ML610Q407/ML610Q408/ML610Q409 8位微控制器：特性、參數(shù)與應(yīng)用指南

公司變更說明

2020年10月1日，LAPIS Semiconductor Co., Ltd. 進(jìn)行了公司拆分，成立了新公司 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.”、“LAPIS Semiconductor” 或 “LAPIS” 的地方，均應(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)文檔并無其他變化。

文件下載：ML610Q408P-NNNTB03A7.pdf

產(chǎn)品概述

ML610Q407/ML610Q408/ML610Q409 是高性能8位CMOS微控制器，圍繞LAPIS Technology原創(chuàng)的8位CPU nX - U8/100集成了多種外設(shè)電路，如同步串口、UART、旋律驅(qū)動(dòng)器、RC振蕩型A/D轉(zhuǎn)換器和LCD驅(qū)動(dòng)器等。該系列產(chǎn)品支持高速/低速模式和節(jié)能模式，非常適合電池供電產(chǎn)品。同時(shí)，還提供MTP版本（ML610Q407(P)/ML610Q408(P)/ML610Q409(P)），P版本支持 -40°C 至 +85°C 的工業(yè)溫度范圍。

產(chǎn)品特性

CPU

• 8位RISC CPU：型號(hào)為nX - U8/100，采用16位指令系統(tǒng)，具備多種指令集，包括數(shù)據(jù)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)用返回堆棧操作、算術(shù)移位等。
• 片上調(diào)試功能：僅MTP版本支持。
• 最小指令執(zhí)行時(shí)間：在不同系統(tǒng)時(shí)鐘下表現(xiàn)不同，如30.5 μs（@32.768 kHz系統(tǒng)時(shí)鐘）、2μs（@500kHz系統(tǒng)時(shí)鐘）、0.5μs（@2MHz系統(tǒng)時(shí)鐘）。

內(nèi)部存儲(chǔ)器

• 內(nèi)部16KByte Flash ROM：（8K×16位），包含1K Byte不可用的TEST區(qū)域。
• 內(nèi)部1KByte Data RAM：（1024×8位）。

中斷控制器

• 1個(gè)不可屏蔽中斷源：內(nèi)部源為看門狗定時(shí)器。
• 27個(gè)可屏蔽中斷源：內(nèi)部源14個(gè)，外部源13個(gè)。

時(shí)基計(jì)數(shù)器

• 低速時(shí)基計(jì)數(shù)器：1通道，具備頻率補(bǔ)償功能，補(bǔ)償范圍約為 -488ppm 至 +488ppm，補(bǔ)償精度約為0.48ppm。
• 高速時(shí)基計(jì)數(shù)器：1通道。

看門狗定時(shí)器

• 具備不可屏蔽中斷和復(fù)位功能，自由運(yùn)行模式，溢出周期有4種可選（125ms、500ms、2s和8s）。

定時(shí)器

• 8位×4通道：Timer0 - 3可通過組合使用實(shí)現(xiàn)16位×2配置，部分通道支持時(shí)鐘頻率測(cè)量模式。
• 捕獲功能：2通道，捕獲頻率范圍為4096 Hz至32 Hz。
• PWM功能：16位分辨率×1通道。

同步串口

• 2通道，主/從模式可選，LSB/MSB優(yōu)先可選，8位/16位長度可選。

UART

• 半雙工通信，1通道TXD/RXD，支持多種位長度、奇偶校驗(yàn)和停止位設(shè)置，正/負(fù)邏輯可選，內(nèi)置波特率發(fā)生器。

旋律驅(qū)動(dòng)器

• 支持29種音階，63種音調(diào)長度，15種節(jié)奏，具備蜂鳴器輸出模式（4種輸出模式、8種頻率、16種占空比）。

RC振蕩型A/D轉(zhuǎn)換器

• 16位計(jì)數(shù)器，2通道時(shí)分復(fù)用。

通用端口

• 輸入端口：5通道（含第二功能）。
• 輸出端口：不同型號(hào)數(shù)量不同，ML610Q407為12通道，ML610Q408為8通道，ML610Q409為4通道（均含第二功能）。
• 輸入/輸出端口：22通道（含第二功能）。

LCD驅(qū)動(dòng)器

• 段數(shù)：不同型號(hào)最大段數(shù)不同，ML610Q407最大145點(diǎn)，ML610Q408最大165點(diǎn)，ML610Q409最大185點(diǎn)，支持多種段/列組合。
• 占空比：1/1至1/5可選。
• 偏置：支持1/2（A版本和D版本）、1/3偏置，內(nèi)置偏置生成電路。
• 幀頻率：約64Hz、73Hz、85Hz和102Hz可選，偏置電壓倍增時(shí)鐘8種可選。
• 顯示模式：支持LCD驅(qū)動(dòng)停止模式、LCD顯示模式、全LCD開啟模式和全LCD關(guān)閉模式，具備可編程顯示分配功能。

復(fù)位

• 通過RESET_N引腳復(fù)位，上電時(shí)產(chǎn)生上電復(fù)位，檢測(cè)到低速時(shí)鐘振蕩停止時(shí)復(fù)位（A版本不支持），看門狗定時(shí)器溢出時(shí)復(fù)位。

時(shí)鐘

• 低速時(shí)鐘：晶體振蕩（32.768 kHz），該LSI若無低速晶體振蕩時(shí)鐘則無法保證正常運(yùn)行。
• 高速時(shí)鐘：內(nèi)置RC振蕩（500 kHz、2MHz）。

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。
• 高速時(shí)鐘檔位：可通過軟件改變高速系統(tǒng)時(shí)鐘頻率（振蕩時(shí)鐘的1/1、1/2、1/4、1/8）。
• 塊控制功能：可復(fù)位并完全關(guān)閉未使用外設(shè)的電路。

保證工作范圍

• 工作溫度：非P版本為 -20°C 至 +70°C，P版本為 -40°C 至 +85°C。
• 工作電壓：(V_{DD}=1.25 ~V) 至 3.6V。

引腳配置與說明

文檔詳細(xì)給出了ML610Q407、ML610Q408、ML610Q409的TQFP100引腳布局和芯片引腳布局及尺寸，同時(shí)提供了引腳坐標(biāo)和引腳列表。引腳功能豐富，包括電源引腳、輸入/輸出引腳、時(shí)鐘引腳、中斷引腳等，且部分引腳具備第二或第三功能。對(duì)于未使用的引腳，文檔也給出了推薦的端接方法，如VPP、VL1、VL2、VL3等引腳建議開路，部分輸入/輸出端口建議設(shè)置為帶下拉/上拉電阻的輸入模式或輸出模式，以避免過大的供電電流。

電氣特性

絕對(duì)最大額定值

規(guī)定了電源電壓、輸入電壓、輸出電壓、輸出電流、功耗和存儲(chǔ)溫度等參數(shù)的極限值，如電源電壓VDD在Ta = 25 °C時(shí)為 - 0.3至 +4.6 V，電源電壓VPP在Ta = 25 °C時(shí)為 - 0.3至 +9.5 V等。

推薦工作條件

• 工作溫度：非P版本為 -20°C 至 +70°C，P版本為 -40°C 至 +85°C。
• 工作電壓：根據(jù)不同的工作頻率范圍有所不同，如fOP = 30k至625kHz時(shí)，VDD為1.25至3.6 V；fOP = 30k至2.5MHz時(shí)，VDD為1.8至3.6 V。
• 工作頻率：CPU工作頻率在不同VDD電壓下有不同范圍，如VDD = 1.25至3.6V時(shí)，為30k至625k Hz；VDD = 1.8至3.6V時(shí)，為30k至2.5M Hz。
• 電容值：對(duì)VDDL引腳、VL1、VL2、VL3引腳以及C1和C2引腳外接電容值有具體要求。

時(shí)鐘生成電路工作條件

規(guī)定了低速晶體振蕩頻率、推薦的等效串聯(lián)電阻值和外部電容值等參數(shù)。

閃存ROM工作條件

在編程和擦除閃存ROM時(shí)，對(duì)工作溫度、工作電壓有特定要求，如工作溫度為0至 +40 °C，VDD為2.75至3.6 V，VDDL為2.5至2.75 V，VPP為7.7至8.3 V，擦除/編程周期為80次，數(shù)據(jù)保留時(shí)間為10年。

直流特性

詳細(xì)給出了500kHz/2MHz RC振蕩頻率、低速晶體振蕩啟動(dòng)時(shí)間、500kHz/2MHz RC振蕩啟動(dòng)時(shí)間、低速振蕩停止檢測(cè)時(shí)間、復(fù)位脈沖寬度、復(fù)位噪聲消除脈沖寬度、上電復(fù)位激活電源上升時(shí)間等參數(shù)的具體數(shù)值和測(cè)量條件。

交流特性

包括外部中斷、串口、同步串口和RC振蕩A/D轉(zhuǎn)換器等方面的特性參數(shù)，如外部中斷禁用周期、傳輸和接收波特率、同步串口的時(shí)鐘周期、脈沖寬度、輸出延遲時(shí)間、輸入建立時(shí)間和保持時(shí)間等。

封裝尺寸與安裝注意事項(xiàng)

產(chǎn)品采用P - TQFP100 - 1414 - 0.50 - ZK封裝，文檔給出了詳細(xì)的封裝尺寸圖。同時(shí)提醒，表面貼裝型封裝在回流焊安裝過程中對(duì)熱量敏感，存儲(chǔ)時(shí)易吸收濕氣，因此在進(jìn)行回流焊安裝前，需聯(lián)系負(fù)責(zé)銷售人員，提供產(chǎn)品名稱、封裝名稱、引腳數(shù)量、封裝代碼和期望的安裝條件（回流焊方法、溫度和時(shí)間）。

修訂歷史

文檔記錄了產(chǎn)品文檔的修訂歷史，包括不同版本的發(fā)布日期、修改頁面和具體描述，方便用戶了解產(chǎn)品文檔的更新情況。

注意事項(xiàng)

文檔強(qiáng)調(diào)了未經(jīng)LAPIS Technology同意，禁止部分或全部復(fù)制本文件。產(chǎn)品內(nèi)容可能會(huì)在不通知的情況下進(jìn)行改進(jìn)，應(yīng)用電路示例、電路常數(shù)等信息僅用于說明產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)使用和操作，在設(shè)計(jì)量產(chǎn)電路時(shí)需考慮周邊條件。同時(shí)，提醒用戶在使用產(chǎn)品時(shí)要采取安全措施，以防止產(chǎn)品故障或失效可能導(dǎo)致的人身傷害、火災(zāi)或其他損壞。產(chǎn)品不適合用于對(duì)可靠性要求極高的設(shè)備，如醫(yī)療儀器、運(yùn)輸設(shè)備等，若有特殊用途需求，需在購買前聯(lián)系ROHM銷售代表。此外，若要出口或海外運(yùn)輸受外匯和外貿(mào)法管控的產(chǎn)品或技術(shù)，需獲得相關(guān)許可證。

在實(shí)際應(yīng)用中，電子工程師需要根據(jù)這些詳細(xì)的特性和參數(shù)，結(jié)合具體的設(shè)計(jì)需求，合理選擇和使用ML610Q407/ML610Q408/ML610Q409微控制器。大家在使用過程中是否遇到過類似微控制器的特殊應(yīng)用場(chǎng)景呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。