第1章NEC公司单片机 PUO Pch 选择器 P17/ANI7 PMI0-PMI7 PU0一上拉电阻选择寄存器：PM一端口方式寄存器：RD一端口1读信号：WMR一端口1写信号 图1-9端口1方框图 端口2 端口2是一个具有输出锁存器的8位输入/输出端口，用端口方式寄存器2将P20~P27 引脚按位设置成输入或输出方式。当P20~P27引脚作为输入端口使用时，用上拉电阻选择 寄存器将上拉电阻按8位一组与端口引脚相连。其他功能包括作为串行数据输入/输出、时钟 输入/输出、自动传送/接收忙信号以及选通输出等。 注：1.如果端口2作为申口使用，根据其功能设置输入/输出镇存器： 2.当在SB方式读引脚状态时，PM2m(n=5或6)置1， 端口3 端口3是一个具有输出锁存器的8位输入/输出端口。用端口方式寄存器PM3可将 P30~P37引脚按位设置成输入方式/输出方式。当P30~P37引脚作为输入端口使用时，用上 拉电阻选择寄存器将上拉电阻按8位一组与端口引脚相连。其他功能包括作为计时器输入/ 输出，时钟输出以及蜂鸣器输出。 端口4 端口4是一个具有输出锁存器的8位输入/输出端口。用存储器扩展模式寄存器将 P40~P47引脚按8位一组设置成输入方式/输出方式。当P40~P47引脚作为输入端口使用 时，用上拉电阻选择寄存器将上拉电阻按8位一组与端口引脚相连。当检测到下降边沿时，测 试标志(KRF)置1。其他功能包括在外部存储器扩展方式下作为地址/数据总线。 (2)瑞口功能操作 端口操作取决于端口设置为输入方式还是输出方式。 ①读输入/输出端口 ·输出方式。用传送指令读输出锁存器的内容。输出锁存器的内容不改变。 ·输入方式。用传送指令读引脚状态，输出锁存器的内容不改变。 ②写输入/输出端口的操作
图１ ９ 端口１方框图 端口２ 端口２是一个具有输出锁存器的８位输入／输出端口，用端口方式寄存器２将 Ｐ２０～Ｐ２７ 引脚按位设置成输入或输出方式。当 Ｐ２０～Ｐ２７引脚作为输入端口使用时，用上拉电阻选择 寄存器将上拉电阻按８位一组与端口引脚相连。其他功能包括作为串行数据输入／输出、时钟 输入／输出、自动传送／接收忙信号以及选通输出等。 注：１．如果端口２作为串口使用，根据其功能设置输入／输出锁存器； ２．当在ＳＢＩ方式读引脚状态时，ＰＭ２ｎ（ｎ＝５或６）置１。 端口３ 端口３是一个 具 有 输 出 锁 存 器 的 ８ 位 输 入／输 出 端 口。用端口方式寄存器 ＰＭ３ 可 将 Ｐ３０～Ｐ３７引脚按位设置成输入方式／输出方式。当 Ｐ３０～Ｐ３７引脚作为输入端口使用时，用上 拉电阻选择寄存器将上拉电阻按８位一组与端口引脚相连。其他功能包括作为计时器输入／ 输出，时钟输出以及蜂鸣器输出。 端口４ 端口４是一个具有输出锁存器的 ８ 位 输 入／输 出 端 口。用 存 储 器 扩 展 模 式 寄 存 器 将 Ｐ４０～Ｐ４７引脚按８位一组设置成输入方式／输出方式。当 Ｐ４０～Ｐ４７引脚作为输入端口使用 时，用上拉电阻选择寄存器将上拉电阻按８位一组与端口引脚相连。当检测到下降边沿时，测 试标志（ＫＲＩＦ）置１。其他功能包括在外部存储器扩展方式下作为地址／数据总线。 （２）端口功能操作 端口操作取决于端口设置为输入方式还是输出方式。 ① 读输入／输出端口 ? 输出方式。用传送指令读输出锁存器的内容。输出锁存器的内容不改变。 ? 输入方式。用传送指令读引脚状态，输出锁存器的内容不改变。 ② 写输入／输出端口的操作 第１章 ＮＥＣ公司单片机 ５２
世界流行单片机技术手册—日本系列 ·输出方式。将数据写入输出锁存器，输出锁存器数据从引脚输出。一旦数据写入输出 锁存器，在下个数据到来之前，一直保留写入数据。 。输入方式。因为输出缓冲器关，输出锁存器中的数据是不确定的，引脚状态不改变。 4.A/D转换 uPD78054共有8个A/D转换通道(ANI0~ANI7),其分辨率为8位，A/D转换采用逐次 逼近式，并把转换结果保存在A/D转换结果寄存器ADCR中。有两种方法控制启动A/D 转换 。硬件控制，通过NTP3触发。 ·软件控制，通过设置A/D转换模式寄存器实现。 在硬件触发启动的情况下，采集一次，A/D转换结束；而在软件启动情况下，A/D转换是 重复的，每次转换结束，会引起INTAD中断。 (1)A/D转换结构 A/D转换器方框图如图1-10所示，主要包括以下硬件 ●A/D转换模式寄存器ADM。 ·A/D转换输入选择寄存器ADIS。 ·外部中断模式寄存器INTM1。 ●逐次逼近寄存器SAR。 。A/D转换结果寄存器ADCR。 A/D转换模式寄存器ADM用于设置A/D转换器的模拟输入通道，转换时间，转换启动/ 停止，以及外部脉冲触发选择。 ADM格式： 0 CS TRG FRI FRO ADMS ADM2 ADMI 1 其中 ADM3~ADM1:模拟输入通道选择。 000:ANI0 001:ANI1 111:ANI7 FR1、FRO:定义转换时间。 TRG:为外部触发选择。0为软件触发启动：1为硬件触发启动。 CS:A/D转换控制。0为结束：1为开始。 A/D转换输入选择寄存器(ADIS)用来确定ANI0/P10~ANI7/P17各引脚是否作为模 拟输入端使用。未设置为模拟输入端引脚可作为输入/输出引脚使用。 外部中断模式寄存器1(INTM1)用米设置INTP3~INTP6的有效触发沿。有上升沿、下 降沿、上升/下降沿和禁止这4种选择。 逐次逼近寄存器SAR将模拟电压与米自串联电阻器的分压值比较，并将结果从最高有效 位MSB开始存放，当存放到最低有效位LSB时，SAR中的数据被传送到A/D转换结果寄
? 输出方式。将数据写入输出锁存器，输出锁存器数据从引脚输出。一旦数据写入输出 锁存器，在下个数据到来之前，一直保留写入数据。 ? 输入方式。因为输出缓冲器关，输出锁存器中的数据是不确定的，引脚状态不改变。 ４．Ａ／Ｄ转换 μＰＤ７８０５４共有８个 Ａ／Ｄ转换通道（ＡＮＩ０～ＡＮＩ７），其分辨率为８位，Ａ／Ｄ转换采用逐次 逼近式，并把转换 结 果 保 存 在 Ａ／Ｄ 转 换 结 果 寄 存 器 ＡＤＣＲ 中。有 两 种 方 法 控 制 启 动 Ａ／Ｄ 转换： ? 硬件控制，通过ＩＮＴＰ３触发。 ? 软件控制，通过设置 Ａ／Ｄ转换模式寄存器实现。 在硬件触发启动的情况下，采集一次，Ａ／Ｄ 转换结束；而在软件启动情况下，Ａ／Ｄ 转换是 重复的，每次转换结束，会引起ＩＮＴＡＤ中断。 （１）Ａ／Ｄ转换结构 Ａ／Ｄ转换器方框图如图１ １０所示，主要包括以下硬件： ? Ａ／Ｄ转换模式寄存器 ＡＤＭ。 ? Ａ／Ｄ转换输入选择寄存器 ＡＤＩＳ。 ? 外部中断模式寄存器ＩＮＴＭ１。 ? 逐次逼近寄存器ＳＡＲ。 ? Ａ／Ｄ转换结果寄存器 ＡＤＣＲ。 Ａ／Ｄ转换模式寄存器 ＡＤＭ 用于设置 Ａ／Ｄ转换器的模拟输入通道，转换时间，转换启动／ 停止，以及外部脉冲触发选择。 ＡＤＭ 格式： ７ ６ １ ０ ＣＳ ＴＲＧ ＦＲ１ ＦＲ０ ＡＤＭ３ ＡＤＭ２ ＡＤＭ１ １ 其中 ＡＤＭ３～ＡＤＭ１：模拟输入通道选择。 ０００：ＡＮＩ０ ００１：ＡＮＩ１ … … １１１：ＡＮＩ７ ＦＲ１、ＦＲ０：定义转换时间。 ＴＲＧ：为外部触发选择。０为软件触发启动；１为硬件触发启动。 ＣＳ：Ａ／Ｄ转换控制。０为结束；１为开始。 Ａ／Ｄ转换输入选择寄存器（ＡＤＩＳ）用 来 确 定 ＡＮＩ０／Ｐ１０～ＡＮＩ７／Ｐ１７各 引 脚 是 否 作 为 模 拟输入端使用。未设置为模拟输入端引脚可作为输入／输出引脚使用。 外部中断模式寄存器１（ＩＮＴＭ１）用来设置ＩＮＴＰ３～ＩＮＴＰ６的有效触发沿。有上升沿、下 降沿、上升／下降沿和禁止这４种选择。 逐次逼近寄存器ＳＡＲ将模拟电压与来自串联电阻器的分压值比较，并将结果从最高有效 位 ＭＳＢ开始存放，当存放 到 最 低 有 效 位 ＬＳＢ 时，ＳＡＲ 中的数据被传送到 Ａ／Ｄ 转 换 结 果 寄 ６２ 世界流行单片机技术手册———日本系列
第1章NEC公司单片机 内部总线 )AD#换器输入选择寄存器 ADIS3ADIS2ADISIADISO 4 串联电阻 取样保持电路 电压比较器门 O AVRE O AV 逐次過近寄存器 ADMI-ADM INTP3/P03 O- INTAD ES40,ES41 INTP3 触发允许 年3 CS TRG FRI FRO ADMSADM2ADME寄P热器 AD转换器方式寄存器) 内部总线 注·上连舞器用于透择输裤停得的澳拟通道数： 图1-10A/D转换器方框图 存器。 A/D转换结果寄存器ADCR用于存放转换结果。 (2)A/D转换器的基本操作 ①用A/D转换器输入选择寄存器ADIS设置模拟输入通道。 ②在ADIS设置的模拟通道中，用A/D转换器方式寄存器ADM来选择进行A/D转换 的通道。 ③用取样保持电路对选择的模拟输入通道进行电压取样。 ④按规定周期取样，置取样保持电路为保持状态，以使电路在A/D转换结束前保持输入 模拟电压值。 ⑤逐次逼近寄存器SAR的位[7]置位，分压选择器将串联电阻器分压置为(1/2)AVk。 ⑥串联电阻器的分压与模拟输入间的电压差用电压比较器比较。如果模拟输入电压大 于(1/2)AVE,则SAR的MSR保持置位。如果输入电压小于(1/2)AV,则MSB复位。 ⑦接着，SAR的位[6]置位，并进行下一步比较。根据位[7]的预置值，串联电阻器的分 压如下所述： 位[7]-1：(3/4)AVkr。 位[7]=0：(1/4)AV
图１ １０ Ａ／Ｄ转换器方框图 存器。 Ａ／Ｄ转换结果寄存器 ＡＤＣＲ用于存放转换结果。 （２）Ａ／Ｄ转换器的基本操作 ① 用 Ａ／Ｄ转换器输入选择寄存器 ＡＤＩＳ设置模拟输入通道。 ② 在 ＡＤＩＳ设置的模拟通道中，用 Ａ／Ｄ转换器方式寄存器 ＡＤＭ 来选择进行 Ａ／Ｄ 转换 的通道。 ③ 用取样保持电路对选择的模拟输入通道进行电压取样。 ④ 按规定周期取样，置取样保持电路为保持状态，以使电路在 Ａ／Ｄ 转换结束前保持输入 模拟电压值。 ⑤ 逐次逼近寄存器ＳＡＲ的位［７］置位，分压选择器将串联电阻器分压置为（１／２）ＡＶＲＥＦ。 ⑥ 串联电阻器的分压与模拟输入间的电压差用电压比较器比较。如果模拟输入电压大 于（１／２）ＡＶＲＥＦ，则ＳＡＲ的 ＭＳＲ保持置位。如果输入电压小于（１／２）ＡＶＲＥＦ，则 ＭＳＢ复位。 ⑦ 接着，ＳＡＲ的位［６］置位，并进行下一步比较。根据位［７］的预置值，串联电阻器的分 压如下所述： 位［７］＝１：（３／４）ＡＶＲＥＦ。 位［７］＝０：（１／４）ＡＶＲＥＦ。 第１章 ＮＥＣ公司单片机 ７２
世界流行单片机技术手册一日本系列 分压电压与模拟输入电压比较，SAR的位[6]按如下情况改变： 模拟输入电压≥分压电压，位[6]=1。 模拟输入电压<分压电压，位[6]=0。 ⑧上述比较过程一直进行到SAR的第O位。 ⑨一旦完成8位比较，有效数据保留在SAR并且该数据被传送到A/D转换结果寄存器 ADCR锁存。 在A/D转换结束的同时、产生中断请求信号INTAD,A/D转换持续进行，一直到ADM 的位[7](CS)用软件复位。 在A/D转换期间，如果向ADM寄存器写数值，则A/D转换器作初始化：如果CS位置1， 则转换从这个起点再次启动。 复位后，ADCR值不确定 (3)输入电压和转换结果 输入到模拟输入引脚(ANI0一ANI7)的模拟电压与A/D转换结果的关系用下式表达 ADCR-INT(AV Vw×256+0.5) 其中 NT():对括号中的值取整的函数。 Vw:模拟输入电压。 AVEF:AVR引脚电压。 ADCR:A/D转换结果寄存器ADCR中的值。 (4)A/D转换器操作方式 A/D转换器的操作方式是指A/D转换选择方式。用A/D转换器输入选择寄存器ADIS 和A/D转换器方式寄存器ADM,在ANI0~ANI7中选择一个模拟输入通道并启动A/D 转换。 以下两种方法可用于启动A/D转换。 ①硬件启动A/D转换 当ADM的位[6](TRG)和位[7](CS)置1时，设置A/D转换器处于准备状态，当外部触 发信号(INTP3)输入时，对ADM的位[1]~位[3](ADM1~ADM3)所规定引脚的模拟输入 电压开始进行AD转换。 一旦A/D转换结束，转换结果存放在A/D转换结果寄存器ADCR并产生中断信号 INTAD,在一次A/D转换过程完成后，下一次A/D转换要待外部触发倍号再次输入后才 开始 在A/D转换期间，如果对ADM寄存器的CS置1，转换器对此刻的模拟信号进行转换： 如果对ADM寄存器的CS置0，A/D转换器操作立即停止。 ②软件启动A/D转换 当A/D转换器方式寄存器ADM的位[6](TRG)和位[7](CS)分别置0和1时，则对 ADM的位[1]~位[3](ADM1~ADM3)规定引脚的模拟输入电压开始A/D转换。一旦A/D 转换结束，结果存放在A/D转换结果寄存器ADCR并产生中断信号INTAD。在一次A/D 转换过程完成之后，下一次A/D转换立即开始。在新的数据写入ADM之前，A/D转换操作
分压电压与模拟输入电压比较，ＳＡＲ的位［６］按如下情况改变： 模拟输入电压≥分压电压，位［６］＝１。 模拟输入电压＜分压电压，位［６］＝０。 ⑧ 上述比较过程一直进行到ＳＡＲ的第０位。 ⑨ 一旦完成８位比较，有效数据保留在ＳＡＲ并且该数据被传送到 Ａ／Ｄ 转换结果寄存器 ＡＤＣＲ锁存。 在 Ａ／Ｄ转换结束的同时、产生中断请求信号ＩＮＴＡＤ，Ａ／Ｄ 转换持续进行，一直到 ＡＤＭ 的位［７］（ＣＳ）用软件复位。 在 Ａ／Ｄ转换期间，如果向 ＡＤＭ 寄存器写数值，则 Ａ／Ｄ转换器作初始化；如果ＣＳ位置１， 则转换从这个起点再次启动。 复位后，ＡＤＣＲ值不确定。 （３）输入电压和转换结果 输入到模拟输入引脚（ＡＮＩ０～ＡＮＩ７）的模拟电压与 Ａ／Ｄ转换结果的关系用下式表达 ＡＤＣＲ＝ＩＮＴ（ＶＩＮ ＡＶＲＥＦ ×２５６＋０．５） 其中 ＩＮＴ（）：对括号中的值取整的函数。 ＶＩＮ：模拟输入电压。 ＡＶＲＥＦ：ＡＶＲＥＦ引脚电压。 ＡＤＣＲ：Ａ／Ｄ转换结果寄存器 ＡＤＣＲ中的值。 （４）Ａ／Ｄ转换器操作方式 Ａ／Ｄ转换器的操作方式是指 Ａ／Ｄ转换选择方式。用 Ａ／Ｄ 转换器输入选择寄存器 ＡＤＩＳ 和 Ａ／Ｄ转 换 器 方 式 寄 存 器 ＡＤＭ，在 ＡＮＩ０～ＡＮＩ７ 中 选 择 一 个 模 拟 输 入 通 道 并 启 动 Ａ／Ｄ 转换。 以下两种方法可用于启动 Ａ／Ｄ转换。 ① 硬件启动 Ａ／Ｄ转换 当 ＡＤＭ 的位［６］（ＴＲＧ）和位［７］（ＣＳ）置１时，设置 Ａ／Ｄ 转换器处于准备状态，当外部触 发信号（ＩＮＴＰ３）输入时，对 ＡＤＭ 的位［１］～位［３］（ＡＤＭ１～ＡＤＭ３）所规定引脚的模拟输入 电压开始进行 Ａ／Ｄ转换。 一旦 Ａ／Ｄ 转 换 结 束，转 换 结 果 存 放 在 Ａ／Ｄ 转 换 结 果 寄 存 器 ＡＤＣＲ 并 产 生 中 断 信 号 ＩＮＴＡＤ，在一 次 Ａ／Ｄ 转 换 过 程 完 成 后，下 一 次 Ａ／Ｄ 转换要待外部触发信号再次输入后才 开始。 在 Ａ／Ｄ转换期间，如果对 ＡＤＭ 寄存器的 ＣＳ置１，转换器对此刻的模拟信号进行转换； 如果对 ＡＤＭ 寄存器的 ＣＳ置０，Ａ／Ｄ转换器操作立即停止。 ② 软件启动 Ａ／Ｄ转换 当 Ａ／Ｄ转换器方式 寄 存 器 ＡＤＭ 的 位［６］（ＴＲＧ）和 位［７］（ＣＳ）分 别 置０和１时，则 对 ＡＤＭ 的位［１］～位［３］（ＡＤＭ１～ＡＤＭ３）规定引脚的模拟输入电压开始 Ａ／Ｄ转换。一旦 Ａ／Ｄ 转换结束，结果存放在 Ａ／Ｄ 转换结果寄 存 器 ＡＤＣＲ 并 产 生 中 断 信 号ＩＮＴＡＤ。在 一 次 Ａ／Ｄ 转换过程完成之后，下一次 Ａ／Ｄ转换立即开始。在新的数据写入 ＡＤＭ 之前，Ａ／Ｄ 转换操作 ８２ 世界流行单片机技术手册———日本系列
第1章NEC公司单片机 29 不断地重复进行。 在A/D转换期间，如果对ADM寄存器写入且CS置1，转换器暂停A/D转换操作并按新 写入的数据开始A/D转换 在A/D转换期间，如果对ADM寄存器的CS置0，A/D转换器立即停止工作。 5.D/A转换 PD78054芯片的D/A转换器结构如图1-11所示 内部总线 D/A转换模式寄存器 DACEn AV. -ANOn 选桶器 AVs INTTMx DA特换器n DAMm 变 内部总线 图1-11D/A转换器原理图 ,PD78054的D/A转换器为2个8位分辨率的D/A转换通道。硬件结构包括：D/A转换值 设置寄存器O(DACSO)和D/A转换值设置寄存器1(DACS1)以及D/A转换模式寄存器DAM, D/A转换值设置寄存器(DACS0和DACS1)存放对应ANO0和ANO1引脚上模拟输出 的数字值。用8位存储器操作指令设置，复位时置为O。D/A转换允许时，将DACS0,DACSI 寄存器的内容转换为相应的模拟电压分别从引脚ANO0和ANO1输出。ANO加引脚上的模 拟输出由下式确定： ANO-AVm×D哈器a-0度D D/A转换模式寄存器DAM控制D/A转换，设置允许或停止D/A转换。可用1位或8 位存储器操作指令设置。复位时，DAM为O。 DAM格式： ooDAM5 DAM4 00DACE1 DACEO
不断地重复进行。 在 Ａ／Ｄ转换期间，如果对 ＡＤＭ 寄存器写入且ＣＳ置１，转换器暂停 Ａ／Ｄ转换操作并按新 写入的数据开始 Ａ／Ｄ转换。 在 Ａ／Ｄ转换期间，如果对 ＡＤＭ 寄存器的 ＣＳ置０，Ａ／Ｄ转换器立即停止工作。 ５．Ｄ／Ａ转换 μＰＤ７８０５４芯片的 Ｄ／Ａ 转换器结构如图１ １１所示。 图１ １１ Ｄ／Ａ转换器原理图 μＰＤ７８０５４的 Ｄ／Ａ转换器为２个８位分辨率的 Ｄ／Ａ转换通道。硬件结构包括：Ｄ／Ａ 转换值 设置寄存器０（ＤＡＣＳ０）和 Ｄ／Ａ转换值设置寄存器１（ＤＡＣＳ１）以及 Ｄ／Ａ转换模式寄存器 ＤＡＭ。 Ｄ／Ａ 转换值设置寄存器（ＤＡＣＳ０和 ＤＡＣＳ１）存放对应 ＡＮＯ０和 ＡＮＯ１引脚上模拟输出 的数字值。用８位存储器操作指令设置，复位时置为０。Ｄ／Ａ 转换允许时，将 ＤＡＣＳ０、ＤＡＣＳ１ 寄存器的内容转换为相应的模拟电压分别从引脚 ＡＮＯ０和 ＡＮＯ１输出。ＡＮＯｎ引脚上的模 拟输出由下式确定： ＡＮＯｎ＝ＡＶＲＥＦ１×ＤＡＣＳｎ ２５６ （ｎ＝０或１） Ｄ／Ａ 转换模式寄存器 ＤＡＭ 控制 Ｄ／Ａ 转换，设置允许或停止 Ｄ／Ａ 转换。可用１位或８ 位存储器操作指令设置。复位时，ＤＡＭ 为０。 ＤＡＭ 格式： ７ ０ ０ ０ ＤＡＭ５ ＤＡＭ４ ０ ０ ＤＡＣＥ１ ＤＡＣＥ０ 第１章 ＮＥＣ公司单片机 ９２