了解微控制器的直流电气特性

本教程介绍了达拉斯半导体DS80C320高速微控制器数据手册中的所有直流特性。此信息也适用于其他达拉斯半导体微控制器，如DS80C310、DS87C520、DS87C530、DS80C390和DS89C450。

概述

对于没有经验的设计人员来说，理解集成电路数据手册中介绍的电气特性可能会令人困惑。如果被误解，新设计可能会被证明是灾难性的。本教程旨在揭开Maxim微控制器产品系列稳态特性的神秘面纱。

DS80C320只是Maxim提供的众多高速微控制器之一。通过了解该微控制器的直流特性，新手设计人员可以更好地了解具有附加功能的其他微控制器。

绝对最大额定值

DS80C320数据资料的绝对最大额定值部分描述了相对于器件的应力条件。这些参数不设置设备在较长时间内允许的最大和最小操作条件。相反，它们是设备受到压力的限制性操作和环境条件。如果设备长时间暴露在这些参数下，则无法保证，并且设备可靠性可能会受到影响。例如，在印刷电路板的组装过程中，微控制器暴露在+180°C的焊接温度下15秒。绝对最大额定值表示焊接温度为 +160°C，持续 10 秒。在这种情况下，微控制器的可靠性受到了损害。

直流电气特性

表中的直流电气特性特定于温度范围和工作电压。温度范围适用于商业规格（0°C 至 +70°C）和工业规格（-40°C 至 +85°C）。

本应用笔记着眼于DS80C320微控制器的直流电气特性表，并检查该器件的所有参数及其对设计人员的意义。

该表分为七列，分别标记为参数、符号、最小值（最小值）、典型值（典型值）、最大值（最大值）、单位和注释。“注释”列中的数字指向与表中给定的值关联的条件说明。这些紧跟在直流电气特性表后面找到。了解这些条件很重要。

DS80C320 直流电气特性

参数	象征	最低	典型值	.MAX	单位	笔记
工作电源电压	Vcc	4.5	5.0	5.5	V	1

工作电源电压是从电源施加到微控制器上的VCC引脚的电压。数字器件的典型电压为+5.0V ±10%，因此最小和最大额定值。应该注意的是，在任何数字设计中都应使用清洁、稳压的电源。如果噪声（如电压尖峰）超过数据手册开头确定的绝对最大额定值，则会影响器件的可靠性。注1规定所有电压均以地为基准。

参数	象征	最低	典型值	.MAX	单位	笔记
电源故障警告	VPFW	4.25	4.38	4.55	V	1

DS80C320集成了精密带隙电压基准，用于确定何时抄送超出容忍范围。带隙基准电压源提供与 V 进行比较的精确电压抄送.如果 V抄送应下降，电源监视器将其与带隙基准进行比较。微控制器内部的模拟电路检测何时 V抄送已超过预定的电源故障警告阈值。在电源电压较低的情况下，可以产生可选的预警电源故障中断。当 Vcc达到 VPFW阈值时，设备生成电源故障中断。

参数	象征	最低	典型值	.MAX	单位	笔记
最低工作电压	VRST	4.0	4.1	4.25	V	1, 12

最小工作电压参数描述触发电源故障复位的电源电压范围。在此条件之前，电源电压必须通过电源故障警告最小电压。如果未启用电源故障警告中断且 Vcc超过最小工作电压阈值，将发生电源故障复位。电源失效复位后，器件停止操作，并将所有输出引脚置于复位状态。当 Vcc电压恢复并超过VRST，内部检测电路激活片内晶体振荡器，并计算 65，536 个振荡器时钟。如果 Vcc低于 VRST阈值 在此启动期间，进程将重新启动。

参数	象征	最低	典型值	.MAX	单位	笔记
电源电流工作模式 25MHz	ICC		30	45	mA	2

如果毫安表与VCC引脚串联，它将指示器件总电流消耗ICC。电源电流是工作频率的函数。DS80C320数据资料中的直流特性表后面是ICC与频率的关系曲线。请注意 ICC 如何随着频率的增加而增加。另请注意，VCC 保持不变。数据手册中的ICC值是在受控条件下测量的。一个外部 25MHz 时钟源驱动微控制器的 XTAL1 引脚。VCC 和 RST 引脚连接到 5.5V。DS80C320上的所有其他引脚均断开。

参数	象征	最低	典型值	.MAX	单位	笔记
25MHz 时的电源电流空闲模式	我怠		15	25	mA	3

当软件调用空闲模式时，内部时钟、串行端口和计时器将保持运行。但是，在此模式下不执行内存访问。如前所述，功耗与晶体频率有关。空闲模式电流是最终电路设计中晶体频率的函数。空闲模式下的电源电流测量方式与活动模式下的电源电流测量方式相同，只是RST引脚接地。

参数	象征	最低	典型值	.MAX	单位	笔记
电源电流停止模式，禁用带隙基准	我停		0.01	1	微安	4

由于所有时钟操作都停止，停止模式提供的功耗低于空闲模式。为了实现更大的功耗降低，可以通过软件禁用带隙基准电压源。这是停止模式的默认状态。该电流的测量方式与活动和空闲模式相同，只是没有时钟源。XTAL1 引脚和 RST 引脚接地，Vcc为 5.5V，所有其他引脚均断开。

参数	象征	最低	典型值	.MAX	单位	笔记
电源电流停止模式，使能带隙基准	ISTOP		50	80	微安	4, 10

当调用停止模式时，它将微控制器置于最低功耗状态。存在静态条件，而计时器和串行通信停止，处理停止。要退出停止模式，可以使用电源故障中断或非时钟外部中断。如果使用电源故障中断退出停止模式，则必须使能带隙基准电压源。在这种情况下，由于带隙基准电压源电路的电流要求，电源电流较高。DS80C320在此条件下典型功耗为50μA，最大值为80μA。注释 4 和 10 状态 XTAL1 和 RST 引脚接地，V抄送为5.5V，如果器件在工业温度范围内使用，则最大电流可能高达200μA。

参数	象征	最低	典型值	.MAX	单位	笔记
输入低电平	ISPBG	-0.3		+0.8	V	1

输入低电平是逻辑电平低电平下所有输入引脚的电压范围。请注意，最小电压为 -0.3V。因为DS80C320由+V供电抄送以地为参考，-0.3V接入中的负电压会导致微控制器运行不可靠，甚至更糟的是损坏器件。大于+0.8V的电压可以解释为未定义的状态或逻辑电平高电平。

PARAMETER	SYMBOL	MIN	TYP	MAX	UNITS	NOTES
Input Low Level	VIL	-0.3		+0.8	V	1

输入高电平是除 XTAL1 和 RST 之外的所有输入引脚在逻辑电平高电平时的电压范围。小于最小规定值的电压可解释为未定义的状态或逻辑电平低电平和超过最大值V的电压抄送+ 0.3V可能会损坏微控制器。

参数	象征	最低	典型值	.MAX	单位	笔记
输入高电平、XTAL1 和 RST	VIH1	3.5		V抄送+0.3	V	1

此参数特定于 XTAL1 和 RST 引脚。请注意，与微控制器上的其他引脚相比，这两个引脚的最小电压更高。这样做是为了提高XTAL1和RST引脚的抗扰度，与器件上的其他引脚相比。如果超过最大电压，微控制器可能会损坏。

参数	象征	最低	典型值	.MAX	单位	笔记
输出低压端口 1、3 在 I老= 1.6mA	VOL1			0.45	V	1

当与端口 1 和 3 关联的引脚处于逻辑低电平状态时，它们会吸收来自外部电源的电流。源可以是逻辑门的输入或上拉电阻等器件。该参数表示，当灌电流为0.45mA时，端口引脚处测得的电压不超过1.6V。

参数	象征	最低	典型值	.MAX	单位	笔记
输出低压端口 0， 2， ALE， I时/PSEN输出老= 3.2mA	VOL2			0.45	V	1, 5

这是了解DS0C80端口320的重要参数。0 型微控制器上的端口 8051 为漏极开路。所有其他端口均具有内部上拉电阻。要将端口 0 用作通用 I/O，需要某种形式的上拉电阻。如果在端口 0 上使用外部上拉电阻，则只要灌电流不超过 I 内，端口 0 引脚上的最大电压就不会超过最大电压值老.DS80C320在一个方面有所不同。它在端口 0 上没有锁存器，因为没有内部程序存储器。因此，端口 0 不能用作通用 I/O 端口。当寻址外部存储器器件时，端口0、2、ALE和/PSEN引脚在吸收0.45mA电流时不超过3.2V。

参数	象征	最低	典型值	.MAX	单位	笔记
输出高压端口 1， 3， ALE， I时/PSEN输出哦= -50μA	VOH1	2.4			V	1, 6

当DS80C320输出逻辑高电平时，连接到端口引脚或ALE或/PSEN引脚的负载会导致电流从微控制器流向负载。I 的负数哦表示电流来自微控制器。如果外部负载的吸收电流不超过50μA，则引脚处测得的最小输出电压等于或大于2.4V。用于此参数的测试条件假定 RST 和 V抄送具有相同的潜力。此条件模拟引脚在 I/O 模式下的操作。

参数	象征	最低	典型值	.MAX	单位	笔记
输出高压端口 1、3，位于 I哦= -1.5毫安	VOH2	2.4			V	1, 7

此条件反映了处于转换模式的端口，即从 0 更改为 1 状态。当端口引脚从 0 更改为 1 时，单触发电路在两个时钟周期内用力驱动端口引脚，以帮助实现强上拉。在双周期转换结束时，弱上拉取代强上拉，使端口保持在逻辑 1 状态。这种弱上拉一直持续到下一个 1 比 0 过渡。在0对1转换期间，这些引脚上的电压不低于2.4V，前提是负载从微控制器吸收的电流不超过1.5mA。

参数	象征	最低	典型值	.MAX	单位	笔记
输出高压端口 0， 2， ALE， I时/PSEN输出哦= -8毫安	VOH3	2.4			V	1, 5

该参数表示端口 0 和端口 2 引脚以及 ALE 和/PSEN 上的最小高输出电压不低于 2.4V，当寻址外部存储器且微控制器提供 8mA 电流时。

参数	象征	最低	典型值	.MAX	单位	笔记
输入低电流端口 1、3，0.45V	IIL			-55	微安	11

当端口引脚配置为输入时，它在内部被拉至逻辑1。根据外部负载，端口引脚提供电流。在这种情况下，当微控制器端口引脚加载到0.45V的外部压降时，最大电流从微控制器端口引脚源出。当端口引脚上存在0.45V时，最大电流为55μA，从引脚流出。

参数	象征	最低	典型值	.MAX	单位	笔记
转换电流从 1 到 0 端口 1、3 在 2V	ITL			-650	微安	8

当端口引脚将状态从逻辑 1 切换到逻辑 0 时，电流从引脚流向外部负载。在从V转换期间，最大电流出现在大约2V处抄送至 0V。

参数	象征	最低	典型值	.MAX	单位	笔记
输入漏电端口 0，总线模式	IL	-300		+300	微安	9

当端口 0 用作外部设备的地址总线时，当输入电压介于 V 之间时，漏电流流过抄送和 0.45V。在总线模式下，端口 0 中采用弱保持锁存器。在电压转换期间，端口引脚可以吸收电流或拉出电流。在转换期间，峰值电流出现在大约2V。

参数	象征	最低	典型值	.MAX	单位	笔记
RST 下拉电阻	RRST	50		170	千分

DS80C320的复位引脚具有内部下拉电阻。最小电阻为50kΩ，最大电阻为170kΩ。这允许用户合并各种有线OR条件进行复位。在某些版本的8051型微控制器上，需要外部RC组合来实现上电复位。此功能由DS80C320内置。

审核编辑：郭婷