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P87LPC767單片機(jī)及其在微功耗智能定位器中的應(yīng)用
摘要:P87LPC767單片機(jī)是PHILIPS公司推出的功能強(qiáng)大的單片機(jī),文中介紹了P87LPC767單片機(jī)的主要特性和功能,給出了它在二線制微功耗智能定位器中的應(yīng)用電路。1 P87LPC767的引腳排列及主要特性
P87LPC767是PHILIPS半導(dǎo)體公司推出的OTP系列單片機(jī),它采用20腳封裝,可提供高速和低速的晶振和RC振蕩方式,也可以通過軟件編程選擇時(shí)鐘。該單片機(jī)具有較寬的操作電壓范圍,可通過控制寄存器編程來選擇I/O口的輸出模式,內(nèi)含數(shù)字看門狗電路和I2C總線,其內(nèi)部的二個(gè)模擬比較器可組成8位A/D及D/A轉(zhuǎn)換器,同時(shí)具有上電復(fù)位檢測(cè)和欠壓復(fù)位檢測(cè)功能,其I/O口的驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)到20mA。P87LPC767采用80C51加速處理結(jié)構(gòu)?指令執(zhí)行速度是標(biāo)準(zhǔn)80C51MCU的兩倍,溫度范圍為-40~+85℃,該單片機(jī)本身的電磁兼容性極好,并繼承了PHILIPS半導(dǎo)體的低功耗特性以及不可破譯性等特性。圖1所示為P87LPC767單片機(jī)的引腳圖。該芯片的主要特點(diǎn)如下:
●采用20腳DIP和SO封裝,可滿足不同用戶的需求?
●時(shí)鐘頻率最大可達(dá)20MHz,除乘法和除法指令外,其加速執(zhí)行時(shí)間可提高到300~600ns。
●內(nèi)含4通道多路8位A/D轉(zhuǎn)換器,在振蕩頻率fosc為20MHz時(shí)?轉(zhuǎn)換時(shí)間只有9.3μs。
●具有極寬的電壓適用范圍。在用于數(shù)字功能時(shí),其操作電壓的變化范圍為2.7~6.0V。
●內(nèi)含4k字節(jié)OTP程序存儲(chǔ)器和128字節(jié)的RAM。另有32Byte的用戶代碼區(qū)?可用來存放序列碼及設(shè)置參數(shù)。
●內(nèi)含2個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器,每一個(gè)定時(shí)器都可設(shè)置為溢出時(shí)觸發(fā)相應(yīng)端口輸出方式。其內(nèi)部含有2個(gè)模擬比較器。
●帶有全雙工通用異步接收/發(fā)送(UART)及I2C通信接口,并具有2個(gè)外部中斷輸入和8?jìng)(gè)鍵盤中斷輸入以及4個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)。
●具有內(nèi)部數(shù)字看門狗電路,看門狗定時(shí)器利用片內(nèi)獨(dú)立振蕩器工作。由于不需要外接元器件,因此可以用于振蕩器的失效檢測(cè)。其看門狗溢出時(shí)間有8種選擇方式。
●具有低電平和低電壓兩種復(fù)位方式。在低電平復(fù)位時(shí),可通過片內(nèi)上電復(fù)位而不需要外接元件;在低電壓復(fù)位時(shí),可選擇事先預(yù)設(shè)的兩種電壓之一來復(fù)位,并可在掉電時(shí)使系統(tǒng)安全關(guān)閉。此外,也可將其設(shè)定為一個(gè)中斷源。
●可編程I/O口輸出模式具有準(zhǔn)雙向口、開漏輸出口、上拉和輸入口等模式,并可通過施密特觸發(fā)輸入模式來控制口線輸出轉(zhuǎn)換速度以降低EMI。所有I/O口線均具有20mA的驅(qū)動(dòng)能力。
●通過串行EPROM可在線編程,并有2位E-PROM安全碼可防止程序被讀出。
●具有低功耗功能,當(dāng)電壓為3.3V,頻率為20kHz~100kHz時(shí)的靜態(tài)電流只有9~44μA 。并有空閑和掉電兩種省電模式,具有掉電喚醒功能。
2。校福罚蹋校茫罚叮返闹饕δ
P87LPC767本身具有多種功能,圖2所示是該器件的邏輯符號(hào)圖。
2.1 增強(qiáng)型的MCU
由于P87LPC767單片機(jī)采用80C51加速處理結(jié)構(gòu),運(yùn)行速度是標(biāo)準(zhǔn)80C51的2倍,這就意味著P87LPC767在10MHz時(shí)的性能與標(biāo)準(zhǔn)的80C51采用20MHz時(shí)的性能相同。它的一個(gè)機(jī)器周期由6個(gè)振蕩周期組成,而大多數(shù)指令執(zhí)行時(shí)間為6個(gè)或12個(gè)振蕩周期,因此可通過內(nèi)部寄存器選擇為標(biāo)準(zhǔn)80C51 MCU時(shí)序來使一個(gè)機(jī)器周期變?yōu)椋保矀(gè)振蕩周期。
2.2 可設(shè)定的模擬功能
P87LPC767內(nèi)部集成有1個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器、2個(gè)模擬比較器和2個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器,因此,在使用中,為了提高性能和降低功耗,可通過置位和清除內(nèi)部寄存器PTOAD和PXM1、PXM2的相應(yīng)位,以使用于模擬功能管腳的數(shù)字信號(hào)輸入(DAC輸出腳除外)和輸出功能關(guān)閉。
2.3 A/D轉(zhuǎn)換器
P87LPC767內(nèi)部帶有一個(gè)四通道的8位A/D轉(zhuǎn)換器。四個(gè)P0口可選擇為A/D轉(zhuǎn)換的輸入。其A/D轉(zhuǎn)換的電源和參考電壓與MCU共用VCC和VSS。而A/D轉(zhuǎn)換的最低工作在為3V,A/D轉(zhuǎn)換器的連結(jié)方法如圖3所示。
A/D轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)4模擬多路開關(guān)選擇器和一個(gè)8位逐次逼近ADC。其中A/D還帶有一個(gè)比率電位計(jì)以保證DAC的單調(diào)性。該A/D轉(zhuǎn)換器可由特殊功能寄存器ADCON控制,并可通過置位ENADC位來使能A/D,同時(shí)可通過置位ADCS位來啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。在A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后,ADCS位清零,中斷標(biāo)志位ADCI被置位,并通過查詢或中斷方式進(jìn)行采樣,同時(shí)在轉(zhuǎn)換完成時(shí),將結(jié)果放入DAC0中。理想A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果(V)如下:
V=(VIX-VSS)×256/(VDD-VSS)(將結(jié)果四舍五入)
2.4 I2C總線接口
P87LPC767的I2C總線通過兩條線(SDA和SCL)在總線和裝置中間傳遞信息?偩在傳輸信息時(shí)具有主-從設(shè)備間數(shù)據(jù)雙向傳輸、從設(shè)備串行尋址、每傳送完一字節(jié)產(chǎn)生應(yīng)答位及多主機(jī)同時(shí)傳送時(shí)進(jìn)行仲裁以避免總線上數(shù)據(jù)沖突等特性。
I2C總線系統(tǒng)包括一個(gè)可簡(jiǎn)化軟件驅(qū)動(dòng)的I2C總線硬件。除了必要的總線仲裁、幀錯(cuò)誤檢測(cè)、時(shí)鐘擴(kuò)展和總線超時(shí)外,還可通過一個(gè)一位接口來循環(huán)查詢和中
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