
     
強效抗 ESD 和 EFT 能力
  - ESD HBM 通過 8 kV
  - EFT > ± 4.4 kV
  - 閂鎖測試通過 150 mA
     
開發工具
  - Nuvoton Nu-Link 基於 KEILTM  和 IAR 開發環境
  - Nuvoton 電路程式設計 (Nu-Link)
  - Nuvoton 在系統程式設計 (ISP) 通過 UART