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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。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）×２５６／（ＶＤＤ－ＶＳＳ）（將結果四舍五入）
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－從設備間數據雙向傳輸、從設備串行尋址、每傳送完一字節產生應答位及多主機同時傳送時進行仲裁以避免總線上數據沖突等特性。
Ｉ２Ｃ總線系統包括一個可簡化軟件驅動的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查詢和中
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