μPD780208单片机的功能及应用

1 概述

日本NEC公司生产的μPD780208系列8位单片机属于78K/0家族，该系列是NEC公司内部集成FIP显示驱动器各系列中功能最强的。根据内部集成的ROM和RAM容量的不同，μPD780208系列可分为5个型号，本文主要介绍最高型号μPD780208芯片的功能和应用。该芯片为100 引脚 QFP封装，内部集成了1个8位78K0CPU内核，它带有60kB的ROM、2192B的RAM、10个I/O端口共74根I/O线、1个FIP显示驱动/控制器、8位A/D转换器、2个串行I/O口、5个定时/计数器、3个定时器输出、1个可编程时钟输出、1个可编程蜂鸣器输出、4个外部中断源、12 个内部中断源和1个测试输入端，并支持双时钟，其电源电压范围为2.7～5.5V，并可设定2种待机模式。ΜPD780208具有功能强、可靠性高、速度快、可支持节电应用的优点。

图1所示是μPD780208芯片的功能方框图。

2 功能特点

2.1 CPU结构

μPD780208的存储器寻址空间为64kB，其中程序存储器占用低端60kB的空间，高端为RAM区。RAM可分为以下4部分：
（1）内部高速RAM区：1024字节；
（2）内部扩充RAM区：1024字节；
（3）缓冲RAM区：64字节；
（4）FIP显示RAM区：80字节。

图2给出了μPD780208的存储器空间使用情况。μPD780208中CPU的特殊功能寄存器区（SFR）包括片硬件端口I/O、控制和状态寄存器。

2.2 时钟生生器

μPD780208可使用两种系统时钟振荡器来产生时钟：一种是主系统时钟振荡器，支持1～5.0MHz的晶振频率；另一种是子系统时钟振荡器，工作频率为32768Hz。可编程选择其中一个用于CPU时钟、各定时器时钟或时钟输出。当主系统时钟作为CPU时钟时，可选择不分频或2/4/8/16分频；而子系统时钟只能提供2分频作为CPU时钟，这样，指令周期就有六种选择。

2.3 定时器

μPD780208 中的定时器包括TM0～TM3、WDTM等，同时它还带有时钟输出控制以及蜂鸣器输出控制等电路。其中16位定时/计数器（TM0）可作为间隔定时器、 PWM输出、脉宽测量、外部事件计数器或方波发生器使用。而两个8位定时/计数器（TM1和TM2）则可作为间隔定时器、外部事件定时器和方波发生器作用，两个8位定时/计数器还可合起来作为一个16位定时/计数器使用。此WATCH定时器（TM3）用于每隔0.5秒置一次标志位，同时在预置的时间间隔上产生中断。看门狗定时器（WDTM）则用来执行看门狗定时功能，或在预置时间间隔上执行不可屏蔽中断、可屏蔽中断和系统复位（RESET）等功能。

时钟输出控制电路的作用是把主/子系统时钟分频后提供给其他设备，以用于遥控发送中的载波输出。

蜂鸣器输出控制电路主要是将主/子系统时钟分频并输出，以得到指定频率的蜂鸣器输出。

2.4 A/D转换器

μPD780208的A/D转换器采用逐次逼近型，为8位分辨率和8通道。A/D转换的启动可采用硬件触发或软件设置来启动。A/D转换的通道号、通道数、转换时间均可通过软件编程来设置。

2.5 串行I/O口

μPD780208具有2个串行I/O口，分别为通道0和1，它可提供以下3种同步工作模式。

（1）线串行I/O模式

这种模式下的3根连线为串行时钟（SCK0/1）、串行输出（SO0/1）和串行输入（SI0/1），在同步时钟作用下可同时进行同步发送和同步接收。

（2）串行总线接口（SBI）模式

此模式的2根连线是串行时钟（SCK0）和串行数据总线（SB0或SB1），主要用于多设备之间的串行通讯。

（3）2线串行I/O模式

此模式的2根连线为串行时钟（SCK0）和串行数据I/O（SB0或SB1），主要用于半双工的8位数据的收发。

串行通道0和1的功能见表1所列。

2.6 FIP显示控制/驱动器

FIP（Fluorescent Indicator Panel）显示控制/驱动器是μPD780208系列芯片所特有的功能，其主要功能如下：
●可自动读取显示数据并输出段和位信号，以实现硬件的自动显示刷新功能。
●通过设置模式寄存器DSPM0、DSPM1和DSPM2，可控制显示9～40段和2～16位FIP。
●通过设置DSPM0选择显示模式2，可自由设定位信号输出时序。
●除了FIP0～FIP12为显示专用输出引脚外，其他未用的显示引脚可用作普通I/O口。
●显示器亮度分为8级，可通过DSPM1对其调节。
●显示时序中包含键盘扫描时序，并可输出键盘扫描信号。
●具有高驱动能力，可直接驱动FIP显示器。
●掩膜芯片可提供显示输出引脚的上拉电阻选择。

在其他单片机系统中，常常是由软件定时中断来逐位刷新显示，如果有健盘，定时中断还负责完成刷新键盘的任务，这会点用很多CPU资源；μPD780208的 FIP显示控制/驱动器则可实现硬件自动显示刷新功能，在初始设置完成后，软件的工作只是将显示数据按要求的模式放入FIP显示RAM区，同时在显示时序中提供键盘扫