P87LPC767单片机在微功耗智能定位器中的应用

１ Ｐ８７ＬＰＣ７６７的引脚排列及主要特性

Ｐ８７ＬＰＣ７６７是ＰＨＩＬＩＰＳ半导体公司推出的ＯＴＰ系列单片机，它采用２０脚封装，可提供高速和低速的晶振和ＲＣ振荡方式，也可以通过软件编程选择时钟。该单片机具有较宽的操作电压范围，可通过控制寄存器编程来选择Ｉ／Ｏ口的输出模式，内含数字看门狗电路和Ｉ２Ｃ总线，其内部的二个模拟比较器可组成８位Ａ／Ｄ及Ｄ／Ａ转换器，同时具有上电复位检测和欠压复位检测功能，其Ｉ／Ｏ口的驱动电流可达到２０ｍＡ。Ｐ８７ＬＰＣ７６７采用８０Ｃ５１加速处理结构?指令执行速度是标准８０Ｃ５１ＭＣＵ的两倍，温度范围为－４０～＋８５℃，该单片机本身的电磁兼容性极好，并继承了ＰＨＩＬＩＰＳ半导体的低功耗特性以及不可破译性等特性。图１所示为Ｐ８７ＬＰＣ７６７单片机的引脚图。该芯片的主要特点如下：

●采用２０脚ＤＩＰ和ＳＯ封装，可满足不同用户的需求?

●时钟频率最大可达２０ＭＨｚ，除乘法和除法指令外，其加速执行时间可提高到３００～６００ｎｓ。

●内含４通道多路８位Ａ／Ｄ转换器，在振荡频率ｆｏｓｃ为２０ＭＨｚ时?转换时间只有９．３μｓ。

●具有极宽的电压适用范围。在用于数字功能时，其操作电压的变化范围为２．７～６．０Ｖ。

●内含４ｋ字节ＯＴＰ程序存储器和１２８字节的ＲＡＭ。另有３２Ｂｙｔｅ的用户代码区?可用来存放序列码及设置参数。

●内含２个１６位的定时／计数器，每一个定时器都可设置为溢出时触发相应端口输出方式。其内部含有２个模拟比较器。

●带有全双工通用异步接收／发送（ＵＡＲＴ）及Ｉ２Ｃ通信接口，并具有２个外部中断输入和８个键盘中断输入以及４个中断优先级。

●具有内部数字看门狗电路，看门狗定时器利用片内独立振荡器工作。由于不需要外接元器件，因此可以用于振荡器的失效检测。其看门狗溢出时间有８种选择方式。

●具有低电平和低电压两种复位方式。在低电平复位时，可通过片内上电复位而不需要外接元件；在低电压复位时，可选择事先预设的两种电压之一来复位，并可在掉电时使系统安全关闭。此外，也可将其设定为一个中断源。

●可编程Ｉ／Ｏ口输出模式具有准双向口、开漏输出口、上拉和输入口等模式，并可通过施密特触发输入模式来控制口线输出转换速度以降低ＥＭＩ。所有Ｉ／Ｏ口线均具有２０ｍＡ的驱动能力。

●通过串行ＥＰＲＯＭ可在线编程，并有２位Ｅ-ＰＲＯＭ安全码可防止程序被读出。

●具有低功耗功能，当电压为３．３Ｖ，频率为２０ｋＨｚ～１００ｋＨｚ时的静态电流只有９～４４μＡ 。并有空闲和掉电两种省电模式，具有掉电唤醒功能。

２　Ｐ８７ＬＰＣ７６７的主要功能

Ｐ８７ＬＰＣ７６７本身具有多种功能，图２所示是该器件的逻辑符号图。

２．１ 增强型的ＭＣＵ

由于Ｐ８７ＬＰＣ７６７单片机采用８０Ｃ５１加速处理结构，运行速度是标准８０Ｃ５１的２倍，这就意味着Ｐ８７ＬＰＣ７６７在１０ＭＨｚ时的性能与标准的８０Ｃ５１采用２０ＭＨｚ时的性能相同。它的一个机器周期由６个振荡周期组成，而大多数指令执行时间为６个或１２个振荡周期，因此可通过内部寄存器选择为标准８０Ｃ５１ ＭＣＵ时序来使一个机器周期变为１２个振荡周期。

２．２ 可设定的模拟功能

Ｐ８７ＬＰＣ７６７内部集成有１个Ａ／Ｄ转换器、２个模拟比较器和２个Ｄ／Ａ转换器，因此，在使用中，为了提高性能和降低功耗，可通过置位和清除内部寄存器ＰＴＯＡＤ和ＰＸＭ１、ＰＸＭ２的相应位，以使用于模拟功能管脚的数字信号输入（ＤＡＣ输出脚除外）和输出功能关闭。

２．３ Ａ／Ｄ转换器

Ｐ８７ＬＰＣ７６７内部带有一个四通道的８位Ａ／Ｄ转换器。四个Ｐ０口可选择为Ａ／Ｄ转换的输入。其Ａ／Ｄ转换的电源和参考电压与ＭＣＵ共用ＶＣＣ和ＶＳＳ。而Ａ／Ｄ转换的最低工作在为３Ｖ，Ａ／Ｄ转换器的连结方法如图３所示。

Ａ／Ｄ转换器包括一个４模拟多路开关选择器和一个８位逐次逼近ＡＤＣ。其中Ａ／Ｄ还带有一个比率电位计以保证ＤＡＣ的单调性。该Ａ／Ｄ转换器可由特殊功能寄存器ＡＤＣＯＮ控制，并可通过置位ＥＮＡＤＣ位来使能Ａ／Ｄ，同时可通过置位ＡＤＣＳ位来启动Ａ／Ｄ转换。在Ａ／Ｄ转换结束后，ＡＤＣＳ位清零，中断标志位ＡＤＣＩ被置位，并通过查询或中断方式进行采样，同时在转换完成时，将结果放入ＤＡＣ０中。理想Ａ／Ｄ转换的结果（Ｖ）如下：

Ｖ＝（ＶＩＸ－ＶＳＳ）×２５６／（ＶＤＤ－ＶＳＳ）（将结果四舍五入）

２．４ Ｉ２Ｃ总线接口

Ｐ８７ＬＰＣ７６