ML610Q407/ML610Q408/ML610Q409 8位微控制器：特性、参数与应用指南

公司变更说明

2020年10月1日，LAPIS Semiconductor Co., Ltd. 进行了公司拆分，成立了新公司 LAPIS Technology Co., Ltd.，并由其承接LSI业务。因此，文档中所有提及 “LAPIS Semiconductor Co., Ltd.”、“LAPIS Semiconductor” 或 “LAPIS” 的地方，均应替换为 “LAPIS Technology Co., Ltd.”。不过，除公司名称、商标和标志等变更外，产品相关文档并无其他变化。

文件下载：ML610Q408P-NNNTB03A7.pdf

产品概述

ML610Q407/ML610Q408/ML610Q409 是高性能8位CMOS微控制器，围绕LAPIS Technology原创的8位CPU nX - U8/100集成了多种外设电路，如同步串口、UART、旋律驱动器、RC振荡型A/D转换器和LCD驱动器等。该系列产品支持高速/低速模式和节能模式，非常适合电池供电产品。同时，还提供MTP版本（ML610Q407(P)/ML610Q408(P)/ML610Q409(P)），P版本支持 -40°C 至 +85°C 的工业温度范围。

产品特性

CPU

• 8位RISC CPU：型号为nX - U8/100，采用16位指令系统，具备多种指令集，包括数据传输、算术运算、比较、逻辑运算、乘除、位操作、位逻辑运算、跳转、条件跳转、调用返回堆栈操作、算术移位等。
• 片上调试功能：仅MTP版本支持。
• 最小指令执行时间：在不同系统时钟下表现不同，如30.5 µs（@32.768 kHz系统时钟）、2µs（@500kHz系统时钟）、0.5µs（@2MHz系统时钟）。

内部存储器

• 内部16KByte Flash ROM：（8K×16位），包含1K Byte不可用的TEST区域。
• 内部1KByte Data RAM：（1024×8位）。

中断控制器

• 1个不可屏蔽中断源：内部源为看门狗定时器。
• 27个可屏蔽中断源：内部源14个，外部源13个。

时基计数器

• 低速时基计数器：1通道，具备频率补偿功能，补偿范围约为 -488ppm 至 +488ppm，补偿精度约为0.48ppm。
• 高速时基计数器：1通道。

看门狗定时器

• 具备不可屏蔽中断和复位功能，自由运行模式，溢出周期有4种可选（125ms、500ms、2s和8s）。

定时器

• 8位×4通道：Timer0 - 3可通过组合使用实现16位×2配置，部分通道支持时钟频率测量模式。
• 捕获功能：2通道，捕获频率范围为4096 Hz至32 Hz。
• PWM功能：16位分辨率×1通道。

同步串口

• 2通道，主/从模式可选，LSB/MSB优先可选，8位/16位长度可选。

UART

• 半双工通信，1通道TXD/RXD，支持多种位长度、奇偶校验和停止位设置，正/负逻辑可选，内置波特率发生器。

旋律驱动器

• 支持29种音阶，63种音调长度，15种节奏，具备蜂鸣器输出模式（4种输出模式、8种频率、16种占空比）。

RC振荡型A/D转换器

• 16位计数器，2通道时分复用。

通用端口

• 输入端口：5通道（含第二功能）。
• 输出端口：不同型号数量不同，ML610Q407为12通道，ML610Q408为8通道，ML610Q409为4通道（均含第二功能）。
• 输入/输出端口：22通道（含第二功能）。

LCD驱动器

• 段数：不同型号最大段数不同，ML610Q407最大145点，ML610Q408最大165点，ML610Q409最大185点，支持多种段/列组合。
• 占空比：1/1至1/5可选。
• 偏置：支持1/2（A版本和D版本）、1/3偏置，内置偏置生成电路。
• 帧频率：约64Hz、73Hz、85Hz和102Hz可选，偏置电压倍增时钟8种可选。
• 显示模式：支持LCD驱动停止模式、LCD显示模式、全LCD开启模式和全LCD关闭模式，具备可编程显示分配功能。

复位

• 通过RESET_N引脚复位，上电时产生上电复位，检测到低速时钟振荡停止时复位（A版本不支持），看门狗定时器溢出时复位。

时钟

• 低速时钟：晶体振荡（32.768 kHz），该LSI若无低速晶体振荡时钟则无法保证正常运行。
• 高速时钟：内置RC振荡（500 kHz、2MHz）。

电源管理

• HALT模式：CPU暂停指令执行，外设电路仍处于工作状态。
• STOP模式：停止低速和高速振荡，CPU和外设电路停止工作。
• 高速时钟档位：可通过软件改变高速系统时钟频率（振荡时钟的1/1、1/2、1/4、1/8）。
• 块控制功能：可复位并完全关闭未使用外设的电路。

保证工作范围

• 工作温度：非P版本为 -20°C 至 +70°C，P版本为 -40°C 至 +85°C。
• 工作电压：(V_{DD}=1.25 ~V) 至 3.6V。

引脚配置与说明

文档详细给出了ML610Q407、ML610Q408、ML610Q409的TQFP100引脚布局和芯片引脚布局及尺寸，同时提供了引脚坐标和引脚列表。引脚功能丰富，包括电源引脚、输入/输出引脚、时钟引脚、中断引脚等，且部分引脚具备第二或第三功能。对于未使用的引脚，文档也给出了推荐的端接方法，如VPP、VL1、VL2、VL3等引脚建议开路，部分输入/输出端口建议设置为带下拉/上拉电阻的输入模式或输出模式，以避免过大的供电电流。

电气特性

绝对最大额定值

规定了电源电压、输入电压、输出电压、输出电流、功耗和存储温度等参数的极限值，如电源电压VDD在Ta = 25 °C时为 - 0.3至 +4.6 V，电源电压VPP在Ta = 25 °C时为 - 0.3至 +9.5 V等。

推荐工作条件

• 工作温度：非P版本为 -20°C 至 +70°C，P版本为 -40°C 至 +85°C。
• 工作电压：根据不同的工作频率范围有所不同，如fOP = 30k至625kHz时，VDD为1.25至3.6 V；fOP = 30k至2.5MHz时，VDD为1.8至3.6 V。
• 工作频率：CPU工作频率在不同VDD电压下有不同范围，如VDD = 1.25至3.6V时，为30k至625k Hz；VDD = 1.8至3.6V时，为30k至2.5M Hz。
• 电容值：对VDDL引脚、VL1、VL2、VL3引脚以及C1和C2引脚外接电容值有具体要求。

时钟生成电路工作条件

规定了低速晶体振荡频率、推荐的等效串联电阻值和外部电容值等参数。

闪存ROM工作条件

在编程和擦除闪存ROM时，对工作温度、工作电压有特定要求，如工作温度为0至 +40 °C，VDD为2.75至3.6 V，VDDL为2.5至2.75 V，VPP为7.7至8.3 V，擦除/编程周期为80次，数据保留时间为10年。

直流特性

详细给出了500kHz/2MHz RC振荡频率、低速晶体振荡启动时间、500kHz/2MHz RC振荡启动时间、低速振荡停止检测时间、复位脉冲宽度、复位噪声消除脉冲宽度、上电复位激活电源上升时间等参数的具体数值和测量条件。

交流特性

包括外部中断、串口、同步串口和RC振荡A/D转换器等方面的特性参数，如外部中断禁用周期、传输和接收波特率、同步串口的时钟周期、脉冲宽度、输出延迟时间、输入建立时间和保持时间等。

封装尺寸与安装注意事项

产品采用P - TQFP100 - 1414 - 0.50 - ZK封装，文档给出了详细的封装尺寸图。同时提醒，表面贴装型封装在回流焊安装过程中对热量敏感，存储时易吸收湿气，因此在进行回流焊安装前，需联系负责销售人员，提供产品名称、封装名称、引脚数量、封装代码和期望的安装条件（回流焊方法、温度和时间）。

修订历史

文档记录了产品文档的修订历史，包括不同版本的发布日期、修改页面和具体描述，方便用户了解产品文档的更新情况。

注意事项

文档强调了未经LAPIS Technology同意，禁止部分或全部复制本文件。产品内容可能会在不通知的情况下进行改进，应用电路示例、电路常数等信息仅用于说明产品的标准使用和操作，在设计量产电路时需考虑周边条件。同时，提醒用户在使用产品时要采取安全措施，以防止产品故障或失效可能导致的人身伤害、火灾或其他损坏。产品不适合用于对可靠性要求极高的设备，如医疗仪器、运输设备等，若有特殊用途需求，需在购买前联系ROHM销售代表。此外，若要出口或海外运输受外汇和外贸法管控的产品或技术，需获得相关许可证。

在实际应用中，电子工程师需要根据这些详细的特性和参数，结合具体的设计需求，合理选择和使用ML610Q407/ML610Q408/ML610Q409微控制器。大家在使用过程中是否遇到过类似微控制器的特殊应用场景呢？欢迎在评论区分享交流。