Z86C33/C43：CMOS Z8 MCU消费控制器处理器的技术剖析

在电子设计领域，微控制器（MCU）是众多项目的核心组件。今天，我们来深入探讨Zilog公司的Z86C33/C43 CMOS Z8 MCU消费控制器处理器，它具备诸多特性，能为设计带来更多的灵活性和高效性。

文件下载：Z86C3312PECR2035.pdf

一、产品概述

Z86C33/C43属于Zilog的Z88 MCU单芯片家族，拥有增强的唤醒电路、可编程看门狗定时器（WDT）以及低噪声/EMI选项。这些特性使得它在设计上更加高效、经济，并且为用户提供了比标准Z8微控制器核心更大的设计灵活性。

1. 基本参数

设备	ROM (KB)	RAM* (Bytes)	速度 (MHz)
Z86C33		237	12, 16
Z86C43		236	12, 16

它采用3.0 - 5.5伏的工作电压范围，时钟自由看门狗定时器（WDT）复位功能，工作温度范围为 -40°C 至 +105°C，还具备扩展寄存器文件（ERF）。

二、功能特性

1. 输入/输出能力

Z86C33提供24个输入/输出引脚，Z86C43提供32个输入/输出引脚。这些引脚可在软件控制下进行配置，能提供定时、状态信号、带或不带握手的并行I/O以及用于连接外部存储器的地址/数据总线。

2. 计数器/定时器

该处理器提供两个片上计数器/定时器，具有大量用户可选模式，能减轻系统处理实时任务（如计数/定时和数据通信）的负担。

3. 中断系统

具备向量式、优先级中断，极性可编程，有六个不同的中断源，可通过中断屏蔽寄存器全局或单独启用或禁用中断请求。

4. 模拟比较器

拥有两个模拟比较器，可处理P31和P32上的模拟信号，参考电压为P33上的电压。

5. 时钟和振荡器

片上振荡器可连接晶体、陶瓷谐振器、LC、RC或外部时钟，晶体应选用AT切割，最大16 MHz，串联电阻（RS）小于等于100欧姆。

6. 复位功能

支持多种复位方式，包括上电复位、看门狗定时器复位、停止模式恢复和外部复位。上电复位电路内置，无需外部复位电路。

7. 存储保护

具备ROM保护和RAM保护功能，ROM保护可防止在外部程序模式下执行特定指令读取内部程序存储器，RAM保护可防止对RAM地址空间的特定部分进行写入操作。

三、引脚功能

1. 特殊引脚

• /ROMless：仅Z86C43有此引脚，连接到GND时禁用内部ROM，使设备作为Z86C90无ROM的Z8工作。
• /DS：数据选通信号，用于外部存储器传输，仅Z86C43有此引脚。
• /AS：地址选通信号，用于外部存储器传输，仅Z86C43有此引脚。
• XTAL1和XTAL2：用于连接晶体、陶瓷谐振器、LC、RC网络或外部时钟。
• R/W：读写信号，仅Z86C43有此引脚。

2. 端口功能

• Port 0：8位双向CMOS兼容端口，可配置为半字节I/O端口或地址端口，支持握手控制。
• Port 1：8位双向CMOS兼容端口，具有复用地址和数据端口功能，仅Z86C43有此端口。
• Port 2：8位双向CMOS兼容I/O端口，可独立配置为输入或输出，支持握手控制。
• Port 3：8位CMOS兼容端口，有四个固定输入和四个固定输出，可用于输入/输出、计数器/定时器、中断、端口握手和数据存储器功能。

四、电气特性

1. 绝对最大额定值

包括环境温度、存储温度、引脚电压、总功耗、允许电流等参数，使用时需确保不超过这些额定值，以免损坏设备。

2. 直流电气特性

涵盖时钟输入电压、输入高/低电压、输出高/低电压、复位输入电压、输入/输出泄漏电流、电源电流等参数，不同工作电压和温度范围下有不同的取值。

3. 交流电气特性

包括外部I/O或存储器读写时序、附加时序等，对于设计外部存储器接口和处理实时任务非常重要。

五、寄存器功能

1. 扩展寄存器文件（ERF）

Z86C33/C43的寄存器文件得到扩展，允许更多系统控制寄存器和外设设备映射到寄存器地址区域。

2. 控制寄存器

• PCON：用于配置端口，包括比较器输出、端口开漏、低EMI等功能。
• SMR：选择时钟分频值和停止模式恢复源。
• WDTMR：控制看门狗定时器的时间选择、在HALT和STOP模式下的活动状态以及时钟源。

六、应用注意事项

1. ROM保护模式

在ROM保护模式下，执行外部程序存储器时，某些指令不能读取内部程序存储器；执行内部程序存储器时则可以。

2. 看门狗定时器

设备有振荡器自由的WDT复位功能，WDT超时复位时，即使振荡器未运行，也会将设备引脚强制到复位默认状态。

3. 端口状态

Port 3输出在复位后除停止模式恢复外，会复位到高电平状态。

4. 低电压保护

设备具备低电压保护功能，最低工作电压随温度和工作频率变化，低电压保护跳闸电压在特定条件下小于3V且高于1.4V。

5. 编程注意事项

• 扩展寄存器PCON为只写寄存器。
• WDTMR在复位后的前60个内部系统时钟内可写，之后写保护。
• 选择P3M位D1为1后，需添加两个NOP延迟，比较器输出才有效，同时要清除IRQ寄存器中的IRQ0、IRQ1和IRQ2以避免虚假中断。

七、封装信息和订购信息

1. 封装信息

提供28引脚DIP、28引脚SOIC、40引脚DIP、44引脚PLCC和44引脚LQFP等多种封装形式，并给出了相应的尺寸参数。

2. 订购信息

不同的型号代表了不同的温度范围、封装形式和速度，用户可根据需求选择合适的产品。

Z86C33/C43 CMOS Z8 MCU消费控制器处理器以其丰富的功能和良好的性能，为电子工程师在设计消费类产品时提供了一个可靠的选择。在实际应用中，我们需要根据具体需求合理配置和使用这些特性，以充分发挥其优势。你在使用类似的MCU时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。