本教程介紹了達(dá)拉斯半導(dǎo)體DS80C320高速微控制器數(shù)據(jù)手冊中的所有直流特性。此信息也適用于其他達(dá)拉斯半導(dǎo)體微控制器，如DS80C310、DS87C520、DS87C530、DS80C390和DS89C450。

概述

對于沒有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員來說，理解集成電路數(shù)據(jù)手冊中介紹的電氣特性可能會令人困惑。如果被誤解，新設(shè)計(jì)可能會被證明是災(zāi)難性的。本教程旨在揭開Maxim微控制器產(chǎn)品系列穩(wěn)態(tài)特性的神秘面紗。

DS80C320只是Maxim提供的眾多高速微控制器之一。通過了解該微控制器的直流特性，新手設(shè)計(jì)人員可以更好地了解具有附加功能的其他微控制器。

絕對最大額定值

DS80C320數(shù)據(jù)資料的絕對最大額定值部分描述了相對于器件的應(yīng)力條件。這些參數(shù)不設(shè)置設(shè)備在較長時間內(nèi)允許的最大和最小操作條件。相反，它們是設(shè)備受到壓力的限制性操作和環(huán)境條件。如果設(shè)備長時間暴露在這些參數(shù)下，則無法保證，并且設(shè)備可靠性可能會受到影響。例如，在印刷電路板的組裝過程中，微控制器暴露在+180°C的焊接溫度下15秒。絕對最大額定值表示焊接溫度為 +160°C，持續(xù) 10 秒。在這種情況下，微控制器的可靠性受到了損害。

直流電氣特性

表中的直流電氣特性特定于溫度范圍和工作電壓。溫度范圍適用于商業(yè)規(guī)格（0°C 至 +70°C）和工業(yè)規(guī)格（-40°C 至 +85°C）。

本應(yīng)用筆記著眼于DS80C320微控制器的直流電氣特性表，并檢查該器件的所有參數(shù)及其對設(shè)計(jì)人員的意義。

該表分為七列，分別標(biāo)記為參數(shù)、符號、最小值（最小值）、典型值（典型值）、最大值（最大值）、單位和注釋。“注釋”列中的數(shù)字指向與表中給定的值關(guān)聯(lián)的條件說明。這些緊跟在直流電氣特性表后面找到。了解這些條件很重要。

DS80C320 直流電氣特性

工作電源電壓是從電源施加到微控制器上的VCC引腳的電壓。數(shù)字器件的典型電壓為+5.0V ±10%，因此最小和最大額定值。應(yīng)該注意的是，在任何數(shù)字設(shè)計(jì)中都應(yīng)使用清潔、穩(wěn)壓的電源。如果噪聲（如電壓尖峰）超過數(shù)據(jù)手冊開頭確定的絕對最大額定值，則會影響器件的可靠性。注1規(guī)定所有電壓均以地為基準(zhǔn)。

DS80C320集成了精密帶隙電壓基準(zhǔn)，用于確定何時抄送超出容忍范圍。帶隙基準(zhǔn)電壓源提供與 V 進(jìn)行比較的精確電壓抄送.如果 V抄送應(yīng)下降，電源監(jiān)視器將其與帶隙基準(zhǔn)進(jìn)行比較。微控制器內(nèi)部的模擬電路檢測何時 V抄送已超過預(yù)定的電源故障警告閾值。在電源電壓較低的情況下，可以產(chǎn)生可選的預(yù)警電源故障中斷。當(dāng) Vcc達(dá)到 VPFW閾值時，設(shè)備生成電源故障中斷。

最小工作電壓參數(shù)描述觸發(fā)電源故障復(fù)位的電源電壓范圍。在此條件之前，電源電壓必須通過電源故障警告最小電壓。如果未啟用電源故障警告中斷且 Vcc超過最小工作電壓閾值，將發(fā)生電源故障復(fù)位。電源失效復(fù)位后，器件停止操作，并將所有輸出引腳置于復(fù)位狀態(tài)。當(dāng) Vcc電壓恢復(fù)并超過VRST，內(nèi)部檢測電路激活片內(nèi)晶體振蕩器，并計(jì)算 65，536 個振蕩器時鐘。如果 Vcc低于 VRST閾值 在此啟動期間，進(jìn)程將重新啟動。

如果毫安表與VCC引腳串聯(lián)，它將指示器件總電流消耗ICC。電源電流是工作頻率的函數(shù)。DS80C320數(shù)據(jù)資料中的直流特性表后面是ICC與頻率的關(guān)系曲線。請注意 ICC 如何隨著頻率的增加而增加。另請注意，VCC 保持不變。數(shù)據(jù)手冊中的ICC值是在受控條件下測量的。一個外部 25MHz 時鐘源驅(qū)動微控制器的 XTAL1 引腳。VCC 和 RST 引腳連接到 5.5V。DS80C320上的所有其他引腳均斷開。

當(dāng)軟件調(diào)用空閑模式時，內(nèi)部時鐘、串行端口和計(jì)時器將保持運(yùn)行。但是，在此模式下不執(zhí)行內(nèi)存訪問。如前所述，功耗與晶體頻率有關(guān)。空閑模式電流是最終電路設(shè)計(jì)中晶體頻率的函數(shù)。空閑模式下的電源電流測量方式與活動模式下的電源電流測量方式相同，只是RST引腳接地。

由于所有時鐘操作都停止，停止模式提供的功耗低于空閑模式。為了實(shí)現(xiàn)更大的功耗降低，可以通過軟件禁用帶隙基準(zhǔn)電壓源。這是停止模式的默認(rèn)狀態(tài)。該電流的測量方式與活動和空閑模式相同，只是沒有時鐘源。XTAL1 引腳和 RST 引腳接地，Vcc為 5.5V，所有其他引腳均斷開。

當(dāng)調(diào)用停止模式時，它將微控制器置于最低功耗狀態(tài)。存在靜態(tài)條件，而計(jì)時器和串行通信停止，處理停止。要退出停止模式，可以使用電源故障中斷或非時鐘外部中斷。如果使用電源故障中斷退出停止模式，則必須使能帶隙基準(zhǔn)電壓源。在這種情況下，由于帶隙基準(zhǔn)電壓源電路的電流要求，電源電流較高。DS80C320在此條件下典型功耗為50μA，最大值為80μA。注釋 4 和 10 狀態(tài) XTAL1 和 RST 引腳接地，V抄送為5.5V，如果器件在工業(yè)溫度范圍內(nèi)使用，則最大電流可能高達(dá)200μA。

輸入低電平是邏輯電平低電平下所有輸入引腳的電壓范圍。請注意，最小電壓為 -0.3V。因?yàn)镈S80C320由+V供電抄送以地為參考，-0.3V接入中的負(fù)電壓會導(dǎo)致微控制器運(yùn)行不可靠，甚至更糟的是損壞器件。大于+0.8V的電壓可以解釋為未定義的狀態(tài)或邏輯電平高電平。

輸入高電平是除 XTAL1 和 RST 之外的所有輸入引腳在邏輯電平高電平時的電壓范圍。小于最小規(guī)定值的電壓可解釋為未定義的狀態(tài)或邏輯電平低電平和超過最大值V的電壓抄送+ 0.3V可能會損壞微控制器。

此參數(shù)特定于 XTAL1 和 RST 引腳。請注意，與微控制器上的其他引腳相比，這兩個引腳的最小電壓更高。這樣做是為了提高XTAL1和RST引腳的抗擾度，與器件上的其他引腳相比。如果超過最大電壓，微控制器可能會損壞。

當(dāng)與端口 1 和 3 關(guān)聯(lián)的引腳處于邏輯低電平狀態(tài)時，它們會吸收來自外部電源的電流。源可以是邏輯門的輸入或上拉電阻等器件。該參數(shù)表示，當(dāng)灌電流為0.45mA時，端口引腳處測得的電壓不超過1.6V。

這是了解DS0C80端口320的重要參數(shù)。0 型微控制器上的端口 8051 為漏極開路。所有其他端口均具有內(nèi)部上拉電阻。要將端口 0 用作通用 I/O，需要某種形式的上拉電阻。如果在端口 0 上使用外部上拉電阻，則只要灌電流不超過 I 內(nèi)，端口 0 引腳上的最大電壓就不會超過最大電壓值老.DS80C320在一個方面有所不同。它在端口 0 上沒有鎖存器，因?yàn)闆]有內(nèi)部程序存儲器。因此，端口 0 不能用作通用 I/O 端口。當(dāng)尋址外部存儲器器件時，端口0、2、ALE和/PSEN引腳在吸收0.45mA電流時不超過3.2V。

當(dāng)DS80C320輸出邏輯高電平時，連接到端口引腳或ALE或/PSEN引腳的負(fù)載會導(dǎo)致電流從微控制器流向負(fù)載。I 的負(fù)數(shù)哦表示電流來自微控制器。如果外部負(fù)載的吸收電流不超過50μA，則引腳處測得的最小輸出電壓等于或大于2.4V。用于此參數(shù)的測試條件假定 RST 和 V抄送具有相同的潛力。此條件模擬引腳在 I/O 模式下的操作。

此條件反映了處于轉(zhuǎn)換模式的端口，即從 0 更改為 1 狀態(tài)。當(dāng)端口引腳從 0 更改為 1 時，單觸發(fā)電路在兩個時鐘周期內(nèi)用力驅(qū)動端口引腳，以幫助實(shí)現(xiàn)強(qiáng)上拉。在雙周期轉(zhuǎn)換結(jié)束時，弱上拉取代強(qiáng)上拉，使端口保持在邏輯 1 狀態(tài)。這種弱上拉一直持續(xù)到下一個 1 比 0 過渡。在0對1轉(zhuǎn)換期間，這些引腳上的電壓不低于2.4V，前提是負(fù)載從微控制器吸收的電流不超過1.5mA。

該參數(shù)表示端口 0 和端口 2 引腳以及 ALE 和/PSEN 上的最小高輸出電壓不低于 2.4V，當(dāng)尋址外部存儲器且微控制器提供 8mA 電流時。

當(dāng)端口引腳配置為輸入時，它在內(nèi)部被拉至邏輯1。根據(jù)外部負(fù)載，端口引腳提供電流。在這種情況下，當(dāng)微控制器端口引腳加載到0.45V的外部壓降時，最大電流從微控制器端口引腳源出。當(dāng)端口引腳上存在0.45V時，最大電流為55μA，從引腳流出。

當(dāng)端口引腳將狀態(tài)從邏輯 1 切換到邏輯 0 時，電流從引腳流向外部負(fù)載。在從V轉(zhuǎn)換期間，最大電流出現(xiàn)在大約2V處抄送至 0V。

當(dāng)端口 0 用作外部設(shè)備的地址總線時，當(dāng)輸入電壓介于 V 之間時，漏電流流過抄送和 0.45V。在總線模式下，端口 0 中采用弱保持鎖存器。在電壓轉(zhuǎn)換期間，端口引腳可以吸收電流或拉出電流。在轉(zhuǎn)換期間，峰值電流出現(xiàn)在大約2V。

DS80C320的復(fù)位引腳具有內(nèi)部下拉電阻。最小電阻為50kΩ，最大電阻為170kΩ。這允許用戶合并各種有線OR條件進(jìn)行復(fù)位。在某些版本的8051型微控制器上，需要外部RC組合來實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位。此功能由DS80C320內(nèi)置。

審核編輯：郭婷