N76E003AT20引腳功能定義圖深度解析

一、N76E003AT20芯片概述

N76E003AT20是由新唐科技（Nuvoton Technology）推出的一款基于8051內(nèi)核的8位微控制器，采用TSSOP-20封裝。該芯片集成了18KB的Flash存儲(chǔ)器、1KB的SRAM以及豐富的外設(shè)資源，包括雙UART串口、SPI接口、I2C接口、6通道PWM輸出、8通道12位ADC等。其工作電壓范圍為2.4V至5.5V，工作溫度范圍為-40℃至105℃，具備高抗干擾能力（7kV ESD/4kV EFT），適用于工業(yè)控制、消費(fèi)電子、傳感器節(jié)點(diǎn)等多種應(yīng)用場(chǎng)景。

N76E003AT20的引腳設(shè)計(jì)緊湊，功能豐富，每個(gè)引腳都可能承擔(dān)多種功能，通過寄存器配置實(shí)現(xiàn)靈活切換。本文將詳細(xì)解析其引腳功能定義，幫助開發(fā)者深入理解該芯片的硬件設(shè)計(jì)。

二、N76E003AT20引腳功能定義圖解析

N76E003AT20共有20個(gè)引腳，分為電源引腳、I/O引腳、時(shí)鐘引腳、復(fù)位引腳、ADC引腳、通信接口引腳等。以下是各引腳的詳細(xì)功能定義：

1. 電源引腳

• VCC（Pin 1）：芯片電源正極，輸入電壓范圍為2.4V至5.5V。該引腳為芯片內(nèi)部邏輯電路、存儲(chǔ)器及外設(shè)供電。

• GND（Pin 20）：電源地，與VCC配合為芯片提供穩(wěn)定的電源參考。

2. I/O引腳

N76E003AT20的I/O引腳分為四組：P0、P1、P2、P3。每組引腳均可通過寄存器配置為輸入、輸出、推挽輸出、開漏輸出等模式，支持高阻輸入、施密特觸發(fā)輸入等特性。以下是各組引腳的詳細(xì)功能：

P0組引腳（Pin 3-Pin 8）

• P0.0（Pin 3）：

• 通用I/O口，可配置為輸入或輸出。

• 復(fù)用功能：UART0的TXD（發(fā)送數(shù)據(jù)）引腳，當(dāng)UART0功能使能時(shí)，P0.0自動(dòng)切換為TXD功能。

• 特殊功能：ADC輸入通道0（AIN0），可通過寄存器配置為模擬輸入。

• P0.1（Pin 4）：

• 通用I/O口。

• 復(fù)用功能：UART0的RXD（接收數(shù)據(jù)）引腳。

• 特殊功能：ADC輸入通道1（AIN1）。

• P0.2（Pin 5）：

• 通用I/O口。

• 復(fù)用功能：SPI接口的MISO（主設(shè)備輸入/從設(shè)備輸出）引腳。

• 特殊功能：ADC輸入通道2（AIN2）。

• P0.3（Pin 6）：

• 通用I/O口。

• 復(fù)用功能：SPI接口的MOSI（主設(shè)備輸出/從設(shè)備輸入）引腳。

• 特殊功能：ADC輸入通道3（AIN3）。

• P0.4（Pin 7）：

• 通用I/O口。

• 復(fù)用功能：SPI接口的SCK（串行時(shí)鐘）引腳。

• 特殊功能：ADC輸入通道4（AIN4）。

• P0.5（Pin 8）：

• 通用I/O口。

• 復(fù)用功能：I2C接口的SCL（串行時(shí)鐘）引腳。

• 特殊功能：ADC輸入通道5（AIN5）。

P1組引腳（Pin 9-Pin 12）

• P1.0（Pin 9）：

• 通用I/O口。

• 復(fù)用功能：PWM輸出通道2（PWM2），可通過寄存器配置占空比和頻率。

• 特殊功能：ADC輸入通道6（AIN6）。

• P1.1（Pin 10）：

• 通用I/O口。

• 復(fù)用功能：PWM輸出通道3（PWM3）。

• 特殊功能：ADC輸入通道7（AIN7）。

• P1.2（Pin 11）：

• 通用I/O口。

• 復(fù)用功能：外部中斷0（INT0）引腳，當(dāng)外部信號(hào)觸發(fā)時(shí)，可產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。

• P1.3（Pin 12）：

• 通用I/O口。

• 復(fù)用功能：外部中斷1（INT1）引腳。

P2組引腳（Pin 13-Pin 14）

• P2.0（Pin 13）：

• 通用I/O口。

• 特殊功能：芯片復(fù)位引腳（RST），當(dāng)該引腳被拉低時(shí)，芯片將復(fù)位。

• 注意事項(xiàng)：P2.0默認(rèn)配置為輸入模式，且內(nèi)部上拉電阻使能。若需作為普通I/O使用，需通過寄存器禁用上拉電阻。

• P2.1（Pin 14）：

• 通用I/O口。

• 復(fù)用功能：定時(shí)器2的外部時(shí)鐘輸入（T2EX）引腳，用于捕獲或比較功能。

P3組引腳（Pin 15-Pin 18）

• P3.0（Pin 15）：

• 通用I/O口。

• 復(fù)用功能：UART1的TXD引腳。

• 特殊功能：ADC輸入通道8（AIN8，需通過寄存器使能擴(kuò)展ADC通道）。

• P3.1（Pin 16）：

• 通用I/O口。

• 復(fù)用功能：UART1的RXD引腳。

• 特殊功能：ADC輸入通道9（AIN9）。

• P3.2（Pin 17）：

• 通用I/O口。

• 復(fù)用功能：I2C接口的SDA（串行數(shù)據(jù)）引腳。

• P3.3（Pin 18）：

• 通用I/O口。

• 復(fù)用功能：PWM輸出通道4（PWM4）。

3. 時(shí)鐘引腳

• XTAL1（Pin 19）：

• 外部晶振輸入引腳，用于連接外部晶振或時(shí)鐘源。

• 若使用內(nèi)部RC振蕩器，XTAL1可懸空或接地。

• XTAL2（Pin 2）：

• 外部晶振輸出引腳，與XTAL1配合使用。

• 若使用內(nèi)部RC振蕩器，XTAL2可懸空。

4. 復(fù)位引腳

• RST（P2.0，Pin 13）：

• 低電平有效復(fù)位引腳，當(dāng)該引腳被拉低時(shí)，芯片將復(fù)位。

• 復(fù)位后，芯片將從地址0x0000開始執(zhí)行程序。

5. ADC輸入引腳

N76E003AT20內(nèi)置8通道12位ADC，支持單端和差分輸入模式。ADC輸入引腳與P0、P1、P3組的部分引腳復(fù)用，具體如下：

• AIN0（P0.0，Pin 3）

• AIN1（P0.1，Pin 4）

• AIN2（P0.2，Pin 5）

• AIN3（P0.3，Pin 6）

• AIN4（P0.4，Pin 7）

• AIN5（P0.5，Pin 8）

• AIN6（P1.0，Pin 9）

• AIN7（P1.1，Pin 10）

通過配置ADC控制寄存器（ADCCON0、ADCCON1），可選擇ADC通道并啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲(chǔ)在ADCRH和ADCRL寄存器中，分辨率為12位。

6. 通信接口引腳

N76E003AT20支持多種通信接口，包括UART、SPI、I2C等。以下是相關(guān)引腳的功能定義：

• UART0：

• TXD（P0.0，Pin 3）

• RXD（P0.1，Pin 4）

• UART1：

• TXD（P3.0，Pin 15）

• RXD（P3.1，Pin 16）

• SPI：

• MISO（P0.2，Pin 5）

• MOSI（P0.3，Pin 6）

• SCK（P0.4，Pin 7）

• I2C：

• SCL（P0.5，Pin 8）

• SDA（P3.2，Pin 17）

通過配置相應(yīng)的控制寄存器，可啟用或禁用這些通信接口，并設(shè)置其工作模式（如波特率、數(shù)據(jù)位、停止位等）。

三、引腳功能配置方法

N76E003AT20的引腳功能通過寄存器配置實(shí)現(xiàn)，主要涉及以下寄存器：

1. 端口模式寄存器（PxM1、PxM2）：

• 用于配置引腳的輸入/輸出模式及驅(qū)動(dòng)能力。

• 例如，將P0.0配置為推挽輸出模式：

P0M1 &= ~0x01; // P0M1.0 = 0
P0M2 |= 0x01;  // P0M2.0 = 1

2. 端口輸入/輸出寄存器（Px）：

• 用于讀取或設(shè)置引腳的電平狀態(tài)。

• 例如，將P0.0輸出高電平：

P0 |= 0x01; // P0.0 = 1

3. ADC控制寄存器（ADCCON0、ADCCON1）：

• 用于選擇ADC通道、啟動(dòng)轉(zhuǎn)換及配置轉(zhuǎn)換模式。

• 例如，選擇AIN0通道并啟動(dòng)轉(zhuǎn)換：

ADCCON0 = 0x00; // 選擇通道0
ADCCON0 |= 0x40; // 啟動(dòng)轉(zhuǎn)換

4. UART控制寄存器（S0CON、S0BUF等）：

• 用于配置UART的波特率、數(shù)據(jù)格式及啟用/禁用發(fā)送/接收功能。

• 例如，配置UART0的波特率為9600：

S0CON = 0x50; // 模式1，允許接收
TH1 = 0xFD;   // 波特率9600（假設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘為11.0592MHz）
TL1 = 0xFD;
TR1 = 1;      // 啟動(dòng)定時(shí)器1

四、引腳功能應(yīng)用示例

以下是一個(gè)基于N76E003AT20的簡(jiǎn)單應(yīng)用示例，展示如何配置引腳功能并實(shí)現(xiàn)ADC采樣和UART通信：

1. 硬件連接

• 將P0.0（AIN0）連接至一個(gè)電位器，用于模擬電壓輸入。

• 將P0.0（UART0_TXD）和P0.1（UART0_RXD）連接至USB轉(zhuǎn)TTL模塊，用于串口通信。

2. 軟件實(shí)現(xiàn)

#include <N76E003.h>

#include <SFR_Macro.h>

#include <Function_define.h>



void UART0_Init(void) {

S0CON = 0x50; // 模式1，允許接收

TH1 = 0xFD;   // 波特率9600

TL1 = 0xFD;

TR1 = 1;      // 啟動(dòng)定時(shí)器1

}



void ADC_Init(void) {

P0M1 &= ~0x01; // P0.0配置為輸入

P0M2 |= 0x01;

ADCCON0 = 0x00; // 選擇通道0

ADCCON1 = 0x80; // 啟用ADC

}



unsigned int ADC_Read(void) {

ADCCON0 |= 0x40; // 啟動(dòng)轉(zhuǎn)換

while (!(ADCCON0 & 0x20)); // 等待轉(zhuǎn)換完成

return ((ADCRH << 4) | ADCRL); // 讀取12位結(jié)果

}



void main(void) {

unsigned int adc_value;

float voltage;



UART0_Init();

ADC_Init();



while (1) {

adc_value = ADC_Read();

voltage = adc_value * 5.0 / 4095.0; // 轉(zhuǎn)換為電壓值



// 通過UART發(fā)送ADC值和電壓值

printf("ADC: %u, Voltage: %.2fV
", adc_value, voltage);



Timer0_Delay1ms(1000); // 延時(shí)1秒

}

}

3. 功能說明

• ADC采樣：通過P0.0（AIN0）讀取模擬電壓，轉(zhuǎn)換為數(shù)字值后計(jì)算實(shí)際電壓。

• UART通信：將ADC值和電壓值通過UART0發(fā)送至PC端，便于監(jiān)控和調(diào)試。

五、引腳功能設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1. 引腳復(fù)用沖突：

• 某些引腳可能同時(shí)承擔(dān)多種功能（如P0.0既是UART0_TXD又是AIN0），需根據(jù)實(shí)際需求通過寄存器配置選擇功能。

• 避免同時(shí)啟用沖突功能，否則可能導(dǎo)致硬件異常。

2. 上拉/下拉電阻：

• 對(duì)于輸入引腳，建議啟用內(nèi)部上拉電阻（若支持），以提高抗干擾能力。

• 例如，P2.0默認(rèn)啟用上拉電阻，若需作為普通I/O使用，需通過寄存器禁用。

3. ADC輸入保護(hù)：

• ADC輸入引腳對(duì)電壓敏感，建議添加限流電阻和TVS二極管，防止過壓或靜電損壞。

• 輸入電壓范圍應(yīng)控制在0V至VCC之間。

4. 通信接口匹配：

• UART、SPI、I2C等接口需確保外部設(shè)備的電平匹配（如3.3V或5V）。

• 若電平不匹配，需使用電平轉(zhuǎn)換芯片。

5. 時(shí)鐘源選擇：

• N76E003AT20支持內(nèi)部RC振蕩器和外部晶振，需根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的時(shí)鐘源。

• 外部晶振可提供更高的時(shí)鐘精度，但需增加硬件成本。

六、總結(jié)

N76E003AT20的引腳功能設(shè)計(jì)靈活，通過寄存器配置可實(shí)現(xiàn)多種功能的復(fù)用，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。開發(fā)者需深入理解各引腳的功能定義及配置方法，合理設(shè)計(jì)硬件電路和軟件程序，以充分發(fā)揮該芯片的性能優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際應(yīng)用中，需特別注意引腳復(fù)用沖突、上拉/下拉電阻配置、ADC輸入保護(hù)等問題，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

通過本文的詳細(xì)解析，開發(fā)者可全面掌握N76E003AT20的引腳功能定義，為后續(xù)的硬件設(shè)計(jì)和軟件開發(fā)提供有力支持。