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HC32F030系列ARM Cortex-M0+微控制器用户手册
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更新于2024-07-01
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"HC32F030系列用户手册Rev1.51"
华大半导体推出的HC32F030系列是一款基于32位ARM Cortex-M0+内核的通用微控制器,专为各种应用设计。这款微控制器集成了丰富的功能模块,包括64KB的Flash存储空间和8KB的RAM,以满足不同层次的存储需求。
时钟系统是微控制器的核心部分,HC32F030系列提供了灵活的时钟管理,能够适应不同的工作频率和功耗优化。它可能包含内部RC振荡器、外部晶体振荡器以及多个时钟分频器,确保了系统时钟的精确和高效。
工作模式方面,该系列支持多种模式,如正常工作模式、低功耗模式(如空闲模式和待机模式),以适应不同应用场景的能效要求。通用IO端口是微控制器与外部设备交互的关键,HC32F030提供了多个可配置的GPIO,支持输入、输出及中断等功能,增强了系统的灵活性。
中断控制器在系统中扮演着事件处理的角色,它能够处理来自不同硬件模块的中断请求,确保实时响应。复位控制器则负责处理系统复位事件,包括上电复位、软件复位等,确保系统稳定运行。
DMAC(直接存储器访问控制器)是另一个关键特性,允许数据在内存和外设之间高速传输,减轻CPU负担。定时器/计数器是通用的计时和事件测量工具,广泛用于各种时间控制任务。此外,HC32F030还包括一个看门狗定时器(WDT),用于监控系统状态,防止程序陷入死循环或异常状态。
通用异步收发器UART(UART0~UARTn)支持串行通信,使得微控制器能够与各种设备如显示器、传感器等进行数据交换。这些接口丰富了微控制器的通讯能力,使其能够适应多种连接方案。
用户在使用HC32F030系列进行产品开发时,华大半导体提供样本程序和开发环境,帮助工程师快速熟悉和利用这些功能。不过,需要注意的是,本手册仅介绍功能和操作,具体芯片规格需参考对应的数据手册。此外,华大半导体对产品的选择和使用不负直接责任,用户需自行承担相应的法律责任。
HC32F030系列是一款功能强大且灵活的微控制器,适用于广泛的嵌入式应用,其强大的处理能力、低功耗特性和丰富的外设接口,使其成为许多IoT设备和嵌入式系统的理想选择。
HC32F030 系列用户手册 Rev1.5 Page 16 of 755
18.2.6.2 硬件同步停止 ............................................................................................................... 503
18.2.6.3 硬件同步清零 ............................................................................................................... 504
18.2.6.4 硬件同步捕获输入........................................................................................................ 504
18.2.6.5 硬件同步计数 ............................................................................................................... 505
18.2.7 缓存功能 .................................................................................................................................. 506
18.2.7.1 缓存传送时间点 ........................................................................................................... 507
18.2.7.2 通用周期基准值缓存传送时间点 ................................................................................ 507
18.2.7.3 通用比较基准值缓存传送时间点 ................................................................................ 507
18.2.7.4 捕获输入值缓存传送时间点 ........................................................................................ 507
18.2.7.5 清零动作时缓存传送.................................................................................................... 507
18.2.8 通用 PWM 输出 ....................................................................................................................... 508
18.2.8.1 PWM 展频输出 .............................................................................................................. 508
18.2.8.2 独立 PWM 输出 ............................................................................................................ 508
18.2.8.3 互补 PWM 输出 ............................................................................................................ 509
18.2.8.4 多相 PWM 输出 ............................................................................................................. 511
18.2.9 正交编码计数 .......................................................................................................................... 513
18.2.9.1 位置计数模式 ............................................................................................................... 513
18.2.9.2 公转模式 ....................................................................................................................... 516
18.2.10 周期间隔响应 ........................................................................................................................ 519
18.2.11 保护机制................................................................................................................................. 519
18.2.12 中断说明 ................................................................................................................................ 520
18.2.12.1 计数比较匹配中断...................................................................................................... 520
18.2.12.2 计数周期匹配中断...................................................................................................... 520
18.2.12.3 死区时间错误中断...................................................................................................... 520
18.2.13 DMA ........................................................................................................................................ 521
18.2.14 刹车保护 ................................................................................................................................ 521
18.2.14.1 端口刹车与软件刹车.................................................................................................. 521
18.2.14.2 深度休眠模式自动刹车 .............................................................................................. 522
18.2.14.3 输出电平同高同低刹车 .............................................................................................. 522
18.2.14.4 VC 刹车 ....................................................................................................................... 522
18.2.15 内部互连 ................................................................................................................................ 524
18.2.15.1 中断触发输出 ............................................................................................................. 524
18.2.15.2 AOS 触发 .................................................................................................................... 525
18.2.15.3 端口触发 TRIGA-TRIGD .......................................................................................... 526
18.2.15.4 比较输出 VC 与 Advanced Timer 互连 ................................................................. 526
18.2.15.5 UART 与 Advanced Timer 互连 ............................................................................... 526
18.3 寄存器描述 ....................................................................................................................................... 527
18.3.1 通用计数基准值寄存器 (TIMx_CNTER) .............................................................................. 529
18.3.2 通用周期基准值寄存器(TIMx_PERAR) .......................................................................... 529
18.3.3 通用周期缓存寄存器(TIMx_PERBR) ............................................................................... 530
18.3.4 通用比较基准值寄存器(TIMx_GCMAR-GCMDR) ......................................................... 530
18.3.5 专用比较基准值寄存器(TIMx_SCMAR-SCMBR) .......................................................... 531
HC32F030 系列用户手册 Rev1.5 Page 17 of 755
18.3.6 死区时间基准值寄存器(TIMx_DTUAR- DTDAR) .......................................................... 531
18.3.7 通用控制寄存器(TIMx_GCONR) ..................................................................................... 532
18.3.8 中断控制寄存器(TIMx_ICONR) ....................................................................................... 534
18.3.9 端口控制寄存器(TIMx_PCONR) ...................................................................................... 536
18.3.10 缓存控制寄存器(TIMx_BCONR).................................................................................... 539
18.3.11 死区控制寄存器(TIMx_DCONR) ................................................................................... 540
18.3.12 滤波控制寄存器(TIMx_FCONR) .................................................................................... 541
18.3.13 有效周期寄存器(TIMx_VPERR) .................................................................................... 543
18.3.14 状态标志寄存器(TIMx_STFLR) ..................................................................................... 544
18.3.15 硬件启动事件选择寄存器(TIMx_HSTAR) ..................................................................... 546
18.3.16 硬件停止事件选择寄存器(TIMx_HSTPR) ..................................................................... 548
18.3.17 硬件清零事件选择寄存器(TIMx_HCELR) .................................................................... 550
18.3.18 硬件捕获 A 事件选择寄存器(TIMx_HCPAR) ................................................................ 552
18.3.19 硬件捕获 B 事件选择寄存器(TIMx_HCPBR) ................................................................ 554
18.3.20 硬件递加事件选择寄存器(TIMx_HCUPR) .................................................................... 556
18.3.21 硬件递减事件选择寄存器(TIMx_HCDOR) ................................................................... 558
18.3.22 软件同步启动寄存器(TIMx_SSTAR) ............................................................................. 560
18.3.23 软件同步停止寄存器(TIMx_SSTPR).............................................................................. 561
18.3.24 软件同步清零寄存器(TIMx_SCLRR) ............................................................................. 562
18.3.25 中断标志寄存器(TIMx_IFR) ........................................................................................... 563
18.3.26 中断标志清除寄存器(TIMx_ICLR) ................................................................................ 565
18.3.27 展频及中断触发选择(TIMx_CR) .................................................................................... 566
18.3.28 AOS 选择控制寄存器(TIMx_AOSSR) ............................................................................ 568
18.3.29 AOS 选择控制寄存器标志清除(TIMx_AOSCL) ............................................................ 569
18.3.30 端口刹车控制寄存器(TIMx_PTBKS) ............................................................................. 570
18.3.31 端口触发控制寄存器(TIMx_TTRIG) .............................................................................. 571
18.3.32 AOS 触发控制寄存器(TIMx_ITRIG) .............................................................................. 572
18.3.33 端口刹车极性控制寄存器(TIMx_PTBKP) ..................................................................... 573
19 看门狗定时器(WDT) .................................................................................................................................. 574
19.1 WDT 简介 ........................................................................................................................................ 574
19.2 WDT 功能描述................................................................................................................................. 575
19.2.1 WDT 溢出后产生中断 ............................................................................................................. 575
19.2.2 WDT 溢出后产生复位 ............................................................................................................. 575
19.3 WDT 寄存器描述............................................................................................................................. 577
19.3.1 WDT 清除控制寄存器(WDT_RST) .................................................................................. 577
19.3.2 WDT_CON 寄存器 ................................................................................................................. 578
20 通用同步异步收发器(UART) .................................................................................................................... 579
20.1 概述 ................................................................................................................................................... 579
20.2 功能框图 ........................................................................................................................................... 580
20.3 工作模式 ........................................................................................................................................... 581
20.3.1 Mode0(同步模式,半双工) ................................................................................................ 581
20.3.1.1 发送数据 ....................................................................................................................... 581
HC32F030 系列用户手册 Rev1.5 Page 18 of 755
20.3.1.2 接收数据 ....................................................................................................................... 581
20.3.2 Mode1(异步模式,全双工) ................................................................................................ 582
20.3.2.1 发送数据 ....................................................................................................................... 582
20.3.2.2 接收数据 ....................................................................................................................... 583
20.3.3 Mode2(异步模式,全双工) ................................................................................................ 583
20.3.3.1 发送数据 ....................................................................................................................... 583
20.3.3.2 接收数据 ....................................................................................................................... 584
20.3.4 Mode3(异步模式,全双工) ................................................................................................ 584
20.3.4.1 发送数据 ....................................................................................................................... 584
20.3.4.2 接收数据 ....................................................................................................................... 585
20.4 波特率编程 ....................................................................................................................................... 586
20.4.1 Mode0........................................................................................................................................ 586
20.4.2 Mode1/3 .................................................................................................................................... 586
20.4.3 Mode2........................................................................................................................................ 590
20.5 传输数据结构.................................................................................................................................... 591
20.6 帧错误检测 ....................................................................................................................................... 591
20.7 多机通讯 ........................................................................................................................................... 592
20.7.1 自动地址识别 .......................................................................................................................... 592
20.7.2 给定地址 .................................................................................................................................. 592
20.7.3 广播地址 .................................................................................................................................. 593
20.7.4 举例 .......................................................................................................................................... 593
20.8 DMAC 硬件握手 ............................................................................................................................... 593
20.9 硬件流控 ........................................................................................................................................... 594
20.9.1 nRTS 流控 ................................................................................................................................. 594
20.9.2 CTS 流控 ................................................................................................................................... 594
20.10 收发端缓存 ....................................................................................................................................... 596
20.10.1 接收缓存 ................................................................................................................................ 596
20.10.2 发送缓存 ................................................................................................................................ 597
20.11 寄存器 ............................................................................................................................................... 598
20.11.1 数据寄存器(UARTx_SBUF) ............................................................................................ 598
20.11.2 控制寄存器(UARTx_SCON) ........................................................................................... 599
20.11.3 地址寄存器(UARTx_SADDR)......................................................................................... 601
20.11.4 地址掩码寄存器(UARTx_SADEN) ................................................................................. 601
20.11.5 标志位寄存器(UARTx_ISR) ............................................................................................ 602
20.11.6 标志位清除寄存器(UARTx_ICR) ................................................................................... 603
20.11.7 波特率寄存器(UARTx_SCNT) ........................................................................................ 603
21 循环冗余校验(CRC) ................................................................................................................................... 604
21.1 概述 ................................................................................................................................................... 604
21.2 功能框图 ........................................................................................................................................... 604
21.3 功能描述 ........................................................................................................................................... 604
21.4 寄存器 ............................................................................................................................................... 605
21.4.1 控制寄存器(CRC_CR) ....................................................................................................... 605
HC32F030 系列用户手册 Rev1.5 Page 19 of 755
21.4.2 结果寄存器(CRC_RESULT) .............................................................................................. 606
21.4.3 数据寄存器(CRC_DATA) .................................................................................................. 607
21.5 软件基本操作.................................................................................................................................... 608
21.5.1 CRC16 编码模式 ...................................................................................................................... 608
21.5.2 CRC16 检验模式 ...................................................................................................................... 608
21.5.3 CRC32 编码模式 ...................................................................................................................... 608
21.5.4 CRC32 检验模式 ...................................................................................................................... 609
22 真随机数发生器(TRNG) ............................................................................................................................ 610
22.1 概述 ................................................................................................................................................... 610
22.2 功能框图 ........................................................................................................................................... 610
22.3 功能描述 ........................................................................................................................................... 610
22.4 寄存器 ............................................................................................................................................... 611
22.4.1 控制寄存器(TRNG_CR) ..................................................................................................... 611
22.4.2 模式寄存器(TRNG_MODE) .............................................................................................. 612
22.4.3 数据寄存器 0(TRNG_DATA0) .......................................................................................... 613
22.4.4 数据寄存器 1(TRNG_DATA1) .......................................................................................... 613
22.5 软件基本操作.................................................................................................................................... 614
22.5.1 生成 64bits 真随机数的操作流程(上电第一次) ............................................................... 614
22.5.2 生成 64bits 真随机数的操作流程(非上电第一次生成) ................................................... 615
23 高级加密标准模块(AES) ........................................................................................................................... 616
23.1 功能定义 ........................................................................................................................................... 616
23.1.1 AES 算法简述 .......................................................................................................................... 616
23.1.2 AES 模块功能描述 .................................................................................................................. 618
23.2 模块寄存器说明................................................................................................................................ 619
23.2.1 控制寄存器(AES_CR) ........................................................................................................ 619
23.2.2 数据寄存器(AES_Data) ..................................................................................................... 620
23.2.3 密钥寄存器(AES_Key) ...................................................................................................... 621
23.3 异常机制 ........................................................................................................................................... 622
23.4 本模块操作说明................................................................................................................................ 623
23.4.1 IP 操作的共同点 ...................................................................................................................... 623
23.4.2 加密操作流程 .......................................................................................................................... 623
23.4.3 解密操作流程 .......................................................................................................................... 623
23.4.4 数据示例 .................................................................................................................................. 624
23.5 运行时间说明.................................................................................................................................... 625
24 模数转换器(ADC) ...................................................................................................................................... 626
24.1 模块简介 ........................................................................................................................................... 626
24.2
ADC
框图 ........................................................................................................................................... 627
24.3 转换时序及转换速度 ........................................................................................................................ 628
24.4 单次转换模式 ................................................................................................................................... 629
24.5
扫描转换模式
................................................................................................................................... 631
24.5.1 顺序扫描转换模式 .................................................................................................................. 631
24.5.2 插队扫描转换模式 .................................................................................................................. 633
HC32F030 系列用户手册 Rev1.5 Page 20 of 755
24.5.3 扫描转换触发 DMA 读取 ....................................................................................................... 636
24.6 连续转换累加模式 ........................................................................................................................... 637
24.7 ADC 转换外部触发源 ..................................................................................................................... 640
24.8 ADC 转换结果比较.......................................................................................................................... 641
24.9 ADC 中断 .......................................................................................................................................... 642
24.10 使用温度传感器测量环境温度 ........................................................................................................ 643
24.11 ADC 模块寄存器 ............................................................................................................................. 645
24.11.1 ADC 基本配置寄存器 0(ADC_CR0) ............................................................................... 647
24.11.2 ADC 基本配置寄存器 1(ADC_CR1) ............................................................................... 649
24.11.3 ADC 顺序扫描转换通道配置寄存器 0(ADC_SQR0) .................................................... 651
24.11.4 ADC 顺序扫描转换通道配置寄存器 1(ADC_SQR1) .................................................... 652
24.11.5 ADC 顺序扫描转换通道配置寄存器 2(ADC_SQR2) .................................................... 653
24.11.6 ADC 插队扫描转换通道配置寄存器(ADC_JQR) .......................................................... 654
24.11.7 ADC 顺序扫描转换通道 x 转换结果(ADC_SqrResult0 - 15) ........................................ 654
24.11.8 ADC 插队扫描转换通道 x 转换结果(ADC_JqrResult0 - 3) ........................................... 655
24.11.9 ADC 转换结果(ADC_Result) ........................................................................................... 655
24.11.10 ADC 转换结果累加值(ADC_ResultAcc) ...................................................................... 656
24.11.11 ADC 比较上阈值(ADC_HT) .......................................................................................... 656
24.11.12 ADC 比较下阈值(ADC_LT) .......................................................................................... 657
24.11.13 ADC 中断标志寄存器(ADC_IFR) ................................................................................. 658
24.11.14 ADC 中断清除寄存器(ADC_ICR) ................................................................................ 659
24.11.15 ADC 单次转换或顺序扫描转换外部中断触发源配置...................................................... 660
24.11.16 ADC 插队扫描转换外部中断触发源配置寄存器(ADC_ExtTrigger1) ........................ 662
24.11.17 ADC 单次转换启动控制寄存器(ADC_SglStart) .......................................................... 664
24.11.18 ADC 顺序扫描转换启动控制寄存器(ADC_SqrStart) .................................................. 664
24.11.19 ADC 插队扫描转换启动控制寄存器(ADC_JqrStart) ................................................... 665
25 模拟比较器(VC) ......................................................................................................................................... 666
25.1 模拟电压比较器 VC 简介 .............................................................................................................. 666
25.2 电压比较器框架图 ............................................................................................................................ 667
25.3 建立/响应时间 .................................................................................................................................. 667
25.4 滤波时间 ........................................................................................................................................... 668
25.5 迟滞功能 ........................................................................................................................................... 668
25.6
VC
寄存器 ........................................................................................................................................ 669
25.6.1 VC 配置寄存器(VC_CR) ................................................................................................... 670
25.6.2 VC0 配置寄存器(VC0_CR) ............................................................................................... 672
25.6.3 VC1 配置寄存器(VC1_CR) ............................................................................................... 674
25.6.4 VC0 输出配置寄存器(VC0_OUT_CFG) .......................................................................... 676
25.6.5 VC1 输出配置寄存器(VC1_ OUT_CFG) ......................................................................... 678
25.6.6 VC 中断寄存器(VC_IFR) .................................................................................................. 680
26 低电压检测器(LVD)................................................................................................................................... 681
26.1 LVD 简介 .......................................................................................................................................... 681
26.2 LVD 框图 .......................................................................................................................................... 681
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