探索Z86093：ROMless CMOS 8位Z8 MCU的卓越性能与应用潜力

在电子工程师的世界里，不断追求高性能、低功耗且功能丰富的微控制器是永恒的目标。今天，我们将深入探讨Zilog公司的Z86093 ROMless CMOS 8位Z8 MCU，揭开它的神秘面纱，看看它能为我们的设计带来哪些惊喜。

文件下载：Z8609316FSC.pdf

1. 产品概述

Z86093是Zilog的Z8 MCU单芯片家族中的一员，它的独特之处在于没有内置ROM，却配备了236字节的通用RAM。这种设计为开发者提供了极大的代码灵活性，可根据实际需求使用外部存储器。该MCU有40引脚DIP、44引脚PLCC和44引脚QFP三种封装形式，能适应不同的应用场景。

1.1 产品特性

• 存储与速度：虽然没有ROM，但236字节的RAM和16MHz的运行速度足以满足许多应用的需求。
• 封装与电压：提供多种封装选择，工作电压范围为3.0 - 5.5V，适应不同的电源环境。
• 温度范围：有标准（0°C - 70°C）和扩展（-40°C - 105°C）两种温度范围可供选择，能在不同的环境条件下稳定工作。
• I/O能力：拥有32条输入/输出线，可分组为四个端口，在软件控制下可实现多种功能，如提供定时、状态信号、并行I/O以及与外部存储器接口的地址/数据总线。
• 中断与定时器：具备六个向量、优先级中断，来自六个不同的源；还有两个片上模拟比较器和两个可编程8位计数器/定时器，每个定时器都有两个6位可编程预分频器，可分担系统的实时任务。
• 其他特性：具有上电复位（POR）、低功耗、扩展寄存器文件（ERF）和可编程中断极性等特性。

1.2 可选特性

• ROM保护：默认禁用。
• RAM保护：默认禁用。
• 看门狗定时器（WDT）：仅通过软件启用。
• 自动锁存：启用。
• 时钟源：可选择晶体、陶瓷谐振器、LC或外部时钟驱动。

2. 功能描述

2.1 寄存器与地址空间

Z86093的扩展寄存器文件（ERF）允许访问寄存器映射的外设和I/O电路。它提供了四个基本地址空间：程序存储器、寄存器文件、数据存储器和ERF。寄存器文件由236字节的通用寄存器、四个I/O端口寄存器和15个控制和状态寄存器组成，ERF则由三个控制寄存器构成。

2.2 I/O端口配置

对于需要强大I/O能力的应用，Z86093的32条输入/输出线分组为四个端口，可在软件控制下进行灵活配置，满足不同的应用需求。

2.3 计数器/定时器与比较器

两个片上计数器/定时器具有多种用户可选模式，可分担系统的实时任务，如计数/定时和I/O数据通信。此外，两个片上比较器可处理具有公共参考电压的模拟信号。

3. 引脚描述

Z86093在不同封装形式下的引脚功能有所不同，下面为大家详细介绍：

3.1 40引脚DIP封装

Pin#	Symbol	Function	Direction
1	R/W	Read/Write	Output
2 - 4	P25 - 27	Port 2, Pins 5, 6, 7	In/Output
5 - 7	P04 - 06	Port 0, Pins 4, 5, 6	In/Output
8 - 9	P14 - 15	Port 1, Pins 4, 5	In/Output
10	P07	Port 0, Pin 7	In/Output
11	VCC	Power Supply
12 - 13	P16 - 17	Port 1, Pins 6, 7	In/Output
14	XTAL2	Crystal, Oscillator Clock	Output
15	XTAL1	Crystal, Oscillator Clock	Input
16 - 18	P31 - 33	Port 3, Pins 1, 2, 3	Input
19	P34	Port 3, Pin 4	Output
20	/AS	Address strobe	Output
21	/RESET	Reset	Input
22	P35	Port 3, Pin 5	Output
23	P37	Port 3, Pin 7	Output
24	P36	Port 3, Pin 6	Output
25	P30	Port 3, Pin 0	Input
26 - 27	P00 - 01	Port 0, Pin 0, 1	In/Output
28 - 29	P10 - 11	Port 1, Pin 0, 1	In/Output
30	P02	Port 0, Pin 2	In/Output
31	GND	Ground
32 - 33	P12 - 13	Port 1, Pin 2, 3	In/Output
34	P03	Port 0, Pin 3	In/Output
35 - 39	P20 - 24	Port 2, Pin 0, 1, 2, 3, 4	In/Output
40	/DS	Data Strobe	Output

3.2 44引脚PLCC封装

Pin#	Symbol	Function	Direction
1 - 2	GND	Ground
3 - 4	P12 - 13	Port 1, Pins 2, 3	In/Output
5	P03	Port 0, Pin 3	In/Output
6 - 10	P20 - 24	Port 2, Pins 0, 1, 2, 3, 4	In/Output
11	/DS	Data Strobe	Output
12	N/C	Not Connected
13	R/W	Read/Write	Output
14 - 16	P25 - 27	Port 2, Pins 5, 6, 7	In/Output
17 - 19	P04 - 06	Port 0, Pins 4, 5, 6	In/Output
20 - 21	P14 - 15	Port 1, Pins 4, 5	In/Output
22	P07	Port 0, Pin 7	In/Output
23, 24	VCC	Power Supply
25 - 26	P16 - 17	Port 1, Pins 6, 7	In/Output
27	XTAL2	Crystal, Oscillator Clock Output
28	XTAL1	Crystal, Oscillator Clock Input
29 - 31	P31 - 33	Port 3, Pins 1, 2, 3	Input
32	P34	Port 3, Pin 4	Output
33	/AS	Address strobe	Output
34	R//RL	ROM/ROMless Control	Input
35	/RESET	Reset	Input
36	P35	Port 3, Pin 5	Output
37	P37	Port 3, Pin 7	Output
38	P36	Port 3, Pin 6	Output
39	P30	Port 3, Pin 0	Input
40 - 41	P00 - 01	Port 0, Pins 0, 1	In/Output
42 - 43	P10 - 11	Port 1, Pins 0, 1	In/Output
44	P02	Port 0, Pin 2	In/Output

3.3 44引脚QFP封装

Pin#	Symbol	Function	Direction
1 - 2	P05 - 06	Port 0, Pins 5, 6	In/Output
3 - 4	P14 - 15	Port 1, Pins 4, 5	In/Output
5	P07	Port 0, Pin 7	In/Output
6 - 7	VCC	Power Supply
8 - 9	P16 - 17	Port 1 Pins 6, 7	In/Output
10	XTAL2	Crystal, Oscillator Clock Output
11	XTAL1	Crystal, Oscillator Clock Input
12 - 14	P31 - 33	Port 3, Pins 1, 2, 3	Input
15	P34	Port 3, Pin 4	Output
16	/AS	Address strobe	Output
17	R/RL	ROM/ROMless Control	Input
18	/RESET	Reset	Input
19	P35	Port 3, Pin 5	Output
20	P37	Port 3, Pin 7	Output
21	P36	Port 3, Pin 6	Output
22	P30	Port 3, Pin 0	Input
23 - 24	P00 - 01	Port 0, Pins 0, 1	In/Output
25 - 26	P10 - 11	Port 1, Pins 0, 1	In/Output
27	P02	Port 0, Pin 2	In/Output
28 - 29	GND	Ground
30 - 31	P12 - 13	Port 1, Pins 2, 3	In/Output
32	P03	Port 0, Pin 3	In/Output
33 - 37	P20 - 24	Port 2, Pins 0, 1, 2, 3, 4	In/Output
38	/DS	Data Strobe	Output
39	N/C	Not Connected
40	R/W	Read/Write	Output
41 - 43	P25 - 27	Port 2, Pins 5, 6, 7	In/Output
44	P04	Port 0, Pin 4	In/Output

4. 电气特性

4.1 绝对最大额定值

Parameter	Min	Max	Units	Notes
Ambient Temperature under Bias	-40	+105	°C
Storage Temperature	-65	+150	°C
Voltage on any Pin with Respect to (V_{SS})	-0.6	+7	V	1
Voltage on (V{DD}) Pin with Respect to (V{SS})	-0.3	+7	V
Voltage on XTAL1 and /RESET Pins with Respect to (V_{SS})	-0.6	(V_{DD}+1)	V	2
Total Power Dissipation		1.21	W
Maximum Allowable Current out of (V_{SS})		220	mA
Maximum Allowable Current into (V_{DD})		180	mA
Maximum Allowable Current into an Input Pin	-600	+600	μA	3
Maximum Allowable Current into an Open - Drain Pin	-600	+600	μA	4
Maximum Allowable Output Current Sinked by Any I/O Pin		25	mA
Maximum Allowable Output Current Sources by Any I/O Pin		25	mA

4.2 直流电气特性

在不同的电源电压和温度条件下，Z86093的直流电气特性表现良好。例如，在待机模式下，不同电源电压和时钟频率下的电流消耗不同；输入共模电压范围也有明确的规定。

4.3 交流电气特性

交流电气特性包括外部I/O或存储器读写时序、时钟输入时序等。这些特性对于确保MCU与外部设备的正确通信至关重要。例如，在不同的时钟频率和电源电压下，地址有效到/AS上升延迟、/AS上升到地址浮动延迟等时序参数都有明确的规定。

5. 应用与展望

Z86093的丰富特性使其适用于多种应用场景，如工业控制、智能家居、消费电子等。其低功耗、高灵活性和强大的I/O能力为开发者提供了广阔的设计空间。在实际应用中，我们需要根据具体需求合理选择封装形式、时钟源和可选特性，以充分发挥Z86093的性能。

作为电子工程师，你是否已经对Z86093产生了兴趣？你认为它在哪些应用场景中会有出色的表现呢？欢迎在评论区分享你的想法和经验。