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HC32F003/005系列32位ARM Cortex-M0+微控制器详细手册
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更新于2024-07-01
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本资源是华大半导体发布的HC32F003系列/HC32F005系列32位ARM Cortex-M0+微控制器用户手册,版本为Rev1.6。手册旨在为使用这些系列产品的工程师提供功能介绍、操作指南和使用方法。主要内容包括:
1. **产品概述**:
- 引言部分表达了华大半导体对用户支持的感谢,并强调在使用前需阅读手册和数据手册,因为手册侧重于功能介绍而非规格说明,后者应在数据手册中查找。
2. **功能模块**:
- **32位ARM Cortex-M0+内核**:微控制器的核心处理单元,提供了高效能和低功耗的计算能力。
- **Flash存储器**:非易失性存储器,用于长期保存程序代码。
- **RAM存储器**:随机访问内存,用于存储临时数据和程序执行过程中的变量。
- **时钟系统**:管理微控制器的运行速度和频率,确保系统稳定。
- **工作模式**:微控制器的不同运行状态,如睡眠、待机等,以适应不同功耗需求。
- **通用IO端口**:用于连接外部设备的输入输出接口。
- **中断控制器**:管理微控制器对内外部事件的响应,提高系统响应速度。
- **复位控制器**:负责复位微控制器,用于初始化或恢复系统。
- **定时器/计数器**:实现精确的时间测量和计数功能。
- **看门狗WDT**:防止微控制器死锁,通过定期检测执行状态来保持系统的正常运行。
- **通用异步收发器UART**:用于串行通信,支持全双工或半双工模式。
3. **样本程序和开发环境**:
华大半导体提供了外设功能运行的示例程序以及开发环境说明,用户可以通过这些资源学习和进行实际项目开发。
4. **法律声明**:
手册版权归华大半导体所有,用户在使用产品时需要注意,HDSC有权随时更新产品和文档,建议在购买前查询最新信息。此外,用户需自行承担使用责任,HDSC不对转售产品或超出说明书范围的应用承担责任,所有标识符和商标均受保护。
整个手册详尽地介绍了微控制器的关键特性和组件,对于开发者来说,这是理解和利用HC32F003系列/HC32F005系列的重要参考资源。
HC32F003 系列 / HC32F005 系列用户手册 Rev1.6 Page 16 of 519
22.5.2 LVD 配置为电压变化中断 ................................................................................................ 473
22.6 LVD 寄存器 ....................................................................................................................................... 474
22.6.1 LVD 配置寄存器(LVD_CR) ........................................................................................ 474
22.6.2 LVD 中断寄存器(LVD_IFR) ....................................................................................... 476
23 模拟其它寄存器 ............................................................................................................................................... 477
23.1 BGR 配置寄存器(BGR_CR) ...................................................................................................... 477
24 SWD 调试接口 ................................................................................................................................................ 478
24.1 SWD 调试附加功能 ......................................................................................................................... 478
24.2 ARM® 参考文档 ............................................................................................................................. 479
24.3 调试端口引脚.................................................................................................................................... 480
24.3.1 SWD 端口引脚 .................................................................................................................. 480
24.3.2 SW-DP 引脚分配 .............................................................................................................. 480
24.3.3 SWD 引脚上的内部上拉 .................................................................................................. 480
24.4 SWD 端口 ......................................................................................................................................... 481
24.4.1 SWD 协议简介 .................................................................................................................. 481
24.4.2 SWD 协议序列 .................................................................................................................. 481
24.4.3 SW-DP 状态机(复位、空闲状态、ID 代码) ............................................................. 482
24.4.4 DP 和 AP 读/写访问 ........................................................................................................ 482
24.4.5 SW-DP 寄存器 ................................................................................................................... 483
24.4.6 SW-AP 寄存器 ................................................................................................................... 484
24.5 内核调试 ........................................................................................................................................... 485
24.6 BPU(断点单元) ............................................................................................................................ 485
24.6.1 BPU 功能 ........................................................................................................................... 485
24.7 DWT(数据观察点) ...................................................................................................................... 486
24.7.1 DWT 功能 .......................................................................................................................... 486
24.7.2 DWT 程序计数器采样寄存器 .......................................................................................... 486
24.8 MCU 调试组件 (DBG) ................................................................................................................... 487
24.8.1 对低功耗模式的调试支持 ................................................................................................. 487
24.8.2 对定时器、看门狗的调试支持 ......................................................................................... 487
24.9 调试模式模块工作状态控制(DEBUG_ACTIVE) ..................................................................... 488
25 典型应用电路图 ............................................................................................................................................... 490
26 电气特性 ........................................................................................................................................................... 491
26.1 测试条件 ........................................................................................................................................... 491
26.1.1 最小和最大数值 ................................................................................................................. 491
26.1.2 典型数值 ............................................................................................................................. 491
26.2 绝对最大额定值................................................................................................................................ 492
26.3 工作条件 ........................................................................................................................................... 494
26.3.1 通用工作条件 ..................................................................................................................... 494
26.3.2 上电和掉电时的工作条件 ................................................................................................. 494
26.3.3 内嵌复位和 LVD 模块特性 ............................................................................................... 495
26.3.4 内置的参考电压 ................................................................................................................. 497
26.3.5 工作电流特性 ..................................................................................................................... 497
HC32F003 系列 / HC32F005 系列用户手册 Rev1.6 Page 17 of 519
26.3.6 从低功耗模式唤醒的时间 ................................................................................................. 499
26.3.7 外部时钟源特性 ................................................................................................................. 500
26.3.8 内部时钟源特性 ................................................................................................................. 502
26.3.9 存储器特性 ......................................................................................................................... 503
26.3.10 EFT 特性 ............................................................................................................................. 503
26.3.11 ESD 特性 ............................................................................................................................ 504
26.3.12 端口特性 ............................................................................................................................. 504
26.3.13 RESETB 引脚特性 ............................................................................................................. 507
26.3.14 ADC 特性 ........................................................................................................................... 507
26.3.15 VC 特性 .............................................................................................................................. 510
27 唯一设备 ID 寄存器(80 位) ..................................................................................................................... 511
28 封装尺寸 ........................................................................................................................................................... 512
29 附录 A SysTick 定时器 ................................................................................................................................ 516
29.1 SysTick 定时器简介 ......................................................................................................................... 516
29.2 设置 SysTick...................................................................................................................................... 516
29.3 SysTick 寄存器 ................................................................................................................................. 517
29.3.1 SysTick 控制和状态寄存器(CTRL) ............................................................................ 517
29.3.2 SysTick 重载寄存器(LOAD) ....................................................................................... 517
29.3.3 SysTick 当前值寄存器(VAL) ...................................................................................... 517
30 附录 B 文档约定 ........................................................................................................................................... 518
30.1 寄存器相关缩写词列表 .................................................................................................................... 518
30.2 词汇表 ............................................................................................................................................... 518
版本记录 & 联系方式 ........................................................................................................................................... 519
HC32F003 系列 / HC32F005 系列用户手册 Rev1.6 Page 18 of 519
表目录
表 4-1 运行模式下可运行模块图 ........................................................................................................................ 51
表 4-2 休眠模式下可运行模块图 ........................................................................................................................ 53
表 4-3 深度休眠模式下可运行模块图 ................................................................................................................ 55
表 7-1 Cortex-M0+ 处理器异常一览 .................................................................................................................. 85
表 7-2 外部中断与 NVIC 中断输入对应关系 .................................................................................................. 91
表 8-1 端口复用表 .............................................................................................................................................. 109
表 8-2 端口状态真值表 ....................................................................................................................................... 111
表 9-1 不同频率下 FLASH 擦写时间参数........................................................................................................ 218
表 11-1 Base Timer 寄存器列表 ........................................................................................................................ 240
表 13-1 Advanced Timer 基本特性 ................................................................................................................... 263
表 13-2 Advanced Timer 端口列表 ................................................................................................................... 263
表 13-3 AOS 源选择 ........................................................................................................................................... 294
表 13-4 端口触发选择 ........................................................................................................................................ 294
表 13-5 Advanced Timer 寄存器列表 ............................................................................................................... 297
表 14-1 WDT 寄存器列表 ................................................................................................................................. 343
表 16-1 I2C 时钟信号波特率 ............................................................................................................................ 372
表 16-2 I2C 主机发送模式状态表 .................................................................................................................... 375
表 16-3 I2C 主机接收模式状态表 .................................................................................................................... 377
表 16-4 I2C 从机接收模式状态表 .................................................................................................................... 380
表 16-5 从机发送模式状态表 ............................................................................................................................ 383
表 16-6 其他杂项状态表 .................................................................................................................................... 385
表 16-7 寄存器列表 ............................................................................................................................................ 395
表 17-1 寄存器列表 ............................................................................................................................................ 408
表 17-2 主机模式波特率选择 ............................................................................................................................ 410
表 18-1 寄存器列表 ............................................................................................................................................ 417
表 20-1 ADC 寄存器 ........................................................................................................................................... 440
表 21-1 VC 寄存器 ............................................................................................................................................ 459
表 22-1 LVD 寄存器 .......................................................................................................................................... 474
表 25-1 电压特性 ................................................................................................................................................ 492
表 25-2 电流特性 ................................................................................................................................................ 492
表 25-3 温度特性 ................................................................................................................................................ 493
表 25-4 通用工作条件 ........................................................................................................................................ 494
表 25-5 上电和掉电的工作条件 ........................................................................................................................ 494
表 25-6 POR/Brown Out ..................................................................................................................................... 495
表 25-7 LVD 模块特性 ...................................................................................................................................... 496
表 25-8 工作电流特性 ........................................................................................................................................ 498
表 25-9 端口输出特性 ........................................................................................................................................ 504
HC32F003 系列 / HC32F005 系列用户手册 Rev1.6 Page 19 of 519
图目录
图 1-1 功能模块 .................................................................................................................................................... 24
图 2-1 封装示意图 ................................................................................................................................................ 36
图 3-1 系统架构示意图 ........................................................................................................................................ 45
图 3-2 地址区域划分示意图 ................................................................................................................................ 47
图 4-1 控制模式框图 ............................................................................................................................................ 49
图 5-1 时钟控制模块框图 .................................................................................................................................... 58
图 5-2 晶振时钟启动示意图 ................................................................................................................................ 59
图 5-3 时钟切换示意图 ........................................................................................................................................ 61
图 5-4 时钟校准原理图 ........................................................................................................................................ 64
图 6-1 复位来源示意图 ........................................................................................................................................ 79
图 7-1 只使用了高两位的优先级寄存器 ............................................................................................................ 85
图 7-2 中断向量表 ................................................................................................................................................ 86
图 7-3 中断激活和挂起状态 ................................................................................................................................ 87
图 7-4 中断挂起状态被清除然后被重新确认 .................................................................................................... 88
图 7-5 中断退出时若中断请求保持高电平就会引起中断处理的再次执行 .................................................... 88
图 7-6 中断处理中产生的中断挂起也可以被确认 ............................................................................................ 89
图 7-7 中断结构图 ................................................................................................................................................ 92
图 8-1 端口电路示意图 ....................................................................................................................................... 111
图 9-1 存储器 Sector 划分 ................................................................................................................................ 213
图 11-1 Base Timer 框图 .................................................................................................................................... 234
图 11-2 Timer 模式 1 框图 ................................................................................................................................. 236
图 11-3 Timer 模式 2 框图 ................................................................................................................................. 236
图 11-4 模式 1 时序图 ........................................................................................................................................ 237
图 11-5 模式 2 时序图(预分频设置为 2) ..................................................................................................... 237
图 12-1 PCA 整体框图 ...................................................................................................................................... 244
图 12-2 PCA 计数器框图 .................................................................................................................................. 246
图 12-3 PCA 捕获功能框图............................................................................................................................... 248
图 12-4 PCA 比较功能框图............................................................................................................................... 250
图 12-5 PCA WDT 功能框图 ............................................................................................................................. 251
图 12-6 PCA PWM 功能框图 ............................................................................................................................ 253
图 12-7 PCA PWM 输出波形 ............................................................................................................................ 254
图 13-1 Advanced Timer 框图 ........................................................................................................................... 264
图 13-3 锯齿波波形(递加计数) .................................................................................................................... 265
图 13-4 三角波波形 ............................................................................................................................................ 265
图 13-5 比较输出动作 ........................................................................................................................................ 266
图 13-6 捕获输入动作 ........................................................................................................................................ 267
图 13-7 捕获输入端口的滤波功能 .................................................................................................................... 270
图 13-8 软件同步动作 ........................................................................................................................................ 271
图 13-9 硬件同步动作 ........................................................................................................................................ 274
图 13-10 单缓存方式比较输出时序 .................................................................................................................. 275
HC32F003 系列 / HC32F005 系列用户手册 Rev1.6 Page 20 of 519
图 13-11 PWM 展频输出示意图 ....................................................................................................................... 277
图 13-12 CHA 输出 PWM 波 .......................................................................................................................... 277
图 13-13 三角波 A 模式时软件设定 GCMBR 互补 PWM 波输出 .............................................................. 278
图 13-14 三角波 B 模式时硬件设定 GCMBR 互补 PWM 波输出(对称死区) ...................................... 279
图 13-15 6 相 PWM 波 ..................................................................................................................................... 280
图 13-16 三角波 A 模式时带死区时间三相互补 PWM 波输出 .................................................................... 281
图 13-17 位置模式时基本计数动作 .................................................................................................................. 282
图 13-18 位置模式时相位差计数动作设定(1 倍) ............................................................................................. 283
图 13-19 位置模式时相位差计数动作设定(2 倍) ............................................................................................. 283
图 13-20 位置模式时相位差计数动作设定(4 倍) ............................................................................................. 283
图 13-21 位置模式时方向计数动作 .................................................................................................................. 284
图 13-22 公转模式时 Z 相计数动作 .................................................................................................................. 284
图 13-23 公转模式时位置计数器输出计数动作 .............................................................................................. 285
图 13-24 公转模式时 Z 相计数和位置计数器输出混合计数动作 .................................................................. 285
图 13-25 公转计数模式-混合计数 Z 相屏蔽动作例 1...................................................................................... 286
图 13-26 公转计数模式-混合计数 Z 相屏蔽动作例 2...................................................................................... 287
图 13-27 周期间隔有效请求信号动作 .............................................................................................................. 288
图 13-28 端口刹车与软件刹车示意图 .............................................................................................................. 291
图 13-29 输出同高同低刹车示意图 .................................................................................................................. 292
图 13-30 VC 刹车控制示意图........................................................................................................................... 292
图 13-31 Timer4/5/6 中断选择 .......................................................................................................................... 293
图 14-1 WDT 整体框图 ..................................................................................................................................... 341
图 15-1 UART 结构框图 .................................................................................................................................... 345
图 15-2 Mode0 发送数据 ................................................................................................................................... 346
图 15-3 Mode0 接收数据 ................................................................................................................................... 347
图 15-4 Mode1 发送数据 ................................................................................................................................... 348
图 15-5 Mode1 接收数据 ................................................................................................................................... 348
图 15-6 Mode2 发送数据 ................................................................................................................................... 349
图 15-7 Mode2 接收数据 ................................................................................................................................... 349
图 15-8 接收缓存 ................................................................................................................................................ 355
图 16-1 I2C 传输协议 ........................................................................................................................................ 367
图 16-2 主机向从机传输数据 ............................................................................................................................ 367
图 16-3 主机由从机读取地址 ............................................................................................................................ 367
图 16-4 START 和 STOP 条件......................................................................................................................... 368
图 16-5 I2C 总线上位传输 ................................................................................................................................ 369
图 16-6 I2C 总线上应答信号 ............................................................................................................................ 369
图 16-7 I2C 功能模块图 ..................................................................................................................................... 370
图 16-8 I2C 总线上的仲裁 ................................................................................................................................ 371
图 16-9 I2C 主机发送状态图 ............................................................................................................................ 376
图 16-10 I2C 主机接收状态图 .......................................................................................................................... 378
图 16-11 主机接收状态图 .................................................................................................................................. 381
图 16-12 I2C 从机发送状态图 .......................................................................................................................... 384
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