ML620Q15xA系列16位微控制器：性能與應(yīng)用解析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，微控制器是眾多項(xiàng)目的核心組件。今天我們要介紹的是LAPIS Technology Co., Ltd.（原LAPIS Semiconductor）的ML620Q15xA系列16位微控制器，它集成了豐富的外設(shè)電路，能為各類應(yīng)用提供強(qiáng)大的支持。

文件下載：ML620Q156A-NNNTBWATL.pdf

公司變更說明

在2020年10月1日，LAPIS Semiconductor實(shí)施了公司拆分，成立了LAPIS Technology Co., Ltd.，并由其承接LSI業(yè)務(wù)。因此，文檔中所有提及“LAPIS Semiconductor Co., Ltd.”等相關(guān)表述，都應(yīng)替換為“LAPIS Technology Co., Ltd.”，不過除公司名稱、商標(biāo)和標(biāo)志等變更外，產(chǎn)品相關(guān)文檔內(nèi)容保持不變。

產(chǎn)品概述

ML620Q15xA系列是高性能的16位CMOS微控制器，圍繞16位CPU nX - U16/100集成了豐富的外設(shè)電路，如10位A/D轉(zhuǎn)換器、定時器、PWM、同步串口、UART、I2C總線接口（主模式）、低電平檢測電路等。

CPU特性

• 指令執(zhí)行效率高：采用3級流水線架構(gòu)并行處理，能夠在1指令1時鐘模式下高效執(zhí)行指令。
• 最小指令執(zhí)行時間：在32.768kHz系統(tǒng)時鐘下約為30.5μs，在8.192MHz系統(tǒng)時鐘下約為0.122μs。
• 指令集豐富：涵蓋傳輸、算術(shù)運(yùn)算、比較、邏輯運(yùn)算、乘除、位操作、位邏輯運(yùn)算、跳轉(zhuǎn)、條件跳轉(zhuǎn)、調(diào)用返回棧操作、算術(shù)移位等。
• 片上調(diào)試功能：支持在電路板上對LSI進(jìn)行軟件調(diào)試和重寫。

內(nèi)存配置

注：*包括不可用的1KByte TEST區(qū)域。

此外，還配備了2 - Kbyte數(shù)據(jù)閃存（1 - Kbyte × 2），重寫周期為10,000次，以及2 - Kbyte SRAM（2 - Kbyte × 8 - bits）。

中斷控制器

中斷具有4級中斷級別和屏蔽功能。

定時器與PWM

• 定時器：包括8位×2通道（可配置為16位×1通道）和16位×4通道。
• PWM：16位×4通道，支持自動重載定時器模式/PWM模式，可通過軟件和外部觸發(fā)控制定時器的啟動和停止，能使用外部觸發(fā)輸入測量脈沖寬度，還可選擇外部事件作為計(jì)數(shù)器時鐘，具備互補(bǔ)同步PWM功能。

通信接口

• 同步串口：1通道，支持主/從模式選擇，LSB/MSB優(yōu)先選擇，8位/16位長度選擇。
• UART：全雙工×1通道（半雙工×2通道），可選擇位長度、奇偶校驗(yàn)、停止位等，內(nèi)置波特率發(fā)生器。
• I2C總線接口：僅支持主模式，具備快速模式（400kbit/s）和標(biāo)準(zhǔn)模式（100kbit/s）。

A/D轉(zhuǎn)換器與模擬比較器

• A/D轉(zhuǎn)換器：10位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，最大輸入通道為12個，轉(zhuǎn)換時間可選擇，分別為43μs或13.5μs/通道。
• 模擬比較器：1通道，可選擇中斷邊沿和采樣功能。

通用端口

包括輸入端口、輸出端口和輸入/輸出端口，不同產(chǎn)品型號在使用晶體諧振器和不使用晶體諧振器時的端口數(shù)量有所差異。

復(fù)位與時鐘

• 復(fù)位方式：通過RESET_N引腳復(fù)位，上電時產(chǎn)生上電復(fù)位，看門狗定時器（WDT）溢出復(fù)位，低電平檢測器（LLD）復(fù)位。
• 時鐘：
  • 低速時鐘：可選擇晶體振蕩（32.768kHz）或內(nèi)置RC振蕩（32.768kHz）。
  • 高速時鐘：可選擇內(nèi)置RC振蕩（2.097MHz）或內(nèi)置PLL振蕩（8.192MHz）。

電源管理

• HALT模式：CPU暫停指令執(zhí)行，外設(shè)電路仍處于工作狀態(tài)。
• STOP模式：停止低速和高速振蕩，CPU和外設(shè)電路停止工作。
• 時鐘分頻：可通過軟件改變高速系統(tǒng)時鐘頻率（1/1、1/2、1/4或1/8振蕩時鐘）。
• 塊控制功能：可對完整功能塊電路進(jìn)行掉電操作（寄存器復(fù)位和時鐘停止）。

封裝與工作范圍

• 封裝：不同產(chǎn)品型號采用不同封裝，如ML620Q151A/ML620Q152A/ML620Q153A為48pinTQFP，ML620Q154A/ML620Q155A/ML620Q156A為52pinTQFP，ML620Q157A/ML620Q158A/ML620Q159A為64pinQFP。
• 工作范圍：工作溫度為 - 40°C至 + 105°C，工作電壓為 (V_{DD}=1.8 ~V) 至5.5V。

引腳配置與說明

文檔詳細(xì)給出了不同封裝產(chǎn)品的引腳配置和引腳說明，包括引腳的主要功能、次要功能、三級功能和四級功能，以及引腳的輸入/輸出類型、邏輯電平、描述等信息。同時，還提供了未使用引腳的終端處理建議，以避免因引腳配置不當(dāng)導(dǎo)致供電電流過大。

電氣特性

絕對最大額定值

規(guī)定了電源電壓、參考電壓、模擬輸入電壓、輸入電壓、輸出電壓、輸出電流、功耗和存儲溫度等參數(shù)的最大允許值。

推薦工作條件

包括工作溫度、工作電壓、參考電壓、模擬輸入電壓、工作頻率、低速晶體振蕩頻率、低速晶體振蕩外部電容和VDDL引腳外部電容等參數(shù)的推薦范圍。

閃存內(nèi)存工作條件

明確了數(shù)據(jù)閃存和程序閃存的工作溫度、工作電壓、最大重寫次數(shù)、擦除單元、擦除時間、寫入單元、寫入時間和數(shù)據(jù)保留期等參數(shù)。

DC特性

涵蓋振蕩、復(fù)位、LLD、模擬比較器、IDD、VOHL、IOHL、IIHL、VIHL等方面的特性參數(shù)，以及相應(yīng)的測量電路。

AC特性

包括外部中斷、同步串口、I2C總線接口和逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器的特性參數(shù)。

封裝尺寸與安裝注意事項(xiàng)

文檔提供了不同封裝產(chǎn)品的尺寸圖和相關(guān)參數(shù)，同時提醒表面貼裝型封裝在回流焊安裝時易受熱量和存儲時吸收的濕度影響，在進(jìn)行回流焊安裝前，需聯(lián)系ROHM銷售辦公室了解產(chǎn)品名稱、封裝名稱、引腳數(shù)量、封裝代碼和所需的安裝條件（回流方法、溫度和時間）。

修訂歷史與注意事項(xiàng)

文檔記錄了產(chǎn)品文檔的修訂歷史，包括各版本的修改內(nèi)容。同時，還給出了一系列注意事項(xiàng)，如信息可能變更、產(chǎn)品使用時需采取安全措施、應(yīng)用電路設(shè)計(jì)需考慮周邊條件、產(chǎn)品使用范圍、出口規(guī)定等，提醒工程師在使用產(chǎn)品時需嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定。

總的來說，ML620Q15xA系列微控制器憑借其豐富的功能和良好的性能，適用于多種電子設(shè)備和應(yīng)用場景。電子工程師在設(shè)計(jì)過程中，可根據(jù)具體需求選擇合適的產(chǎn)品型號，并參考文檔中的電氣特性和引腳配置等信息，確保設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和可靠性。大家在實(shí)際應(yīng)用中，是否遇到過類似微控制器的選型和使用問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。