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HC16LC16K6TA-LQ64_51系列16MHZ.PDF 2.32MB

HC16L

系列

MCU

Preliminary DataSheet

1．简介

 80251 16 位 CPU 平台

 比标准型 80C51 处理能力快 40 倍。

 高达 16MHz 的 CPU 时钟

 灵活的功耗管理系统

 低功耗模式 1: 0.9uA@3V Power on Reset

和 brown out detector 有效，寄存器和

CPU 保存状态

 低功耗模式 2：1.4uA@3V 低功耗模式 1 加

32.768KHz 外部晶振驱动的 RTC 和看门狗

 低功耗模式 3：1.6uA@3V 低功耗模式 2 加电

荷泵型 LCD

 睡眠模式：40UA/MHZ@3V 系统时钟和外设运

行，CPU 停止

 工作模式：260UA/MHZ@3V 系统时钟、外设、

CPU 运行

 从低功耗模式唤醒到工作模式，响应时间不超

过 3us

 32KB Flash/4KB RAM

 58 个通用 I/O 管脚

 1 通道 DMA

 定时器/计数器

 4 个通用 16 位定时器/计数器

 1 个支持 5 路捕捉/比较通道的 16 位定时器/

计数器

 1 个 20 位的可编程看门狗

 2 个专用 8 位定时器给 UART0、UART1 产生可

变波特率

 1 个专用 8 位定时器给 IIC 产生可变波特率

 1 个专用 8 位定时器给 SPI 产生可变波特率

 1 个专用 8 位定时器给蜂鸣器产生可变波特

率

 通讯接口

 UART0、UART1 标准通讯接口

 SPI 标准通讯接口

 IIC 标准通讯接口

 SmartCard(ISO 7816)接口

 低功耗高精度模拟外设

 8 通道 12 位 200Ksps SAR ADC

 片上温度传感器

 片上电压比较器

 片上低电压侦测器

 40X4 电阻型+电荷泵型 LCD 驱动电路

 高可靠性、安全性、易用性

 硬件万年历模块

 64 位硬件 DES 加解密协处理器

 64 位随机数模块

 16 位硬件 CRC 校验电路模块

 唯一 8 字节 ID 号

 128 位加密型嵌入式调试解决方案，提供全

功能的实时调试器

 工作温度： -40 ~ 85℃

 单电源供电：1.8 ~ 3.8V

 封装形式：LQFP80,LQFP64,QFN48,QFN32

HC16L系列MCU集成了12位高精度SARADC、160段LCD驱动(仅限HC16LC系列)、硬件随机数

发生器以及硬件DES加解密电路，具有高整合度、高抗干扰度、高可靠性和超低功耗的MCU。

内核采用哈佛结构以及增强型流水线架构，在相同时钟频率下的处理能力为标准8xC251的3

倍、标准80C51的40倍，配合成熟的Keil μVision4调试开发软件，支持C语言及汇编语言，

并且指令与标准8xC251/80C51完全兼容，编译C程序时，相比于标准80C51而言，能够大幅减

少代码容量。

典型应用

 各类水表，燃气表，热能表等工业仪表

 血糖监测仪，血压监护仪和心电记录监护仪等健康器材

 火警探头，智能门锁，无线传感器，无线监控等智能传感器应用

 各种对功耗苛求的可穿戴设备和便携设备

2．系统及模块概述

2.1 功能模块介绍

HC16L 系列 MCU 是自主知识产权的超低功耗微控制器，凭借其强大的 16 位内核、创新的超

低功耗技术、快速的唤醒时间和众多可选的外围设备，非常适合电池供电的应用，以及任何

要求高性能、低功耗的系统。本节给出各个功能模块的简短介绍，并说明了对各个设备的配

置。对于完整的功能说明和每一个模块的详细信息，请参阅 HC16L 用户手册。

图 2.1 HC16L 功能模块图

图 2.2 HC16L 系列芯片选型

Parter number

PKG

Flash

IAP/ISP

RAM

I/O

RTC

CRC

12bit

PCA

PWM

Timer

SPI

I2C

7816

UART

Beep

LCD

ADC

HC16LC10F4UA-QFN32

QFN32

(4*4)

16K

3ch

1*8Bit

N/A

HC16LC10F6UA-QFN32

QFN32

(4*4)

32K

3ch

1*8Bit

N/A

HC16LC10J4UA-QFN48

QFN48

(7*7)

16K

7ch

5*8Bit

N/A

HC16LC10J6UA-QFN48

QFN48

(7*7)

32K

7ch

5*8Bit

N/A

HC16LC16K6TA-LQ64

LQFP64

(7*7)

32K

7ch

5*8Bit

32*4

HC16LC16K6TA-LQFP64

LQFP64

(10*10)

32K

7ch

5*8Bit

32*4

HC16LC16M6TA-LQ80

LQFP80

(10*10)

32K

7ch

5*8Bit

40*4

HC16LC16M6TA-LQFP80

LQFP80

(12*12)

32K

7ch

5*8Bit

40*4

2.1.1 增强型流水线 80251 内核

嵌入式 80251 是标准 80C51 的加强版，该 16 位内核采用哈佛结构（提供独立的指令总线和

数据总线去访问代码存储区和数据存储区）以及增强型流水线架构，工作频率从 2M 到 24M

可任意配置。

2.1.2 32KB Flash

内建全集成 Flash 控制器，无需外部高压输入，内置定时器来支持编程，擦除。支持 IAP、

ICP 功能。支持 DMA 传输模式。每 512 个字节为一个最小擦除页。20ms 的擦除时间，20us 的

编程时间。常温下至少 2 万次擦写性能。常温下数据至少保存 100 年。

2.1.3 4KB RAM

在各种低功耗模式下，RAM 数据都可以保留。支持在 RAM 中执行程序。支持 DMA 传输模式。

2.1.4 DMA 控制器

在 DMA 控制器的控制下，在存储器和外部设备之间直接进行数据传送，在传送过程中不需

要 CPU 的参与，可以极大的降低系统搬运数据时的功耗。1 路 DMA 通道，支持下列操作：

Flash to SRAM，SRAM to Flash，Flash to Flash，SRAM to SRAM，SRAM to CRC，Flash to CRC。

2.1.5 时钟系统

一个频率为 2M~16M 可配置的高精度内部时钟 MCLK，从低功耗模式到工作模式的唤醒时间

为 3uS，全电压全温度范围内的频率偏差 < ±2.5%，无需外接昂贵的高频晶体。

一个频率为 32,768Hz 的外部晶振 ACLK，主要提供 RTC 实时时钟频率。

一个频率为 32KHz 的内部时钟 SCLK，当外部 32,768Hz 晶振失效时备用，增加抗干扰能力。

2.1.6 硬件实时时钟 RTC

RTC（Real Time Counter）是一个支持 BCD 数据的寄存器，采用 32,768Hz 晶振作为其时钟，

能实现万年历功能，中断周期可配置为年/月/日/小时/分钟/秒。24/12 小时时间模式，硬件

自动修正闰年。

可使用内部温度传感器或外部精准温度传感器进行精确度补偿，可用软件+1/-1 调整年/月/

日/小时/分钟/秒，最小可调精度为 1/16 秒。

带有 2 路可配置频率、宽度、相位的脉冲输出。

用于指示时间和日期的 RTC 日历记录器在 MCU 受外部因素影响而复位时不会清除保留值，

是需要永久高精度实时时钟的测量设备仪表的最佳选择。

2.1.7 58 个通用 IO 端口

每个 GPIO 均为数字模块及模拟模块复用。

每个端口有独立的控制寄存器位来控制。

支持边沿和电平触发中断，并支持从超低功耗模式下唤醒 MCU。

支持 Push-Pull CMOS 推挽输出、Open-Drain 开漏输出。

带有 Pull-up 上拉电阻，带有施密特触发器输入滤波功能。

输出驱动能力可配置，最大支持 20mA 的电流驱动能力。

58 个通用 IO 可支持外部异步中断，分为 2 个快速中断，1 个查询中断。

2.1.8 中断控制器

有四个中断优先级，可处理复杂逻辑，能够进行实时控制和中断处理。

16 个中断入口向量地址，分别为：

一个非可屏蔽中断 NMI，外部 32K 晶振失效中断。

一个软件中断，为了 JTAG 调试使用。

快速中断源 0，UART0 RXD / P5.0 端口。

快速中断源 1，UART1 RXD / P1.6 端口。

除了 P5.0/P1.6 以外的其他 56 个 GPIO 共享一个中断入口地址。

Timer 0，Timer2 共享一个中断入口地址。

Timer 1，Timer3 共享一个中断入口地址。

UART0，UART1 共享一个中断入口地址。

SPI 中断源。I2C 中断源。ISO7816 智能卡中断源。PCA 中断源。RTC 中断源。ADC 中断源。

VC 中断源。LVD 中断源。

2.1.9 复位控制器

支持以下各种复位功能：上电下电复位，低电压检测 LVD 复位，外部 RESETB 管脚复位，看

门狗 WDT 复位，可编程计数器阵列 PCA 看门狗复位，JTAG 软件复位。

每个复位都有独立的复位标志寄存器。

2.1.10 定时器/计数器

4 个通用 16 位定时器/计数器。

2.1.11 可编程计数器阵列 PCA

PCA（Programmable Counter Array）有 5 路捕获/比较模块，每一个模块都可以独立编程，以

提供输入捕获、输出比较或脉冲宽度调制功能。PCA 亦可用作一个额外的 WDT。

2.1.12 看门狗 WDT

WDT（Watch Dog Timer）是一个可配置的 20 位定时器，在 MCU 异常的情况下提供复位。其

时钟来源可选择外部 32,768Hz 晶振或内部 32K 的 RC OSC 时钟。可配置的最大溢出时间为 32

秒。

2.1.13 通用异步收发器 UART0/UART1

2 路通用异步收/发器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），支持全部 4 种 8xC251

标准的工作模式，带有帧位错误检测功能，能实现多处理器通信和自动地址识别。

2 个独立的 8 位计数器分别给 UART0、UART1 提供可编程波特率。

2.1.14 同步串行接口 SPI

一路同步串行接口（Serial Peripheral Interface），支持主从模式，全双工半双工模式，2 级 FIFO。

1 个独立的 8 位计数器为 SPI 提供可编程波特率。

2.1.15 IIC 总线

IIC（Inter-Integrated Circuit）是一个真正的多主机总线，如果两个或更多主机同时进行数据

传输，可以通过冲突检测和仲裁防止数据被破坏。它包括一条串行数据线 SDA，一条串行时

钟线 SCL，通过简单有效的连线方式实现设备间的数据交换。采用串行同步时钟，可实现设

备之间以不同的速率传输数据，串行 8 位双向数据传输最大速度可以到 400Kps。

支持 26 种传输状态、主从收发 4 种传输模式，支持 7 位地址自动识别。

1 个独立的 8 位计数器为 IIC 提供可编程波特率。

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