Z86C33/C43：CMOS Z8 MCU消費控制器處理器的技術剖析

在電子設計領域，微控制器（MCU）是眾多項目的核心組件。今天，我們來深入探討Zilog公司的Z86C33/C43 CMOS Z8 MCU消費控制器處理器，它具備諸多特性，能為設計帶來更多的靈活性和高效性。

文件下載：Z86C3312PECR2035.pdf

一、產品概述

Z86C33/C43屬于Zilog的Z88 MCU單芯片家族，擁有增強的喚醒電路、可編程看門狗定時器（WDT）以及低噪聲/EMI選項。這些特性使得它在設計上更加高效、經濟，并且為用戶提供了比標準Z8微控制器核心更大的設計靈活性。

1. 基本參數

它采用3.0 - 5.5伏的工作電壓范圍，時鐘自由看門狗定時器（WDT）復位功能，工作溫度范圍為 -40°C 至 +105°C，還具備擴展寄存器文件（ERF）。

二、功能特性

1. 輸入/輸出能力

Z86C33提供24個輸入/輸出引腳，Z86C43提供32個輸入/輸出引腳。這些引腳可在軟件控制下進行配置，能提供定時、狀態信號、帶或不帶握手的并行I/O以及用于連接外部存儲器的地址/數據總線。

2. 計數器/定時器

該處理器提供兩個片上計數器/定時器，具有大量用戶可選模式，能減輕系統處理實時任務（如計數/定時和數據通信）的負擔。

3. 中斷系統

具備向量式、優先級中斷，極性可編程，有六個不同的中斷源，可通過中斷屏蔽寄存器全局或單獨啟用或禁用中斷請求。

4. 模擬比較器

擁有兩個模擬比較器，可處理P31和P32上的模擬信號，參考電壓為P33上的電壓。

5. 時鐘和振蕩器

片上振蕩器可連接晶體、陶瓷諧振器、LC、RC或外部時鐘，晶體應選用AT切割，最大16 MHz，串聯電阻（RS）小于等于100歐姆。

6. 復位功能

支持多種復位方式，包括上電復位、看門狗定時器復位、停止模式恢復和外部復位。上電復位電路內置，無需外部復位電路。

7. 存儲保護

具備ROM保護和RAM保護功能，ROM保護可防止在外部程序模式下執行特定指令讀取內部程序存儲器，RAM保護可防止對RAM地址空間的特定部分進行寫入操作。

三、引腳功能

1. 特殊引腳

• /ROMless：僅Z86C43有此引腳，連接到GND時禁用內部ROM，使設備作為Z86C90無ROM的Z8工作。
• /DS：數據選通信號，用于外部存儲器傳輸，僅Z86C43有此引腳。
• /AS：地址選通信號，用于外部存儲器傳輸，僅Z86C43有此引腳。
• XTAL1和XTAL2：用于連接晶體、陶瓷諧振器、LC、RC網絡或外部時鐘。
• R/W：讀寫信號，僅Z86C43有此引腳。

2. 端口功能

• Port 0：8位雙向CMOS兼容端口，可配置為半字節I/O端口或地址端口，支持握手控制。
• Port 1：8位雙向CMOS兼容端口，具有復用地址和數據端口功能，僅Z86C43有此端口。
• Port 2：8位雙向CMOS兼容I/O端口，可獨立配置為輸入或輸出，支持握手控制。
• Port 3：8位CMOS兼容端口，有四個固定輸入和四個固定輸出，可用于輸入/輸出、計數器/定時器、中斷、端口握手和數據存儲器功能。

四、電氣特性

1. 絕對最大額定值

包括環境溫度、存儲溫度、引腳電壓、總功耗、允許電流等參數，使用時需確保不超過這些額定值，以免損壞設備。

2. 直流電氣特性

涵蓋時鐘輸入電壓、輸入高/低電壓、輸出高/低電壓、復位輸入電壓、輸入/輸出泄漏電流、電源電流等參數，不同工作電壓和溫度范圍下有不同的取值。

3. 交流電氣特性

包括外部I/O或存儲器讀寫時序、附加時序等，對于設計外部存儲器接口和處理實時任務非常重要。

五、寄存器功能

1. 擴展寄存器文件（ERF）

Z86C33/C43的寄存器文件得到擴展，允許更多系統控制寄存器和外設設備映射到寄存器地址區域。

2. 控制寄存器

• PCON：用于配置端口，包括比較器輸出、端口開漏、低EMI等功能。
• SMR：選擇時鐘分頻值和停止模式恢復源。
• WDTMR：控制看門狗定時器的時間選擇、在HALT和STOP模式下的活動狀態以及時鐘源。

六、應用注意事項

1. ROM保護模式

在ROM保護模式下，執行外部程序存儲器時，某些指令不能讀取內部程序存儲器；執行內部程序存儲器時則可以。

2. 看門狗定時器

設備有振蕩器自由的WDT復位功能，WDT超時復位時，即使振蕩器未運行，也會將設備引腳強制到復位默認狀態。

3. 端口狀態

Port 3輸出在復位后除停止模式恢復外，會復位到高電平狀態。

4. 低電壓保護

設備具備低電壓保護功能，最低工作電壓隨溫度和工作頻率變化，低電壓保護跳閘電壓在特定條件下小于3V且高于1.4V。

5. 編程注意事項

• 擴展寄存器PCON為只寫寄存器。
• WDTMR在復位后的前60個內部系統時鐘內可寫，之后寫保護。
• 選擇P3M位D1為1后，需添加兩個NOP延遲，比較器輸出才有效，同時要清除IRQ寄存器中的IRQ0、IRQ1和IRQ2以避免虛假中斷。

七、封裝信息和訂購信息

1. 封裝信息

提供28引腳DIP、28引腳SOIC、40引腳DIP、44引腳PLCC和44引腳LQFP等多種封裝形式，并給出了相應的尺寸參數。

2. 訂購信息

不同的型號代表了不同的溫度范圍、封裝形式和速度，用戶可根據需求選擇合適的產品。

Z86C33/C43 CMOS Z8 MCU消費控制器處理器以其豐富的功能和良好的性能，為電子工程師在設計消費類產品時提供了一個可靠的選擇。在實際應用中，我們需要根據具體需求合理配置和使用這些特性，以充分發揮其優勢。你在使用類似的MCU時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗。