目 第5章爱普生公司单片机 5.1S1C88系列单片机基本原理…385 5.1.1CPU结构原理 387 512存储结物原理……… 388 5.1.3接☐部件结构原理……………………**…………… 390 5.1.4指令系统 427 5.2S1C88系列单片机选购指南…… 432 5.2.】型号及参数… 432 5.2.2型号编码… 433 5.2.3封装引脚 433 5.3应用方法 434 5.3.1开发环境 434 5.3.2应用实例… 435 第6章三菱公司单片机 6.1三菱公司单片机基本原理…438 6.1.1CPU结构原理… 438 6.1.2存储器结构原理… 447 6.1.3接口部件结构原理………… 449 6.1.4指令系统 464 6.2三菱公司单片机选购指南 468 6.2.1三菱4位单片机系列…… 46g 6.2.2三菱8位单片机系列 471 6.2.3三菱16位单片机系列………… 480 6.2.4三菱32位单片机系列…… 485 6.3应用方法 486 6.3.1键盘和LED显示程序… 487 6.3.2红外遥控信号的编码和解码 489 6.3.3A/D转换用于键盘输入…… 492 6.3.4串行通信… 493
第5章 爱普生公司单片机 5.1 S1C88系列单片机基本原理 ………………………………………………………… 385 5.1.1 CPU 结构原理 …………………………………………………………………… 387 5.1.2 存储器结构原理 ………………………………………………………………… 388 5.1.3 接口部件结构原理 ……………………………………………………………… 390 5.1.4 指令系统 ………………………………………………………………………… 427 5.2 S1C88系列单片机选购指南 ………………………………………………………… 432 5.2.1 型号及参数 ……………………………………………………………………… 432 5.2.2 型号编码 ………………………………………………………………………… 433 5.2.3 封装引脚 ………………………………………………………………………… 433 5.3 应用方法 ……………………………………………………………………………… 434 5.3.1 开发环境 ………………………………………………………………………… 434 5.3.2 应用实例 ………………………………………………………………………… 435 第6章 三菱公司单片机 6.1 三菱公司单片机基本原理 …………………………………………………………… 438 6.1.1 CPU 结构原理 …………………………………………………………………… 438 6.1.2 存储器结构原理 ………………………………………………………………… 447 6.1.3 接口部件结构原理 ……………………………………………………………… 449 6.1.4 指令系统 ………………………………………………………………………… 464 6.2 三菱公司单片机选购指南 …………………………………………………………… 468 6.2.1 三菱4位单片机系列 …………………………………………………………… 469 6.2.2 三菱8位单片机系列 …………………………………………………………… 471 6.2.3 三菱16位单片机系列…………………………………………………………… 480 6.2.4 三菱32位单片机系列…………………………………………………………… 485 6.3 应用方法 ……………………………………………………………………………… 486 6.3.1 键盘和 LED显示程序…………………………………………………………… 487 6.3.2 红外遥控信号的编码和解码 …………………………………………………… 489 6.3.3 A/D转换用于键盘输入 ………………………………………………………… 492 6.3.4 串行通信 ………………………………………………………………………… 493 目 录 3
第1章NEC公司单片机 NEC公司(http:/www.ehk.nec.com..hk)的78K系列8位单片机有78K/0,78K/0S 78K/I、78K/Ⅱ等系列,它们在性能上不尽相同,各有千秋。78K/0和78K/0S系列应用比较 广泛。78K/0S系列是78K/0系列的简化版,功能适当简化,价格明显降低。一般,芯片均内 嵌ROM、RAM、8位或16位定时器、串行口、A/D转换器、看门狗定时器、监视定时器等。除 了内部ROM(Flash、EPROM或PROM)、RAM容量不相同外,在A/D转换器或D/A转换 器、PC总线或EBus控制器、PWM输出(多为14位。用于电机调速时,可以很平稳地调速: 用于D/A转换时,可以达到很高的分辨率和精度)、引脚数、I/O口、直接驱动LED等方面各 有特色。 NEC单片机的各个系列几乎都是带快闪存储器的单片机。这些带快闪存储器的单片机 可以定义为该系列中任一型号的单片机。这样的好处是降低了带快闪存储器单片机的成本和 价格,也方便了使用者。 NEC带快闪存储器的单片机可以直接在电路板上通过串行通信口进行程序读/写,这对 越来越多的使用表贴芯片者来说就很方便了:电路板焊装使用后,也可以方便地改写程序。 单片机的真正单芯片化、低功耗、电源电压允许宽范围波动,这是目前及可预见的未来单 片机发展的主流。单片机的单片化,将传统的接口电路基本都集成到了单片机内部,使得电路 设计越来越简单。而且,由于不使用外部并行总线,抗干扰能力先天就明显优于传统总线扩展 式单片机。同时又必然使得单片机型号明显增多,对开发应用人员来说,可以针对不同情况选 择不同型号的单片机。NEC单片机正好与此发展相一致。例如其功耗低,待机时电流可以低 到0.05~0.014A,电源电压一般允许在1.8~5.5V间波动。 NEC单片机与国际上潮流一致,即可使用C语言编写开发程序,也可以使用汇编语言编 程。C高级语言程序设计快、可读性好、可靠性高、可移植性好、代码转换质量高。一般情况 下,完成同样的任务,使用C高级语言比用汇编语言可提高工作效率5~10倍,在调试阶段更 容易体会到这一点。 为了照顾过去熟悉8051单片机的使用者,NEC公司78K0系列单片机使用时,如果按照 缺省设置,则与8051单片机没有什么区别,甚至寄存器可以使用与8051相同的名称:此外又 可以依据多种设置选项,选择使用单片机芯片内部丰富多彩的其他各种功能 ①78K/0系列下分通用系列、控制器系列、VFD驱动系列、LCD驱动系列、总线系列、汽 车仪器系列、仪表系列、变流器系列等,各系列又都提供不同性能的子系列芯片供选择。子系 列型号以Y结束的芯片支持C总线方式。这些按某些功能划分的系列只反映了部分典型 应用情况,实际已经有相当数量应用到了典型应用以外的其他领域。 通用系列和控制器系列主要应用于TV、录像机、照相机、音响、便携式电话、无绳电话、 AV设备,家用电器,空调、自动售货机,打印机、与CD兼容的语音控制系统等。该系列芯片 的各子系列包括:PD78014(Y)(H)、PD78054(Y)、PD78018、PD780024A(Y)、 PD780034A(Y)、PD780058(Y)、PD780078(Y)、PD78078(Y)等。各芯片ROM容量有
书 第1章 NEC公司单片机 NEC公司(http://www.elhk.nec.com.hk)的78K 系列8位单片机有78K/0、78K/0S、 78K/Ⅰ、78K/Ⅱ等系列,它们在性能上不尽相同,各有千秋。78K/0和78K/0S系列应用比较 广泛。78K/0S系列是78K/0系列的简化版,功能适当简化,价格明显降低。一般,芯片均内 嵌 ROM、RAM、8位或16位定时器、串行口、A/D 转换器、看门狗定时器、监视定时器等。除 了内部 ROM(Flash、EPROM 或 PROM)、RAM 容 量 不 相 同 外,在 A/D 转 换 器 或 D/A 转 换 器、I2 C总线或IEBus控制器、PWM 输出(多为14位。用于电机调速时,可以很平稳地调速; 用于 D/A 转换时,可以达到很高的分辨率和精度)、引脚数、I/O 口、直接驱动 LED 等方面各 有特色。 NEC单片机的各个系列几乎都是带快闪存储器的单片机。这些带快闪存储器的单片机 可以定义为该系列中任一型号的单片机。这样的好处是降低了带快闪存储器单片机的成本和 价格,也方便了使用者。 NEC带快闪存储器的单片机可以直接在电路板上通过串行通信口进行程序读/写,这对 越来越多的使用表贴芯片者来说就很方便了;电路板焊装使用后,也可以方便地改写程序。 单片机的真正单芯片化、低功耗、电源电压允许宽范围波动,这是目前及可预见的未来单 片机发展的主流。单片机的单片化,将传统的接口电路基本都集成到了单片机内部,使得电路 设计越来越简单。而且,由于不使用外部并行总线,抗干扰能力先天就明显优于传统总线扩展 式单片机。同时又必然使得单片机型号明显增多,对开发应用人员来说,可以针对不同情况选 择不同型号的单片机。NEC单片机正好与此发展相一致。例如其功耗低,待机时电流可以低 到0.05~0.01μA,电源电压一般允许在1.8~5.5V 间波动。 NEC单片机与国际上潮流一致,即可使用 C 语言编写开发程序,也可以使用汇编语言编 程。C高级语言程序设计快、可读性好、可 靠 性 高、可 移 植 性 好、代 码 转 换 质 量 高。一 般 情 况 下,完成同样的任务,使用 C高级语言比用汇编语言可提高工作效率5~10倍,在调试阶段更 容易体会到这一点。 为了照顾过去熟悉8051单片机的使用者,NEC公司78K0系列单片机使用时,如果按照 缺省设置,则与8051单片机没有什么区别,甚至寄存器可以使用与8051相同的名称;此外又 可以依据多种设置选项,选择使用单片机芯片内部丰富多彩的其他各种功能。 ① 78K/0系列下分通用系列、控制器系列、VFD 驱动系列、LCD 驱动系列、总线系列、汽 车仪器系列、仪表系列、变流器系列等,各系列又都提供不同性能的子系列芯片供选择。子系 列型号以 Y 结束的芯片支持I2 C 总线方式。这些按某些功能划分的系列只反映了部分典型 应用情况,实际已经有相当数量应用到了典型应用以外的其他领域。 通用系列和控制器系 列 主 要 应 用 于 TV、录 像 机、照 相 机、音 响、便 携 式 电 话、无 绳 电 话、 AV 设备、家用电器、空调、自动售货机、打印机、与 CD 兼容的语音控制系统等。该系列芯片 的 各 子 系 列 包 括:μPD78014(Y)(H)、μPD78054(Y)、μPD78018、μPD780024A (Y) 、 μPD780034A(Y)、μPD780058(Y)、μPD780078(Y)、μPD78078(Y)等。各 芯 片 ROM 容 量 有
世界流行单片机技术手册—日本系列 8KB、16KB、24KB、32KB、40KB、48KB、60KB供选择。ROM类型有掩膜ROM或一次编 程PROM或快闪ROM。芯片内含A/D转换器、串行口,其他性能如增加I/O口线、增加D/ A转换器、增加PWM输出,串行口增加C总线方式。 VFD驱动系列主要应用于录像机、微型立体声音响、调协器、盒式录音机、CD播放器、功 放器、音响,微波炉等。该系列芯片的各子系列包括:PD78044F、PD78044H、PD780208、 PD780233等,各芯片ROM容量从1660KB不等。R()M类型有掩膜R()M或一次编程 PROM或Flash ROM,片内含A/D转换器、串行口,此外提供VFD数据RAM区、VFD控制/ 驱动、PWM输出等 LCD驱动系列主要应用于便携式电话,CD播放器、照相机、无绳电话等。该系列芯片的 各子系列包括:PD78064(Y)、PD78064B,PD780308(Y)等。各芯片ROM容量从16一 60KB不等。ROM类型有掩膜ROM或一次编程PROM,片内含A/D转换器、串行口,此外 提供LCD数据RAM区,LCD控制/驱动,PWM输出、串行口增加PC总线方式,增加1/O口 线 总线系列主要应用于汽车音响系统、CD转换器等。该系列芯片的各子系列包括: PD78098B、PD780702Y、PD780833Y等。ROM容量有40KB、48KB、60KB,ROM类型 有掩膜ROM或一次编程PROM或Flash ROM,内含A/D转换器、串行口,增加IE总线控制 器J1850总线接口,串行口增加FC总线方式等。 仪表控制器系列主要应用于车辆仪表控制器等。该子系列芯片型号有PD780852。计 量仪表系列主要应用于煤气气量表等。该子系列芯片型号有PD780958。变流器系列主要 应用于变流型空调电机控制、洗衣机控制等。该子系列芯片型号有PD780988。 ②78K/0S系列下分小规模通用系列、带A/D小规模通用系列、L,CD驱动系列、PC系列、 VFD驱动系列、变流器系列等】 小规模通用系列主要应用于遥控器、空调机、家用小电器、游戏机、无绳电话、汽车配件等。 该系列芯片的各子系列包括:PD789014、PD789026PD789046PD789074等。各芯片RON 容量有2KB、4KB、8KB、12KB、16KB供选择。ROM类型有掩膜ROM或一次编程PROM或 快闪ROM,该系列特点:具有串行口,无A/D转换器或D/A转换器,1/O口线较少等。 带AD小规模通用系列主要应用于清洁器、无钥入口、洗衣机、冰箱、电池充电器、自动升 降窗等。该系列芯片的各子系列包括:PD789104A、PD789114A、PD789124A、 PD789134A、PD789167(Y)、PD789177(Y)等。芯片ROM容量从2~24KB不等。ROM 类型有掩膜ROM或Flash ROM,与小规模通用系列比,增加了片内乘法器和A/D转换器。 LCD驱动系列主要应用于遥控器、APS小型照相机、便携式音响、保健设备、家用烹调设 备、卡片输入机等。该系列芯片的各子系列包括:PD789306、PD789316、PD789407 PD789417,PD789426、PD789436、PD789446,PD789456、PD789327等。芯片ROM容 量从8~32KB不等。ROM类型有掩膜ROM或快闪ROM,内嵌A/D转换器、串行口,此外 提供LCD数据RAM区、LCD控制/驱动,增加I/O口线等。 PC系列主要应用于USB键盘接口。该子系列芯片型号为PD789800。片内带USB 串行口。 VFD驱动系列主要应用于DVD.VCD等设备。 变流器系列主要应用于变流型空调电机控制。该子系列芯片型号为PD789842。内设
8KB、16KB、24KB、32KB、40KB、48KB、60KB供选择。ROM 类型有掩膜 ROM 或一次编 程PROM 或快闪 ROM。芯片内含 A/D转换器、串行口,其他性能如增加I/O 口线、增加 D/ A 转换器、增加 PWM 输出,串行口增加I2 C总线方式。 VFD驱动系列主要应用于录像机、微型立体声音响、调协器、盒式录音机、CD 播放器、功 放器、音响、微波 炉 等。该 系 列 芯 片 的 各 子 系 列 包 括:μPD78044F、μPD78044H、μPD780208、 μPD780233等。各芯片 ROM 容量从16~60KB不等。ROM 类型有掩膜 ROM 或一次编程 PROM 或FlashROM,片内含 A/D转换器、串行口,此外提供 VFD数据RAM 区、VFD控制/ 驱动、PWM 输出等。 LCD驱动系列主要应用于便携式电话、CD 播放器、照相机、无绳电话等。该系列芯片的 各子系列包 括:μPD78064(Y)、μPD78064B、μPD780308(Y)等。各 芯 片 ROM 容 量 从 16~ 60KB不等。ROM 类型有掩膜 ROM 或一次编程 PROM,片内含 A/D 转换器、串行口,此外 提供 LCD数据 RAM 区、LCD控制/驱动、PWM 输出、串行口增加I2 C总线方式、增加I/O 口 线等。 总线系列 主 要 应 用 于 汽 车 音 响 系 统、CD 转 换 器 等。 该系列芯片的各子系列 包 括: μPD78098B、μPD780702Y、μPD780833Y 等。ROM 容量有40KB、48KB、60KB。ROM 类型 有掩膜 ROM 或一次编程PROM 或FlashROM,内含 A/D转换器、串行口,增加IE总线控制 器、J1850总线接口,串行口增加I2 C总线方式等。 仪表控制器系列主要应用于车辆仪表控制器等。该子系列芯片 型 号 有 μPD780852。计 量仪表系列主要应用于煤气气 量 表 等。该 子 系 列 芯 片 型 号 有 μPD780958。变 流 器 系 列 主 要 应用于变流型空调电机控制、洗衣机控制等。该子系列芯片型号有μPD780988。 ②78K/0S系列下分小规模通用系列、带 A/D小规模通用系列、LCD驱动系列、PC系列、 VFD驱动系列、变流器系列等。 小规模通用系列主要应用于遥控器、空调机、家用小电器、游戏机、无绳电话、汽车配件等。 该系列芯片的各子系列包括:μPD789014、μPD789026、μPD789046、μPD789074等。各芯片 ROM 容量有2KB、4KB、8KB、12KB、16KB供选择。ROM 类型有掩膜 ROM 或一次编程PROM 或 快闪 ROM,该系列特点:具有串行口,无 A/D转换器或 D/A转换器,I/O口线较少等。 带 A/D小规模通用系列主要应用于清洁器、无钥入口、洗衣机、冰箱、电池充电器、自动升 降 窗 等。 该 系 列 芯 片 的 各 子 系 列 包 括:μPD789104A、μPD789114A、μPD789124A、 μPD789134A、μPD789167(Y)、μPD789177(Y)等。芯片 ROM 容量从2~24KB不等。ROM 类型有掩膜 ROM 或 FlashROM,与小规模通用系列比,增加了片内乘法器和 A/D转换器。 LCD驱动系列主要应用于遥控器、APS小型照相机、便携式音响、保健设备、家用烹调设 备、卡片 输 入 机 等。 该系列芯片的各子 系列包括:μPD789306、μPD789316、μPD789407、 μPD789417、μPD789426、μPD789436、μPD789446、μPD789456、μPD789327等。芯片 ROM 容 量从8~32KB不等。ROM 类型有掩膜 ROM 或快闪 ROM,内嵌 A/D 转换器、串行口,此外 提供 LCD数据 RAM 区、LCD控制/驱动,增加I/O 口线等。 PC系列主要 应 用 于 USB 键 盘 接 口。该子系列芯片型号为 μPD789800。片 内 带 USB 串行口。 VFD驱动系列主要应用于 DVD、VCD等设备。 变流器系列主要应用于变流型空调电机控制。该子系列芯片型号为 μPD789842。内 设 2 世界流行单片机技术手册———日本系列
第1章NEC公司单片机 用于变流控制的定时器】 ③78K/1型号有PD78134等。芯片ROM容量从16~32KB不等。ROM类型有掩膜 ROM或一次编程PROM,内嵌AD转换器、串行口、PWM输出,此外设置了自激定时器,增 加1/O口线等,某些型号的芯片带片内乘法器。78K/I系列芯片应用于录像机同服系统控 制、同服系统软件控制应用中的多功能定时器、硬件乘法器实现的快速乘法运算、低压小电流 计数器等」 ④78K/Ⅱ型号有PD78212等。芯片ROM容量从8~32KB不等,但某些型号芯片无 片内ROM。ROM类型有掩膜ROM或一次编程PROM,内嵌A/D转换器、串行口,某些型 号芯片内嵌D/A转换器。此外,提供可编程上拉1/O线。78K/Ⅱ系列芯片主要特点:提供步 进电机控制的实时输出端口,它是78K系列中是具有EEPROM存储器的芯片,且数据存储器 RAM可扩展至1MB。 随着集成电路工艺的发展,单片机也同步发展,不断推出新型号的单片机。相当数量的 NEC单片机虽然功能没有改变,但采用新集成电路工艺后,性能明显提高,输入电源电压范围 展宽,功耗进一步降低,可靠性进一步提高等。为了便于区分和记忆,型号表示略有变化,只在 中间多加一个0,例如PD780054(属于780058子系列)就是与PD78054完全兼容的新集成 电路工艺下的单片机产品型号。为了方便,下面章节中仍以PD78054为例进行叙述 表1-1给出了NEC公司的单片机系列产品。 表1-1NEC单片机系列产品 单片机种类 系 列 主要应用领域 7500系列75X系列.75X1.系列.17K系 1位单片机 遥控器、小型家电控制器、数字调频 列,69系列,6134系列 收音机 8位单片机 78K0系列.78K0S系列 家电控制器、汽车电子 16位单片机 78K1系列 高档控制器 32位单片机 850系列.850E系列 游戏机,PDA.语音识别,图像识别 64位单片机 VR4121系列.VR5500系列,VR1O00系列 高档打印机,PDA.网络处理器,路由 器,工作站 1.1PD78054系列单片机基本原理 PD78054系列单片机片内有大容量的ROM和RAM,内部的程序(ROM)容量为 32KB,内部高速RAM有1024B,缓冲区RAM为32B,可以通过寄存器设置内部PROM和 RAM的大小。外部存储器扩展的空间为64KB。 PD78054系列单片机的芯片内部结构如图1-1所示。 PD78054系列单片机有如下特点。 ·指令执行周期可从高速(最快为0.4u3)变化到超低速(最慢为1222s)。 。所有地址空间都可以位操作,内置乘法与除法指令,共有69个1/0端口
用于变流控制的定时器。 ③ 78K/Ⅰ型号有μPD78134等。芯片 ROM 容量从16~32KB不等。ROM 类型有掩膜 ROM 或一次编程 PROM,内嵌 A/D转换器、串行口、PWM 输出,此外设置了自激定时器,增 加I/O 口线等,某些型号的 芯 片 带 片 内 乘 法 器。78K/Ⅰ系 列 芯 片 应 用 于 录 像 机 伺 服 系 统 控 制、伺服系统软件控制应用中的多功能定时器、硬件乘法器实现的快速乘法运算、低压小电流 计数器等。 ④78K/Ⅱ型号有μPD78212等。芯片 ROM 容量从8~32KB不等,但某些型号芯片无 片内 ROM。ROM 类型有掩膜 ROM 或一次编程 PROM,内嵌 A/D 转换器、串行口,某些型 号芯片内嵌 D/A 转换器。此外,提供可编程上拉I/O 线。78K/Ⅱ系列芯片主要特点:提供步 进电机控制的实时输出端口,它是78K 系列中是具有EEPROM 存储器的芯片,且数据存储器 RAM 可扩展至1MB。 随着集成电路工艺的发展,单片机也同步发展,不断推出新型号的单片 机。相 当 数 量 的 NEC单片机虽然功能没有改变,但采用新集成电路工艺后,性能明显提高,输入电源电压范围 展宽,功耗进一步降低,可靠性进一步提高等。为了便于区分和记忆,型号表示略有变化,只在 中间多加一个0,例如μPD780054(属于780058子系列)就是与 μPD78054完全兼容的新集成 电路工艺下的单片机产品型号。为 了 方 便,下 面 章 节 中 仍 以 μPD78054 为 例 进 行 叙 述。 表1 1给出了 NEC公司的单片机系列产品。 表1 1 NEC单片机系列产品 单片机种类 系 列 主要应用领域 4位单片机 7500系 列、75X 系 列、75XL 系 列、17K 系 列、69系列、6134系列 遥控器、小 型 家 电 控 制 器、数 字 调 频 收音机 8位单片机 78K0系列、78K0S系列 家电控制器、汽车电子 16位单片机 78K4系列 高档控制器 32位单片机 850系列、850E系列 游戏机、PDA、语音识别、图像识别 64位单片机 VR4121系列、VR5500系列、VR1000系列 高档打印机、PDA、网络处理器、路由 器、工作站 1.1 μPD78054系列单片机基本原理 μPD78054系 列 单 片 机 片 内 有 大 容 量 的 ROM 和 RAM,内 部 的 程 序 (ROM)容 量 为 32KB,内部高速 RAM 有1024B,缓冲区 RAM 为32B,可以通过寄存器设置内部PROM 和 RAM 的大小。外部存储器扩展的空间为64KB。 μPD78054系列单片机的芯片内部结构如图1 1所示。 μPD78054系列单片机有如下特点。 ? 指令执行周期可从高速(最快为0.4μs)变化到超低速(最慢为122μs)。 ? 所有地址空间都可以位操作,内置乘法与除法指令,共有69个I/O 端口。 第1章 NEC公司单片机 3
世界流行单片机技术手册—日本系列 鑫菊膳 金 金金 ?星: 器 oL. 0 要 霸 一上 图1-1PD78054芯片内部结构
图1 1 μPD78054芯片内部结构 4 世界流行单片机技术手册———日本系列