用MC68HC05PD6设计低成本寻呼机

用MC68HC05PD6设计低成本寻呼机 Low Cost Pager's Solution with MC68HC05PD6
摘要：Motorola公司在单片机MC68HC05PD6内部集成了POCSAG协议寻呼解码器和144段LCD驱动器，特别适合于设计数字寻呼机。由于该芯片内集成了非常丰富的资源，因此，如果用来设计中文寻呼信息机，也能获得很高的性能价格比。针对该芯片的基本特性，本文介绍了用MC68HC05PD6设计寻呼机的电路构成和一些实际经验。
关键词：无线寻呼； Motorla单片机； POCSAG编码； MC68HC05 PD6

随着公众寻呼网的飞速发展，寻呼接收机的设计制造技术日臻完善，特别是集成电路技术的进步，使寻呼机不断朝着多功能、高性能和低成本等方向发展。以基带信号处理的控制部分为例，过去，寻呼机最少需要1片基带信号解码器、1片MCU(Micro－Controller Unit，单片机)和1片LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)驱动芯片，即“3片机”方案；现在许多MCU能够把LCD驱动器集成进去。如MC68HC05L16、KS88C2148等可构成“2片机”方案。而Motorola公司在MC68HC05PD6(以下简称PD6)内部集成了POCSAG协议寻呼解码器(P－Decoder)和144段LCD驱动器，即把三者都集成在一片芯片中，从而提供了数字显示型寻呼接收机的一种最简单的解决方案。

1. 基本特点

　　PD6内含工业标准M68HC05的8位CPU内核，是HCMOS单片机MC68HC05家族成员之一。其指令系统与M68HC05兼容。
　　PD6采取多种手段以降低芯片功耗，它可在低至3V电压下工作，具有运行、等待、休眠等3种工作模式。双振荡器支持4MHz/76.8kHz频率。程序运行时可选择4MHz振荡源以获得1MHz高速内部操作时钟，而在休眠状态时，关闭4MHz振荡器，停止MCU内部进程(包括定时器)以降低电耗。76.8kHz振荡器永不停止，它给解码器提供工作时钟，使解码器在MCU休眠时仍能工作。PD6运行时供电电流为2.5mA，休眠时仅250μA。
　　片内带有可供使用的16kByte用户ROM，这使得设计的寻呼机功能更多，也不用担心程序空间不够，即使存储多首音乐数据也不会捉襟见肘。可提供OTP(One－Time Programmable，可一次编程)、EPROM、掩膜等多种ROM的版本。便于开发和批量生产。
　　片内有512Byte可用RAM(其中64Byte用于堆栈)，在满足用户程序运行之余，还有足够的空间存储寻呼消息，可以存储20条数字寻呼消息而不用外扩RAM。
　　该芯片内有8个8位I/O口PA～PH，包括48根双向I/O线，16根单向输出线。所有I/O的访问均采用片内RAM映射方式(映射到片内64Byte RAM)，I/O功能可灵活设置。芯片的引脚可作为内部特定资源的I/O，也可当作通用I/O线使用。例如：PD～PH等5个8位I/O口既可设置成LCD驱动器输出以满足数字显示型寻呼机的需要；也能设置成24根双向I/O线加上16根单向输出线使用，以便于设计汉字显示型寻呼机。所有I/O线的最大高电平输出能力均为0.4mA，PA～PC最大低电平输出能力为0.8mA，PD～PH为5.0mA。
　　PD6内部有1个14位加法计数/分频器、1个具有输入捕捉和输出比较功能的16位定时器、1个8位外部事件计数/定时器，以及用“看门狗”定时器和14位加法计数/分频器构成时基电路，它们由振荡源128分频后驱动，可提供LCD时钟、上电复位时钟和“看门狗”时钟。“看门狗”定时器用于监视CPU运行是否正常，程序跑飞或锁死时能自动复位MCU。外，MCU在RESET引脚输入低电平时，在初始化上电、发生非法地址访问等情况下也能可靠复位。
　　具有独立的24小时制实时时钟，由76.8kHz振荡器分频后计数。休眠状态实时时钟不停止，因而能方便地实现24/12小时制时间显示。
　　芯片具有独立的144段LCD驱动器，支持(3或4线背板电极)×(1～36线前板电极)。除了能满足12个8段数字显示外，剩余48段还可驱动多个小数字或形象化操作图标，美化显示界面。各LCD段映射在内部RAM区内，具有自动扫描输出，无需复杂时序操作。LCD时钟由时基电路产生，如果时基电路的时钟来自76.8kHz低频振荡器，在休眠状态也能正常显示。复位时LCD驱动器各引脚输出高电平，令LCD无显示，避免开机时屏幕杂乱无章。
　　内含独立的寻呼解码器。完全兼容CCIR第1号寻呼协议(POCSAG协议)。该解码器与CPU接口通过功能寄存器实现，从而使数据传送更快捷。解码器可接收只鸣型、数字型、字符型等格式消息数据。支持512bps、1200bps、2400bps等速率；可用软件控制适配基带信号极性并可提供多达6个用户地址；有自动节电控制和运行功能，支持宽带锁相环控制；能纠正地址码字或消息码字的2位错误。
　　中断源包括不可屏蔽软件中断、解码器中断、外部中断、按键唤醒中断、定时器中断、串行通信口中断和实时时钟中断等。复位、解码器中断、外部中断、按键唤醒中断和实时时钟中断都能轻松唤醒休眠模式。
　　采用80引脚四方形扁平(QFP)封装，其引脚距离为0.65mm或0.50mm 2种规格，体积小巧。