P87LPC767單片機及其在微功耗智能定位器中的應用

　　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用電路。

    關鍵詞：PL87LPC767；二線制；智能定位器

１ Ｐ８７ＬＰＣ７６７的引腳排列及主要特性

　　Ｐ８７ＬＰＣ７６７是ＰＨＩＬＩＰＳ半導體公司推出的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，內含數字看門狗電路和Ｉ２Ｃ總線，其內部的二個模擬比較器可組成８位Ａ／Ｄ及Ｄ／Ａ轉換器，同時具有上電復位檢測和欠壓復位檢測功能，其Ｉ／Ｏ口的驅動電流可達到２０ｍＡ。Ｐ８７ＬＰＣ７６７采用８０Ｃ５１加速處理結構指令執行速度是標準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２０ＭＨｚ，除乘法和除法指令外，其加速執行時間可提高到３００～６００ｎｓ。

　　●內含４通道多路８位Ａ／Ｄ轉換器，在振蕩頻率ｆｏｓｃ為２０ＭＨｚ時轉換時間只有９．３μｓ。

　　●具有極寬的電壓適用范圍。在用于數字功能時，其操作電壓的變化范圍為２．７～６．０Ｖ。

　　●內含４ｋ字節ＯＴＰ程序存儲器和１２８字節的ＲＡＭ。另有３２Ｂｙｔｅ的用戶代碼區可用來存放序列碼及設置參數。

　　●內含２個１６位的定時／計數器，每一個定時器都可設置為溢出時觸發相應端口輸出方式。其內部含有２個模擬比較器。

　　●帶有全雙工通用異步接收／發送（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個中斷優先級。

　　●具有內部數字看門狗電路，看門狗定時器利用片內獨立振蕩器工作。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位方式。在低電平復位時，可通過片內上電復位而不需要外接元件；在低電壓復位時，可選擇事先預設的兩種電壓之一來復位，并可在掉電時使系統安全關閉。此外，也可將其設定為一個中斷源。

　　●可編程Ｉ／Ｏ口輸出模式具有準雙向口、開漏輸出口、上拉和輸入口等模式，并可通過施密特觸發輸入模式來控制口線輸出轉換速度以降低ＥＭＩ。所有Ｉ／Ｏ口線均具有２０ｍＡ的驅動能力。

    ●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，當電壓為３．３Ｖ，頻率為２０ｋＨｚ～１００ｋＨｚ時的靜態電流只有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加速處理結構，運行速度是標準８０Ｃ５１的２倍，這就意味著Ｐ８７ＬＰＣ７６７在１０ＭＨｚ時的性能與標準的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，而大多數指令執行時間為６個或１２個振蕩周期，因此可通過內部寄存器選擇為標準８０Ｃ５１ ＭＣＵ時序來使一個機器周期變為１２個振蕩周期。

２．２ 可設定的模擬功能

　　Ｐ８７ＬＰＣ７６７內部集成有１個Ａ／Ｄ轉換器、２個模擬比較器和２個Ｄ／Ａ轉換器，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部寄存器ＰＴＯＡＤ和ＰＸＭ１、ＰＸＭ２的相應位，以使用于模擬功能管腳的數字信號輸入（ＤＡＣ輸出腳除外）和輸出功能關閉。

２．３ Ａ／Ｄ轉換器

　　Ｐ８７ＬＰＣ７６７內部帶有一個四通道的８位Ａ／Ｄ轉換器。四個Ｐ０口可選擇為Ａ／Ｄ轉換的輸入。其Ａ／Ｄ轉換的電源和參考電壓與ＭＣＵ共用ＶＣＣ和ＶＳＳ。而Ａ／Ｄ轉換的最低工作在為３Ｖ，Ａ／Ｄ轉換器的連結方法如圖３所示。

　　Ａ／Ｄ轉換器包括一個４模擬多路開關選擇器和一個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的單調性。該Ａ／Ｄ轉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轉換。在Ａ／Ｄ轉換結束后，ＡＤＣＳ位清零，中斷標志位ＡＤＣＩ被置位，并通過查詢或中斷方式進行采樣，同時在轉換完成時，將結果放入ＤＡＣ０中。理想Ａ／Ｄ轉換的結果（Ｖ）如下：

　　Ｖ＝（ＶＩＸ－ＶＳＳ）