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接口描述

独立看门狗(IWDG)

芯片内集成了一个 Independent watchdog(简称 IWDG),该模块具有高安全级别、时序精确及灵活使 用的特点。IWDG 发现并解决由于软件失效造成的功能混乱,并在计数器达到指定的 timeout 值时触发系统复位。 独立看门狗模块基于一个32-bit递减计数器,使用独立于PCLK的时钟计数,当计数器递减计数到0时,产生中断请求,计数器重载初值再次进行递减计数,再递减计数到0之前若中断未被清除,将产生复位请求,同时计数器停止计数。中断请求和复位请求都可以通过寄存器配置为使能或者禁止,当禁止中断请求时,计数器停止计数,当中断请求重新使能后,计数器重载初值进行递减计数。

PVD

Programmable Voltage detector(PVD)模块可以用来检测 VCC电源(也可以检测 PB7 引脚的电压),检测点可通过寄存器进行配置。当 VCC高于或低于 PVD 的检测点时,产生相应的中断标识。PVD根据软件配置阈值对芯片电压进行扫描扫描到电压跳变值后,上报中断并记录跳变电压值,直到扫描到边界。电压检测范围:1.72~4.2V。

RTC

RTC实时时钟是一个独立的定时器。RTC 模块拥有一组连续计数的计数器,在相应软件配置下,可提供时钟日历的功能。修改计数器的值可以记录和设置系统当前的日期和时间,并且可以设置定时器,计数到定时值后,输出中断信号。

通用输入输出(GPIO)

GPIO 支持多个可编程的输入/输出管脚,每个GPIO端口都有相应的控制寄存器和配置寄存器,可以由软件配置为输出(push-pull 或者 open drain),输入(floating,pull–up/down,analog)。共分为3组,最多可控制20个IO。 GPIO 支持3.3v电平和1.8v电平,需要3.3v IO电平的时候芯片36脚和37脚接一起并在外部接一颗电容,需要1.8v IO电平的时候芯片36脚需外接3.3v供电,38脚外接1.8v供电,36脚和37脚分别外接一颗电容。

VAD

VAD用于超低功耗场景下的声音活动检测(Voice Activity Detection,VAD)。平均检测延迟27ms,不同应用场景下,可编程检测参数。可以让Audio ADC休眠并节省功耗,直到检测到声音活动。当声音活动被检测到时,VAD发送中断来唤醒Audio ADC。

Audio ADC

Audio ADC支持一路模拟麦单端或差分输入,可用于line-in或者mic-in。工作时钟为12.288MHz。具有可编程的数字滤波器,用于平衡滤波效果和延迟响应。支持多种采样频率16, 32, 48, 96, 192, 384, 768kHz。

DMIC

CI141X支持1~4路DMIC输入、PDMC12\PDMC2\PDMD12为一组、可以接两个DMIC,PDMC3\PDMD3为一组、可以接两个DMIC。PDMC2时钟可以关闭已使其中一个数字硅麦进入待机模式节省功耗,如下图所示: 可关闭时钟连接方式

4路DMIC输入连接方式如下:

四路DMIC输入

PWM DAC


●PWM DAC支持低功耗和高质量音频应用,支持2种工作模式:
●字工作模式对数字放大器和耳机类应用进行了优化,可减少EMI影响。
●模拟工作模式对模拟放大器(AOP,class AB)和线路输出进行了优化。
● 采样率Fs支持16/32/48/96/192kHz。
● soft mute和过零增益变化减少声音故障。
●数据接口支持并行或串行,两种互斥。
●持16、18、20、24bit有符号线性PCM格式,有效数据放在高位,不同格式只影响数据LSB。
●DAC支持的数据格式为IIS格式、左对齐格式。
●支持STANDBY输出,防止上电POP音。

SPI


●SPI实现SPI、SSP和Microwire协议的转换,主要用于与外设通信,
●支持Master和Slave寄存器可配置。
●支持TX FIFO ,深度为16,宽度为32bit,当一帧数据位宽小于32bit时,高位补零
●支持RX FIFO ,深度为8,宽度为32bit,当一帧数据位宽小于32bit时,高位补零
●支持TX/RX FIFO阈值可配
●SPI/SSP协议支持4种传输模式可配置:同时收发,只发不收,只收不发,EEPROM Read
●支持数据传输busy 状态可查询

KEY_SCAN


●key_scan最大可支持8x8的矩阵键盘。通过扫描按键可以得到按键的行值和列值,进而索引到每一个按键值。扫描方式为逐行扫描。
●键盘扫描支持可配置滤波和不滤波两种方式。
●支持按键有效电平可配置
●支持扫描时间间隔可配置
●支持行和列PAD可配置

通用异步收发传输器(UART)

简介

UART是一种通用异步串行通信数据接口,实现两个设备之间数据的接收和发送,支持全双工通讯。接收端和发送端之间没有共享时钟信号,为保障通信可靠性,通讯的两个设备需要设置相同的波特率和数据帧格式。 CI141X支持3个UART控制器:UART0、UART1和UART2。

特性


● 支持标准的UART协议,数据帧格式由起始位、数据位(长度可配置)、奇偶校验位(可选)和停止位(宽度可配置)四部分组成,支持波特率可配置。
● 总线处于空闲状态时,信号线为高电平状态。
●起始位:用于标识传输数据帧的开始,每个数据帧以发送端输出一个比特宽度的低电平开始,通知接收端数据传输已启动;
●数据位:传输的数据长度通过UART_LCR寄存器可配置为5~8位,常用8位,位传输顺序为低位优先,先发送最低位LSB最后发送最高位MSB;
●奇偶校验位:通过UART_LCR寄存器配置是否开启奇偶校验功能,通过UART_LCR寄存器配置奇校验或偶校验。奇偶校验功能开启状态、数据位传输完成后,可通过奇/偶校验检测数据传输是否错误;
●停止位:用于标识传输数据帧的结束,每个数据帧以高电平结束,长度通过UART_LCR寄存器可配置为1、1.5、2位;

时序图

UART数据传输1个数据帧(8位数据位、奇偶校验位、1bit停止位)的时序图如下:

数据帧时序图

图1 数据帧时序图1

UART数据传输1个数据帧(起始位、7位数据位、奇偶校验位、1.5bit停止位)的时序图如下:

数据帧时序图

图2 数据帧时序图2

UART数据传输1个数据帧(起始位、8位数据位、无奇偶校验位、2bit停止位)的时序图如下:

数据帧时序图

图3 数据帧时序图3

UART波特率设置越高,数据传输速度越快,但也会增加干扰和误码率。在设置波特率时,需要考虑通信双方串口硬件是否支持该波特率。若波特率设置过高,可能会导致数据传输不稳定。 支持最大3Mbps波特率,波特率可通过UART_I_BRD和UART_F_BRD寄存器配置。

脉冲宽度调制输出(PWM)

简介

PWM(Pulse Width Modulation)是一种通过调节数字脉冲的占空比(高电平时间占整个周期的比例)来等效模拟信号电平的技术,广泛应用于电机控制、电源管理、LED调光等领域。

CI141X具有4个专用PWM,每个PWM输出信号的频率通过TIMER_SC寄存器进行配置,每个PWM输出信号的占空比通过TIMER_SPWMC寄存器进行配置,不支持100%占空比(常高),若需使用100%占空比,通过配置GPIO来实现。

特性


●计数时钟分频,支持1、2、4、16分频,通过TIMER_CFG寄存器进行配置;
●支持两个32位递减计数器;
●可变占空比PWM脉冲宽度波形输出;
●支持停止后输出电平极性通过TIMER_RESTART_MD寄存器配置;

通用定时器(TIMER)

简介

TIMER(通用定时器)是一个基于可配置分频器和多种计数方式32位递减计数器,在计数值达到0时触发一个定时事件,常用于在指定的时间间隔内反复触发指定窗口的定时器事件,可作为周期性中断发生器、事件计数器使用。CI141X具有2个相同的专用TIMER:TIMER0~TIMER1,支持TIMER级联。

特性


●支持三种计数模式,通过TIMER_CFG寄存器进行配置:单周期计数模式、自动重装载计数模式、自由运行计数模式;单周期计数模式:定时器仅计数一个计数周期;自动重装载计数模式:计数器在每个计数结束时重新初始化;自由运行计数模式:计数值在每次计数结束时从0xFFFFFFFF循环到0x00000000;
●计数时钟分频,支持1、2、4、16分频,通过TIMER_CFG寄存器进行配置;
●32位递减计数器,可读取计数器的实时值,通过TIMER_CC寄存器进行读取;
●支持级联模式配置,通过TIMER_CFG0寄存器进行配置;
●支持计数完成上报中断;

音频数字传输总线(IIS)

简介

IIS是用于数字音频设备之间传输音频数据的通信接口,实现对外部16/20/24/32bit立体声数字音频信号编解码电路的信号传输功能。支持集成电路内置音频总线、支持IIS输入输出、主从模式。

IIS IN

CI141X支持IIS输入工作在主模式或从模式。芯片输出mclk(主模式)和外部输入mclk(从模式)最高可支持到24.576MHz。采样频率(以下简称fs)支持16KHz、32KHz、48KHz、96KHz、192KHz。

特性


●软件可配收发数据格式:IIS、左对齐和右对齐;
●软件可配收发数据的位宽:16bit、20bit、24bit、32bit;
●LRCK与SCK比例软件可配:1:32、 1:64;
●声道数据合并可配(单、双声道独立配置):接收时两个16bit的数据合并成32bit;
●软件可配接收FIFO将满触发阈值:¼满,⅛满,1/16满和1/32满;
●接收通道开关使能可通过软件配置;
●支持接收左右声道对调;
●接收通道FIFO深度为64,宽度为32;
●支持DMA方式数据传输;
●支持FIFO溢出中断;

IIS out

CI141X支持IIS输出工作在主模式或从模式。芯片输出mclk(主模式)和外部输入mclk(从模式)最高可以支持到24.576 MHz。采样频率(以下简称fs)支持16KHz、32KHz、48KHz、96KHz、192KHz。IIS out接口从内部音频播放模块输出音频数据,IIS out支持主或从模式,支持音量调节。

特性


●软件可配收发数据格式:IIS、左对齐和右对齐;
●软件可配收发数据的位宽:16bit、20bit、24bit、32bit;
●LRCK与SCK比例软件可配:1:32、 1:64;
●声道数据合并可配(单、双声道独立配置):发送时两个16bit的数据压缩成一个32bit数据发送;
●软件可配发送FIFO将空触发阈值:半空和四分之一空;
●发送通道开关使能软件配置;
●软件可配发送时左右声道数据对调;
●支持静音功能(数据发送时左右声道可独立静音)、单声道和双声道立体声功能;
●发送通道FIFO深度为32,宽度为32;
●支持DMA方式数据传输;
●支持FIFO溢出中断;

集成电路总线(IIC)

简介

IIC是一种双向双线同步串行总线,包括SDA(串行数据线)和SCL(串行时钟线),SDA和SCL管脚均为开漏输出。IIC总线通常用于单个或多个主设备和单个或多个从设备之间通信,每个连接到总线上的设备都有一个唯一的地址,同一时刻仅允许有一个master主设备发起请求访问slave从设备。 CI141X支持2个IIC,其数据帧格式通常由起始信号、地址信号、应答信号、数据信号和停止信号五部分组成,支持标准传输速率100kbit/s和快速传输速率400kbit/s两种模式。

特性说明


●slave时支持7位和10位寻址,寄存器可配
●支持I2C Master/Slave模式,master时支持7位和10位寻址
●支持I2C transmitter和receiver功能
●在slave为7位地址,或10bit地址模式下,均支持地址广播呼叫
●支持多master总线仲裁功能
●支持SCL总线时钟同步和握手机制
●支持中断和查询操作方式操作
●持与系统GDMA配合进行传输,支持RX/TX DMA分别使能
●仅在作为master时支持DMA,slave场景不支持DMA模式传输
●内部接收发送FIFO深度支持parameter可配置,默认参数位宽4bit,表示16byte;
●FIFO RX/TX触发阈值可分别寄存器配置

时序图

主设备通过产生Start起始条件来启动通信:在SCL为高电平时将SDA拉低,并通过SCL发送8个时钟脉冲用于传输1个Byte,该Byte包含7Bit地址位和一Bit读/写位。若从设备的地址与传输的7Bit地址匹配,则产生应答信号。主设备和从设备可根据读/写位判断是发送还是接收数据,并根据应答位的逻辑电平判断是否结束数据传输。在数据传输过程中,SDA仅在SCL为低时发生变化。一旦完成通信,主设备发送STOP停止条件来结束通信:在SCL为高电平时将SDA拉高。

连续写数据操作时序图

图5 声道合并功能原理图

先写后读操作时序图

图6 先写后读操作时序图

读操作时序图

图7 读操作时序图