EMC系列单片机原理及应用技术

第一章EM78系列单片机简介台湾义隆公司推出的八位EM78系列单片机已有多年，并广泛应用在家用电器、工业控制、仪器等方面，其优良的单片机结构和性能为用户所认同，但与AT89系列、PIC系列、Z86系列、GMS97系列等单片机比较而言，EM78系列单片机进入内地市场稍晚一些，所以一般人并不太了解。本章将对EM78系列单片机的主要特点作一个概述，供大家参考（以EM78X56为例）。第一章一、先进的单片机结构EM78系列单片机将众多功能集于一身，这其中包括ALU、ROM、RAM、I/O、堆栈、中断控制器、定时/计数器、看门狗、电压检测器、复位电路、振荡电路等，成为真正意义上的单片机小系统。第二章二、优越的数据处理性能EM78系列单片机采用RISC结构设计、单周期、单字节及流水线指令、五级堆栈、RAM数量从32~157个，最短指令周期100ns，程序页面为1K（多至4页），与其它一些单片机相比，EM78系列单片机具有更高、更快的运行处理速度。第三章三、强大的单片机新功能这包括：①①三个中断源：定时器中断、I/O唤醒中断、外部信号输入中断②②R-OPTION功能：如果用户程序有几个版本，希望能放在同一ROM内，则通过R-OPTION功能便可实现此想法，R-OPTION功能设置是在相关I/O上上拉或下拉电阻，通过判断相关I/O的状态来选择执行内部何种版本程序。③③内置电压检测器：当电源电压掉在一额定值以下时单片机始终处于复位状态，以此提高系统的复位性能。④④低功耗设计：正常工作电流2mA、休眠状态电流1μA⑤⑤多功能I/O口：可程序设置为I/O上拉、下拉、开路等方式⑥⑥I/O唤醒功能：通过I/O变化唤醒处于休眠状态的单片机⑦⑦内置看门狗定时器：提高单片机抗干扰能力第四章四、灵活的功能选择设计通过软件分别设置：①①指令周期的时钟周期数（2/4）②②特殊指令的指令周期数（1/2）③③振荡方式（内部RC、外部RC、XTAL低频、XTAL高频等）④④R-OPTION功能开/关⑤⑤WDT开/关第五章五、通俗易懂的指令系统EM78系列单片机指令系统采用与大家熟知的MCS-51指令风格设计，共计58条指令，大家通过较短的时间便能掌握运用。（本书第4章）第六章六、完备的开发手段EM78系列单片机开发工具包括：软件仿真器、硬件定时仿真器（DOS/WIN版）、可脱离微机使用的写入器（写入时间为1片/秒）、编译器（汇编和C语言）（本书第六章）第七章七、快速的代码转换针对用户已采用其它厂家的单片机如PIC16C5X，我们可提供转换程序，通过快速的代码转换，缩短开发周期，马上可以投片生产。（见本书第七章）第八章八、系列化的单片机设计EM78系列单片机有二十种之多，用户可根据应用产品的要求，选择合适的EM78单片机，方便产品的升级换代。以下两表为EM78系列单片机选型一览表。EMC8位单片机EM78系列一览表（1）（1）GENERALPURPOSEMCUEMNOEM78P152A/BEM78P153A/BEM78056EM78156EM78256EM78456EM78256EM78P154EM78P156EM78247A/BEM78447A/BEM78247A/BEM78447A/BEM78450EM78P450SPEC.Voltage2.0~6.02.5~5.52.5~5.52.5~5.52.5~5.52.5~5.52.5~5.52.5~5.52.5~5.5ROM640x131Kx131Kx132Kx134Kx132Kx130．6Kx131Kx132Kx134Kx132Kx134Kx134K×134K×13RAM48x848x856x856x856x8157x8157x8157×8157×8I/O6/121212121220/2420/243232INT（E/I）1(0/1)-3(1/2)3(1/2)3(1/2)3(1/2)3(1/2)3(1/2)3(1/2)LCD---------Timer/Cornter8-bitx18-bitx18-bitx18-bitx18-bitx18-bitx18-bitx18-BITX18-BITX1Otherspec.OTPVoltagedetectorVoltageDetector8-CHLA/DOTPVoltagedetectorOTPOTPPinno.8/141818241828/3228/324040ApplicationFamilyappliance*Mouse*Charger*SecurityFamilyappliance*Mouse*Charger*SecurityFamilyAppliance*Mouse*Charger*SecurityFamilyAppliance*Mouse*Charger*SecurityFamilyappliance*Mouse*Charger*SecurityFamilyappliance*Mouse*Charger*SecurityFamilyappliance*Mouse*Charger*SecurityPCperipheralCommuni-CationAutocontrolPCperipheralCommuni-CationAutocontrol(2)ASSPMCUEMNO.EM78467A/BEM78567EM78448EM78810EM78811EM78911EM78820EM78860EM78861SPEC.Voltage2.5~5.52.5~5.52.5~5.52.5~5.52.5~5.52.5~5.52.5~5.52.5~5.52.5~5.5ROM4Kx1316Kx134Kx138Kx1316Kx1316Kx138Kx1316Kx8(DATAROM)16Kx1332Kx132Mx8(DATAROM)RAM157x8512x8157X81.3Kx82.8Kx82.8Kx8512x82.8Kx82.6Kx8I/O20/2432324416/32321216/3232INT（E/I）3(1/2)3(1/2)3(1/2)7(4/3)7(4/3)7(4/3)4(3/1)7(4/3)4(3/1)LCD---60x1660x16/44x860x1640x1660x16/44x8-Timer/Counter8-bitx18-bitx18-bitx18-bitx18-bitx18-bitx18-bitx18-bitx18-bitx1OtherSpec.*LowEMI*LowEMI*DTMF*FSK*DTMF*FSK*DTMF*FSK*DTMF*CallWaitingPinno.28/3240401001001008010044Application*CordlessPhome*CordlessPhome*Keyboard*callerID*Featurephone*CallerID*Featurephone*DATABANK*LCDGAME*DATABANK*LCDGAME*DATABANK*DATABANK*PAGER第二章EM78系列单片机硬件结构EM78系列单片机是采用低功耗、高速CMOS工艺制造的8位单片机，本章将以EM78X56（包括EM78156、EM78256、EM78456）为例来讲述EM78系列单片机的内部结构、存贮器、中断、I/O、看门狗、振荡器和电压检测器等特点。主要功能特点·采用8位数据总线和13位指令总线独立分离的Harvard结构设计。·采用RISC指令集，共有57条单字节指令，其中99%为单周期指令（对程序计数器PC指针进行写操作除外）。·1K～4KX13的程序存贮器（有OTP和掩膜二个版本）。·48个通用数据寄存器可直接寻址使用。·14个特殊功能寄存器。·具有一个结构选择寄存器用于设置振荡器的工作方式等。·具有五级堆栈令程序嵌套更自由。·两个双向三态I/O口，12个I/O线，可分别设置为上拉、下拉或集电极开路等。·具有三个硬件中断和一个软件中断。·两种工作模式：正常工作模式2mA/5V休眠模式1μA/5V(可由I/O唤醒)·具有R-OPTION功能，即用电阻的上拉、下拉来选择内部程序的执行。·一个带8位预置器的8位定时/计数器，一个看门狗定时器（WDT）。·采用先进的加密方法保证用户代码不被读出。·工作电压：2.5～5.5V工作频率DC～36MHZ、工作温度0℃～70℃。EM78X56型号分类、命名方法及管脚功能说明型号分类(表2.1)：型号ROM（Bit）RAM（Byte）I/O最短指令周期EM781561KX135612111nsEM782562KX135612111nsEM784564KX135612111ns命名方法:EM78P156AP封装形式P-DIPM-SOICS-SSOP内置电压检测功能A-有B-无类型名P：OTP；没有“P”为MASK版本单片机系列号EMC公司字头EM78X56管脚功能描述图2.1EM78156管脚图(EM78256和EM78456管脚同上)管脚名称I/O功能PIC16C54/56对应管脚名P50～P53I/0P50～P53为双向I/O口,P50、P51同时为R-Option功能脚，P50～52能通过软件设置为下拉RAO～RA3P60～P67I/OP60～P67为双向I/O口，可通过软件设置为上拉或开路输出；另外，P60～63可设为下拉RBO～RB7INT0I/O外部中断输入脚，下降沿触发中断（P60）无OSCIIXTAL型：晶体振荡器或外部时钟输入脚RC型：RC振荡器输入脚OSC1OSCOI/OXTAL型：晶体振荡器输出脚或外部时钟输入脚。RC型：输出一个指令周期的时钟信号OSC2RESETI施密特触发输入脚，当该脚保持低电平时，单片机复位MCLRTCCI实时时钟/计数器输入脚，施密特触发，当该脚不用时，必须接地或VCCRTCCVDD——电源VDDVSS——地VSS表2.2EM78X56管脚功能描述EM78内部结构框图EM78X56在片内集成了一个8位算术运算单元ALU和工作寄存器ACC、1K～4KROM、56个RAM、12个I/O口，8位预置器（Prescaler）及8位计数器（TCC）、振荡器、看门狗、五级堆栈、中断控制器、指令寄存器、译码器和其它一些寄存器等。内部框图如图2.2所示：EM78系列单片机采用8位数据/控制总线和13位指令总线独立分离的Harvard结构，流水线指令，即当一条指令在执行中，下一条指令已被从ROM取出放在指令寄存器等待执行，如此EM78系列几乎全部为单周期指令，执行速度更快。EM78系列数据存贮器均可视为寄存器来寻址编程，分工作寄存器和特殊功能寄存器二大类,2.5节将详细讲述寄存器的使用方法。图2.2EM78X56内部功能框图程序存储器和堆栈程序存储器EM78X56内部程序存储器和堆栈示意图如下:8BitA11A10A9A8A7～A07.1.7.2.图2.3程序存储器结构框图7.3.PC指针(寄存器R2)和堆栈的位数依照型号EM78156、EM78256、EM78456分别是10位、11位、12位，即寻地空间分别为1K、2K和4K，一个程序页面为1K。页面选择通过设定状态寄存器R3的Bit6（PS1）.Bit5(PS0)来完成，内容下表(表2.3)所示:PS1（R3.6）PSO（R3.5）程序页面地址000页[000-3FF]EM78X56没有PS1、PS0011页[400-7FF]EM78256/456CALL、RETRETLRETI堆栈1堆栈2堆栈3堆栈4椎栈5000pageo3FF400page17FF800page2BFFC00page3FFFEM78156000：复位地址001：软件中断向量地址008：硬件中断向量地址EM78256EM78456EM78456EM78256/456EM78456MOVR2，AA9=A8=0ADDR2，AA9=A8=0112页[800-BFF]EM78256/456113页[C00-FFF]EM78456·对EM78156μPS