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P87LPC767單片機及其在微功耗智能定位器中的應(yīng)用
摘要：P87LPC767單片機是PHILIPS公司推出的功能強大的單片機，文中介紹了P87LPC767單片機的主要特性和功能，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，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鐘。該單片機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)部的二個模擬比較器可組成８位Ａ／Ｄ及Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換器，同時具有上電復(fù)位檢測和欠壓復(fù)位檢測功能，其Ｉ／Ｏ口的驅(qū)動電流可達(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單片機的引腳圖。該芯片的主要特點如下：
●采用２０腳ＤＩＰ和ＳＯ封裝，可滿足不同用戶的需求?
●時鐘頻率最大可達(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?轉(zhuǎn)換時間只有９．３μｓ。
●具有極寬的電壓適用范圍。在用于數(shù)字功能時，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１６位的定時／計數(shù)器，每一個定時器都可設(shè)置為溢出時觸發(fā)相應(yīng)端口輸出方式。其內(nèi)部含有２個模擬比較器。
●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個外部中斷輸入和８個鍵盤中斷輸入以及４個中斷優(yōu)先級。
●具有內(nèi)部數(shù)字看門狗電路，看門狗定時器利用片內(nèi)獨立振蕩器工作。由于不需要外接元器件，因此可以用于振蕩器的失效檢測。其看門狗溢出時間有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，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，可選擇事先預(yù)設(shè)的兩種電壓之一來復(fù)位，并可在掉電時使系統(tǒng)安全關(guān)閉。此外，也可將其設(shè)定為一個中斷源。
●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 Ｐ８７ＬＰＣ７６７的主要功能
Ｐ８７ＬＰＣ７６７本身具有多種功能，圖２所示是該器件的邏輯符號圖。
２．１ 增強型的ＭＣＵ
由于Ｐ８７ＬＰＣ７６７單片機采用８０Ｃ５１加速處理結(jié)構(gòu)，運行速度是標(biāo)準(zhǔn)８０Ｃ５１的２倍，這就意味著Ｐ８７ＬＰＣ７６７在１０ＭＨｚ時的性能與標(biāo)準(zhǔn)的８０Ｃ５１采用２０ＭＨｚ時的性能相同。它的一個機器周期由６個振蕩周期組成，而大多數(shù)指令執(zhí)行時間為６個或１２個振蕩周期，因此可通過內(nèi)部寄存器選擇為標(biāo)準(zhǔn)８０Ｃ５１ ＭＣＵ時序來使一個機器周期變?yōu)椋保矀�振蕩周期。
２．２ 可設(shè)定的模擬功能
Ｐ８７ＬＰＣ７６７內(nèi)部集成有１個Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器、２個模擬比較器和２個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)部帶有一個四通道的８位Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器。四個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４模擬多路開關(guān)選擇器和一個８位逐次逼近ＡＤＣ。其中Ａ／Ｄ還帶有一個比率電位計以保證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，同時可通過置位ＡＤＣＳ位來啟動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，同時在轉(zhuǎn)換完成時，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。總線在傳輸信息時具有主－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)答位及多主機同時傳送時進(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)包括一個可簡化軟件驅(qū)動的Ｉ２Ｃ總線硬件。除了必要的總線仲裁、幀錯誤檢測、時鐘擴展和總線超時外，還可通過一個一位接口來循環(huán)查詢和中
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