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。
表1 串行通道0和1的功能
工作模式 | 通道0 | 通道1 | |
3线串行I/O模式 | 时钟选择 | fx/2 2,fx/2 3,fx/2 4,fx/2 5,fx/2 6,fx/2 7,fx/2 8,fx/2 9,外部时钟,TO2输出 | fx/2 2,fx/2 3,fx/2 4,fx/2 5,fx/2 6,fx/2 7,fx/2 8,fx/2 9,外部时钟,TO2输出 |
发送方法 | 起始发送MSB/LSB可选 | 起始发送MSB/LSB可选,自动送/接收 | |
发送结束标志 | 串行发送结束中断请求标志(INTCSI0) | 串行发送结束中断请求标志(INTCSI1) | |
串行总线接口(SBI)模式 | 支持 | 不支持 | |
2线串行I/O模式 |
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
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