序 言 “单片机”这个名字来自于20世纪80年代的计算机英语名词“Single Chip Microcomputer”,全称应为单片微型计算机。现在，在美国等国家的英语中基本 上称之为“Microcontroller”,即微控制器。由于国内已习惯了单片机这种称谓，故 某些书籍和文献仍使用“单片机”这个词汇 单片机往往是各种嵌入式系统和智能化设备的核心。在信息技术日益发展 的今天，大量的嵌入系统和智能化设备也日新月异地发展，从事单片机应用开发 的人员日益众多，单片机应用的领域、方式和项目也迅猛扩大。但是，传统的单片 机手册的内容基本上是扼要介绍单片机原理，往往难以满足开发人员需要。原因 在于单纯的简要原理介绍只能给人一个概貌，难以引导用户对同一个系列的单片 机作全面的了解，更缺乏应用的方法和示范。因此广大单片机应用、开发人员希 望拥有一套能用于单片机选型、单片机应用系统设计的参考手册。这套手册按开 发及设计的要求，应该具有如下特点 ●能显示一个系列单片机的主要性能指标，有利于在一个系列中选择最适用 的型号 ●能给出一个系列单片机最典型的基本原理和结构，以利于用户充分利用其 内部的功能模块以及资源。 ●能给用户启示性的设计例子，使开发人员能以这些实际例子为蓝本或基 础，或者作为一个启发性的参考，从而有效地迅速地进行应用开发。 《世界流行单片机技术手册》立足于用户需要，创意在于原理、选购指南、应用 范例的结合，从而形成了一套在形式、内容和系统性能都十分新颖，与传统单片机 手册完全不同的新型手册。这套手册有极强的实用性，它不但介绍原理和单片机 的选购，还给出各种形式的引脚、对应的开发系统、，开发工具、软件等，帮助用户解 决大量在设计中所需要考虑的问题 《世界流行单片机技术手册》一套共分三册，即美国系列、日本系列、欧亚系 列。其中，美国系列介绍的是美国主要的半导体生产厂家的各种系列单片机，这 些厂家包括MOTOROLA、ATMEL、TI、MICROCHIP、NATIONAL SIMECON DUTOR,ZILOG、SCENIX等公司的产品：日本系列介绍的单片机包括东芝 (TOSHIBA)、日本电气(NEC)、日立(HITACHI)、富士通(FUJITSU)、爱普生 (EPSON)、三菱(MITSUBISHD等公司的产品；欧亚系列介绍的是除了日本厂家 之外的亚洲厂家及欧洲主要单片机生产厂家的系列单片机，它包括PHILIPS、 INFINEON、三星，华邦，义隆、凌阳、SONIX等公司的产品
序 言 “单片机”这个名字来自于２０世 纪８０年代的计算机英语名词“ＳｉｎｇｌｅＣｈｉｐ Ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ”，全称应为单片微型计算机。现在，在美国等国家的英语中基本 上称之为“Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ”，即微控制器。由于国内已习惯了单片机这种称谓，故 某些书籍和文献仍使用“单片机”这个词汇。 单片机往往是各种嵌入式系统和智能化设备的核心。在信息技术日益发展 的今天，大量的嵌入系统和智能化设备也日新月异地发展，从事单片机应用开发 的人员日益众多，单片机应用的领域、方式和项目也迅猛扩大。但是，传统的单片 机手册的内容基本上是扼要介绍单片机原理，往往难以满足开发人员需要。原因 在于单纯的简要原理介绍只能给人一个概貌，难以引导用户对同一个系列的单片 机作全面的了解，更缺乏应用的方法和示范。因此广大单片机应用、开发人员希 望拥有一套能用于单片机选型、单片机应用系统设计的参考手册。这套手册按开 发及设计的要求，应该具有如下特点： ? 能显示一个系列单片机的主要性能指标，有利于在一个系列中选择最适用 的型号。 ? 能给出一个系列单片机最典型的基本原理和结构，以利于用户充分利用其 内部的功能模块以及资源。 ? 能给用户启示性的设计例子，使开发人员能以这些实际例子为蓝本或基 础，或者作为一个启发性的参考，从而有效地迅速地进行应用开发。 《世界流行单片机技术手册》立足于用户需要，创意在于原理、选购指南、应用 范例的结合，从而形成了一套在形式、内容和系统性能都十分新颖，与传统单片机 手册完全不同的新型手册。这套手册有极强的实用性，它不但介绍原理和单片机 的选购，还给出各种形式的引脚、对应的开发系统、开发工具、软件等，帮助用户解 决大量在设计中所需要考虑的问题。 《世界流行单片 机 技 术 手 册》一 套 共 分 三 册，即 美 国 系 列、日 本 系 列、欧 亚 系 列。其中，美国系列介绍的是美国主要的半导体生产厂家的各种系列单片机，这 些厂家包括 ＭＯＴＯＲＯＬＡ、ＡＴＭＥＬ、ＴＩ、ＭＩＣＲＯＣＨＩＰ、ＮＡＴＩＯＮＡＬＳＩＭＥＣＯＮ ＤＵＴＯＲ、ＺＩＬＯＧ、ＳＣＥＮＩＸ 等 公 司 的 产 品；日本系列介绍 的单片机包括东芝 （ＴＯＳＨＩＢＡ）、日 本 电 气（ＮＥＣ）、日 立（ＨＩＴＡＣＨＩ）、富 士 通（ＦＵＪＩＴＳＵ）、爱 普 生 （ＥＰＳＯＮ）、三菱（ＭＩＴＳＵＢＩＳＨＩ）等公司的产品；欧亚系列介绍的是除了日本厂家 之外的亚洲厂家及欧洲主要单片机生产厂家的系列单片机，它 包 括 ＰＨＩＬＩＰＳ、 ＩＮＦＩＮＥＯＮ、三星、华邦、义隆、凌阳、ＳＯＮＩＸ等公司的产品
这套手册主要是介绍8位单片机，对少量特殊的16位单片机也给以简要介 绍。所介绍的单片机型号和系列主要是在我国国内应用批量较多的机型。严格 而言，所介绍的是在中国流行的世界各种单片机型号的技术应用手册。 在该手册中所介绍的型号有的已采用新的型号名称，故而在本书中特别给予 注明。这类单片机的型号名称虽然改变，但结构仍然保留不动。有的型号是在过 去流行的，但在各种设备仍然有大量应用，在手册中介绍有利于维护人员对应用 系统的维护，并采用新型号对其进行更新。但有些单片机的产品并没有收入手册 之中，例如美国的Cypress公司的产品，原因是这些单片机虽然很新，但在中国尚 未为人所知晓，不但未形成市场，更不用说流行。并鉴于本手册篇幅有限，所以只 能以“主要”和“流行”作为取舍的原则。 《世界流行单片机技术手册》的篇幅选取，是充分考虑到用户的利益，尽量做 到明了简洁、实用、有效。而且每本手册不仅内容对用户十分有用，而且价格适中 而易为用户接受，从而为用户节省了开支。这也是这套手册为用户着想的表现 之 本套手册的编者都是从事单片机开发应用，并具有丰富经验的科研、教学和 技术人员，在各个方面尽量做到尽善尽美。但由于编写的时间、水平、资源有限 编写中也可能产生各种错误，恳请读者指正。 《世界流行单片机技术手册》的出版得到北京航空航天大学出版社的大力支 持，当这套手册的创意和构思提出之后，马上得到出版社的热情帮助，并积极对作 者给予各方面的方便和支援，使得手册能顺利完成。这套书的作者们团结一致、 互相合作，也是使这套手册能够顺利出版的重要因素。可以说，这套手册是集体 劳动的结晶。 《世界流行单片机技术手册》出版只是一种开始，在尔后对尚未入选的单片机 希望再出版专门的手册，或者再以更新的形式出版。 广东工业大学余永权 2002.10.1
这套手册主要是介绍８位单片机，对少量特殊的１６位单片机也给以简要介 绍。所介绍的单片机型号和系列主要是在我国国内应用批量较多的机型。严格 而言，所介绍的是在中国流行的世界各种单片机型号的技术应用手册。 在该手册中所介绍的型号有的已采用新的型号名称，故而在本书中特别给予 注明。这类单片机的型号名称虽然改变，但结构仍然保留不动。有的型号是在过 去流行的，但在各种设备仍然有大量应用，在手册中介绍有利于维护人员对应用 系统的维护，并采用新型号对其进行更新。但有些单片机的产品并没有收入手册 之中，例如美国的 Ｃｙｐｒｅｓｓ公司的产品，原因是这些单片机虽然很新，但在中国尚 未为人所知晓，不但未形成市场，更不用说流行。并鉴于本手册篇幅有限，所以只 能以“主要”和“流行”作为取舍的原则。 《世界流行单片机技术手册》的篇幅选取，是充分考虑到用户的利益，尽量做 到明了简洁、实用、有效。而且每本手册不仅内容对用户十分有用，而且价格适中 而易为用户接 受，从而为用户节省了开支。这也是这套手册为用户着想的表现 之一。 本套手册的编者都是从事单片机开发应用，并具有丰富经验的科研、教学和 技术人员，在各个方面尽量做到尽善尽美。但由于编写的时间、水平、资源有限， 编写中也可能产生各种错误，恳请读者指正。 《世界流行单片机技术手册》的出版得到北京航空航天大学出版社的大力支 持，当这套手册的创意和构思提出之后，马上得到出版社的热情帮助，并积极对作 者给予各方面的方便和支援，使得手册能顺利完成。这套书的作者们团结一致、 互相合作，也是使这套手册能够顺利出版的重要因素。可以说，这套手册是集体 劳动的结晶。 《世界流行单片机技术手册》出版只是一种开始，在尔后对尚未入选的单片机 希望再出版专门的手册，或者再以更新的形式出版。 广东工业大学 余永权 ２００２．１０．１
前 言 日本是单片机生产厂商较多的国家，其所生产的单片机在工业、交通、航运 仪器、通信、家用电器、计算机、机械制造、食品等各种领域都有广泛的应用。 为了使广大单片机用户在选用单片机时能根据自己的工作需要，结合单片机 的相关性能来选择适合实际应用的单片机，以求在实际的应用系统中取得最好的 性能价格比，构造出最优的应用系统，故而编写了这本单片机技术手册。 本书是单片机应用性的技术手册，内容旨在向单片机开发及应用人员简明扼 要地介绍日本八NEC、富士通等6家公司的单片机技术资料。所以，书中的每一种 单片机都重点突出三方面内容，即 1.简要基本原理 2.型号选择指南 3.实际应用简例 很明显，这本单片机技术手册和传统的单片机手册在构思和内容上是不同 的。传统单片机手册只介绍单片机内部结构及原理，并不涉及型号的选购，更不 会提供应用范例。这本单片机技术手册，不但给出了简明的单片机结构，还给出 了选购指南及各种简洁的应用方案举例。因而它不仅给应用开发人员提供了相 关单片机的原理、结构和性能等，有较高的实用价值：而且，也给予设计上的多种 启发。从这个角度上编写单片机手册也是一种尝试和创新，希望能达到我们所期 望的良好效果。 在这本手册中，选择了6个单片机公司的产品进行介绍。这些公司是NEC 富士通(FUJITSU)、日立(HITACHI)、东芝(TOSHIBA)、爱普生(EPSON)和三 菱(MITSUBISHI)公司，它们的产品各具特色，应用较广泛，较为流行，可供单片 机应用开发人员进行选择。 这本手册由余永权负责策划并主编，何小敏任副主编。其中第1章由何小敏 编写，第2章由龙福多编写，第3章由李传芳编写，第4章由胡欣如编写，第5章由 黄英编写，第6章由汪明慧编写。 这本手册在编写过程中力求准确，但由于编者水平有限，并且单片机发展也 较快，必定存在不足之处，悬请广大读者及时指正。 编者于广东工业大学 2001.8
前 言 日本是单片机生产厂商较多的国家，其所生产的单片机在工业、交通、航运、 仪器、通信、家用电器、计算机、机械制造、食品等各种领域都有广泛的应用。 为了使广大单片机用户在选用单片机时能根据自己的工作需要，结合单片机 的相关性能来选择适合实际应用的单片机，以求在实际的应用系统中取得最好的 性能价格比，构造出最优的应用系统，故而编写了这本单片机技术手册。 本书是单片机应用性的技术手册，内容旨在向单片机开发及应用人员简明扼 要地介绍日本 ＮＥＣ、富士通等６家公司的单片机技术资料。所以，书中的每一种 单片机都重点突出三方面内容，即 １ 简要基本原理 ２ 型号选择指南 ３ 实际应用简例 很明显，这本单片机技术手册和传统的单片机手册在构思和内容上是不同 的。传统单片机手册只介绍单片机内部结构及原理，并不涉及型号的选购，更不 会提供应用范例。这本单片机技术手册，不但给出了简明的单片机结构，还给出 了选购指南及各种简洁的应用方案举例。因而它不仅给应用开发人员提供了相 关单片机的原理、结构和性能等，有较高的实用价值；而且，也给予设计上的多种 启发。从这个角度上编写单片机手册也是一种尝试和创新，希望能达到我们所期 望的良好效果。 在这本手册中，选择了６个单片机公司的产品进行介绍。这些公司是 ＮＥＣ、 富士通（ＦＵＪＩＴＳＵ）、日立（ＨＩＴＡＣＨＩ）、东芝（ＴＯＳＨＩＢＡ）、爱普生（ＥＰＳＯＮ）和三 菱（ＭＩＴＳＵＢＩＳＨＩ）公司，它们的产品各具特色，应用较广泛，较为流行，可供单片 机应用开发人员进行选择。 这本手册由余永权负责策划并主编，何小敏任副主编。其中第１章由何小敏 编写，第２章由龙福多编写，第３章由李传芳编写，第４章由胡欣如编写，第５章由 黄英编写，第６章由汪明慧编写。 这本手册在编写过程中力求准确，但由于编者水平有限，并且单片机发展也 较快，必定存在不足之处，恳请广大读者及时指正。 编者于广东工业大学 ２００１．８
录 第1章NEC公司单片机 1.1PD78054系列单片机基本原理…3 1.1.1PD78054芯片端口介绍 1.1.2CPU结构原理 …8 1.1.3存储器结构原理…11 1.1.4接口部件结构原理… 1.1.5指令系统… 46 1.2PD78054系列单片机选购指南…… 51 1.2.1型号及参数… 51 1.2.2封装引脚… 53 13应用方法… 6 1.3.1开发环境… 6 1.3.2应用实例… …60 第2章富士通公司单片机 2.1下MC-8L单片机基本原理… 64 2.1.1CPU结构原理………65 2.1.2存储器结构原理…… 2.1.3接口部件结构原理…… 71 21,4指令系统……………………………………………… 108 2.2F2MC一8L单片机选购指南…… 121 2.2.1MB89120/120A系列 122 2.2.2MB89130/130A系列……………… 124 2.2.3MB89150/150A系列*……………*……………………… 126 2.2.4MB89160/160A系列 131 2.2.5MB89170/170A系列4………………+………………… 145 2.2.6MB89180系列……………………………………… 149 2.2.7MB89190系列 155 2.2.8MB89610系列……………………………………+…………………… 158 2.2.9MB89630系列*…**…*…*…****……… l62 2.2.10MB89640系列 167 2.2.11MB89650AR系列……172
书 目 录 第１章 ＮＥＣ公司单片机 １．１ μＰＤ７８０５４系列单片机基本原理 ……………………………………………………… ３ １．１．１ μＰＤ７８０５４芯片端口介绍 ………………………………………………………… ５ １．１．２ ＣＰＵ 结构原理 ……………………………………………………………………… ８ １．１．３ 存储器结构原理…………………………………………………………………… １１ １．１．４ 接口部件结构原理………………………………………………………………… １４ １．１．５ 指令系统…………………………………………………………………………… ４６ １．２ μＰＤ７８０５４系列单片机选购指南 ……………………………………………………… ５１ １．２．１ 型号及参数………………………………………………………………………… ５１ １．２．２ 封装引脚…………………………………………………………………………… ５３ １．３ 应用方法………………………………………………………………………………… ５６ １．３．１ 开发环境…………………………………………………………………………… ５６ １．３．２ 应用实例…………………………………………………………………………… ６０ 第２章 富士通公司单片机 ２．１ Ｆ２ＭＣ－８Ｌ单片机基本原理…………………………………………………………… ６４ ２．１．１ ＣＰＵ 结构原理 …………………………………………………………………… ６５ ２．１．２ 存储器结构原理…………………………………………………………………… ６８ ２．１．３ 接口部件结构原理………………………………………………………………… ７１ ２．１．４ 指令系统 ………………………………………………………………………… １０８ ２．２ Ｆ２ＭＣ－８Ｌ单片机选购指南 ………………………………………………………… １２１ ２．２．１ ＭＢ８９１２０／１２０Ａ 系列 …………………………………………………………… １２２ ２．２．２ ＭＢ８９１３０／１３０Ａ 系列 …………………………………………………………… １２４ ２．２．３ ＭＢ８９１５０／１５０Ａ 系列 …………………………………………………………… １２６ ２．２．４ ＭＢ８９１６０／１６０Ａ 系列 …………………………………………………………… １３１ ２．２．５ ＭＢ８９１７０／１７０Ａ 系列 …………………………………………………………… １４５ ２．２．６ ＭＢ８９１８０系列 …………………………………………………………………… １４９ ２．２．７ ＭＢ８９１９０系列 …………………………………………………………………… １５５ ２．２．８ ＭＢ８９６１０系列 …………………………………………………………………… １５８ ２．２．９ ＭＢ８９６３０系列 …………………………………………………………………… １６２ ２．２．１０ ＭＢ８９６４０系列 ………………………………………………………………… １６７ ２．２．１１ ＭＢ８９６５０ＡＲ系列 ……………………………………………………………… １７２
世界流行单片机技术手册—日本系列 2.2.12MB89660系列…176 2.2.13MB89820系列 179 2.2.14MB89840系列 。 182 2.2.15MB89860/850系列 185 2.2.16MB89870系列… 188 2.2.17MB89890系列… 194 2.2.18MB89950系列 198 2.3应用方法… 201 2.3.1开发环境 201 2.3.2应用实例… 205 第3章日立公司单片机 3.1H8系列8位单片机基本原理……214 3.1.1CPU结构原理 215 3.1.2存储器结构原理…220 3.1.3接口部件结构原理… 223 3.1.4指令系统… 256 3.2H8/300L及H8/300系列单片机选购指南… 263 3.2.1H8/300L系列… 263 3.2.2H8/300系列 279 3.2.3H8/300L和H8/300系列单片机型号编码 303 3.2.4H8/300L、H8/300系列单片机封装引脚 303 3.3应用方法 307 3.3.1开发环境…………307 3.3.2应用实例 309 第4章东芝公司单片机 4.1东芝单片机基本原理 313 4.1.1CPU结构原理： 313 4.1.2存储器结构原理… 325 4.1.3接口部件结构原理 327 4.1.4指令系统… 344 4.2东芝单片机选购指南… 363 4.2.1型号及参数 363 4.2.2型号编码… 376 4.2.3封装引脚 376 4.3应用方法 377 4.3.1开发环境 377 4.3.2应用实例 380
２．２．１２ ＭＢ８９６６０系列 ………………………………………………………………… １７６ ２．２．１３ ＭＢ８９８２０系列 ………………………………………………………………… １７９ ２．２．１４ ＭＢ８９８４０系列 ………………………………………………………………… １８２ ２．２．１５ ＭＢ８９８６０／８５０系列 …………………………………………………………… １８５ ２．２．１６ ＭＢ８９８７０系列 ………………………………………………………………… １８８ ２．２．１７ ＭＢ８９８９０系列 ………………………………………………………………… １９４ ２．２．１８ ＭＢ８９９５０系列 ………………………………………………………………… １９８ ２．３ 应用方法 ……………………………………………………………………………… ２０１ ２．３．１ 开发环境 ………………………………………………………………………… ２０１ ２．３．２ 应用实例 ………………………………………………………………………… ２０５ 第３章 日立公司单片机 ３．１ Ｈ８系列８位单片机基本原理 ……………………………………………………… ２１４ ３．１．１ ＣＰＵ 结构原理 …………………………………………………………………… ２１５ ３．１．２ 存储器结构原理 ………………………………………………………………… ２２０ ３．１．３ 接口部件结构原理 ……………………………………………………………… ２２３ ３．１．４ 指令系统 ………………………………………………………………………… ２５６ ３．２ Ｈ８／３００Ｌ及 Ｈ８／３００系列单片机选购指南 ………………………………………… ２６３ ３．２．１ Ｈ８／３００Ｌ系列 …………………………………………………………………… ２６３ ３．２．２ Ｈ８／３００系列 …………………………………………………………………… ２７９ ３．２．３ Ｈ８／３００Ｌ和 Ｈ８／３００系列单片机型号编码 …………………………………… ３０３ ３．２．４ Ｈ８／３００Ｌ、Ｈ８／３００系列单片机封装引脚 ……………………………………… ３０３ ３．３ 应用方法 ……………………………………………………………………………… ３０７ ３．３．１ 开发环境 ………………………………………………………………………… ３０７ ３．３．２ 应用实例 ………………………………………………………………………… ３０９ 第４章 东芝公司单片机 ４．１ 东芝单片机基本原理 ………………………………………………………………… ３１３ ４．１．１ ＣＰＵ 结构原理 …………………………………………………………………… ３１３ ４．１．２ 存储器结构原理 ………………………………………………………………… ３２５ ４．１．３ 接口部件结构原理 ……………………………………………………………… ３２７ ４．１．４ 指令系统 ………………………………………………………………………… ３４４ ４．２ 东芝单片机选购指南 ………………………………………………………………… ３６３ ４．２．１ 型号及参数 ……………………………………………………………………… ３６３ ４．２．２ 型号编码 ………………………………………………………………………… ３７６ ４．２．３ 封装引脚 ………………………………………………………………………… ３７６ ４．３ 应用方法 ……………………………………………………………………………… ３７７ ４．３．１ 开发环境 ………………………………………………………………………… ３７７ ４．３．２ 应用实例 ………………………………………………………………………… ３８０ ２ 世界流行单片机技术手册———日本系列