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第二章 EM78系列單片機硬件結(jié)構(gòu)( 2.6 - 2.8 )
第二章 EM78系列單片機硬件結(jié)構(gòu)( 2.6 - 2.8 )
 更新時間:2008-7-26 20:10:44  點擊數(shù):2
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2.6       TCC/WDT及預(yù)分頻器Prescaler


EM78內(nèi)置8位定時/計數(shù)器TCC和看門狗定時器、如下圖2.5所示:
 
圖2.5  TCC和WDT功能框圖
 
TCC的時鐘可以是內(nèi)部指令周期時鐘CLK(Fosc/2或Fosc/4)或通過TCC腳輸入的外部脈沖,其計數(shù)采用遞增方式,從O0開始計,當(dāng)不使用預(yù)分頻器時,每隔一個指令周期或者有一個外部脈沖時TCC會加1(TCC響應(yīng)延時時間為2個機器周期),當(dāng)TCC計數(shù)至FFH(16進制)時,在下一個計數(shù)發(fā)生時,將自動清零,并置TCC計數(shù)器溢出中斷位TCIF如此往復(fù)。當(dāng)TCC使用預(yù)分頻器時,則外部或內(nèi)部信號經(jīng)過預(yù)分頻器分頻后再輸出給TCC。

Tcc 輸入波形圖(CLKS=”0”)(見圖2.7)
圖2.6  TCC輸入信號波形圖
 
TCC和預(yù)分頻器的控制主要由控制寄存器CONT(Bit0~5)來完成,預(yù)分頻器的分頻系數(shù)由PSR0~PSR2決定;預(yù)分頻器是分配給TCC或WDT使用可由PAB位來決定,同一時間預(yù)分頻器只能給TCC或WDT其中之一使用。
注意二點;
(1)預(yù)分頻器分配給TCC使用時(PAB=0),所有寫入TCC的指令都將清除預(yù)分頻器
(2)當(dāng)預(yù)分頻器分配給WDT使用時(PAB=1),WDT和預(yù)分頻器可被WDTC和SLEP指令清零。
看門狗定時器WDT是一片內(nèi)自振蕩式RC振蕩器,即使外部振蕩器被關(guān)閉(即工作在休眠模式),WDT也一直在計數(shù)。當(dāng)WDT被使能,無論是在工作模式或休眠模式,若WDT超時,都將導(dǎo)致單片機復(fù)位,因此WDT主要用來防止單片機系統(tǒng)失控,一般WDT基本溢出周期約18ms(PAB=“0”),最大溢出周期約2.3S(PAB=“1”)。在正常情況下,當(dāng)WDT溢出之前,須通過WDTC指令來對WDT清零以防產(chǎn)生復(fù)位。WDT的工作狀態(tài)由寄存器CONT中的PAB、PSR2~PSRO位,IOCE的WDTE位(IOCE.7)、OTP型EM78X56的結(jié)構(gòu)選擇寄存器ENWDTB位來控制(燒寫芯片時設(shè)定)。

2.7       I/O口(port5、port6)

EM78把I/O(口5、口6)作為一般工作寄存器R5、R6來操作,它們?yōu)殡p向、三態(tài)輸入/輸出口,可通過控制寄存器來設(shè)置以下功能,如表2.6所示:
功 能
控制寄存器
I/O腳
I/O輸入輸出方向
IOC5、IOC6
P50~P53、P60~P67
內(nèi)部上拉電阻
IOCD
P60~P67
內(nèi)部下拉電阻
IOCB
P50~P52、P60~P63
集電極開路
IOCC
P60~P67
/INT輸入口
IOCE(EIS)
P60
R-option
IOCE(ROC)
P50、P51
休眠狀態(tài)喚醒
IOCF(ICIE)
P60~P67
表2.6、I/O控制功能分類表
 
I/O口Port5、Port6的接口電路圖如下所示:

圖2.7  I/O口電路和I/O控制寄存器
 
其中圖中:PCRD——口控制讀      PDRD——口數(shù)據(jù)讀
               PCWR——口控制寫      PDWR——口數(shù)據(jù)寫
               MUX ----多路選通器
R-option功能圖2.8
 

圖2.8  P60(INT)的I/O和控制寄存器
 

圖2.9  P61~P67   I/O控制寄存器和I/O口電路
 
 

圖2.10  帶R-Option  功能的I/O口(P70、P71)電路
    當(dāng)使用R-option功能時,往往地P0~51定義為輸出腳使用,這樣在讀取R-option功能時
先把P50、P51設(shè)為輸入并使能R-option功能,讀取后,再關(guān)閉R-option功能,并把P50、P51設(shè)回輸出,并不影響P50、P51的I/O使用。若外部電阻連接到P50(P51)作為R-option功能,將消耗一些電流,請?zhí)貏e注意。

2.8       EM87X56復(fù)位

2.8.1.      產(chǎn)生復(fù)位原因

EM78X56的復(fù)位由以下情況產(chǎn)生:
    ·電源上電復(fù)位或電壓檢測器復(fù)位(若有電壓檢測器)
    ·RESET腳輸入低電平
    ·WDT溢出(當(dāng)WDT使用時)

2.8.2.      復(fù)位狀態(tài)

當(dāng)單片機檢測到復(fù)位信號后會持續(xù)18ms的復(fù)位狀態(tài)。一旦復(fù)位產(chǎn)生,芯片將處于下列狀態(tài):
·振蕩器繼續(xù)動作或起動
    ·程序計數(shù)器PC(R2)被清零,轉(zhuǎn)向復(fù)位地址000H
    ·所有I/O口腳均被設(shè)置為輸入模式(高阻態(tài))
    ·看門狗定時器和預(yù)置分頻器被清零
    ·當(dāng)上電時,狀態(tài)寄存器的高三位被清零(RAM選BANKO)
    ·除Bit6(INT中斷使能標(biāo)志位)外,CONT寄存器全設(shè)為“1”
    ·下拉控制寄存器IOCB全設(shè)為“1”(下拉功能禁止)
    ·集電極開路控寄存器IOCC全設(shè)為“0”(開路功能禁止)
    ·上拉控制寄存器IOCD全設(shè)為“1”(上拉功能禁止)
    ·WDT控制寄存器IOCE  Bit7設(shè)為“1”,Bit1和Bit4設(shè)為“0”,即開WDT,置P60為I/O口,取消R-option功能
    ·中斷標(biāo)志寄存器RF中的標(biāo)志位全部清零(Bit0~2)
    ·中斷屏幕寄存器IOCF的中斷屏幕位清零(Bit0~2)
    寄存器初始化值匯總表如下:
Address
Name
Reset Type
Bit7
Bit6
Bit5
Bit4
Bit3
Bit2
Bit1
Bit0
N/A
IOC5
Bit Name
X
X
X
X
C53
C52
C51
C50
Power-On
0
0
0
0
1
1
1
1
/RESET and WDT
0
0
0
0
1
1
1
1
Wake-Up from Pin Change
0
0
0
0
1
1
1
1
N/A
IOC6
Bit Name
C67
C66
C65
C64
C63
C62
C61
C60
Power-On
1
1
1
1
1
1
1
1
/PESET and WDT
1
1
1
1
1
1
1
1
Wake-Up from pin Change
1
1
1
1
1
1
1
1
0x05
P5
Bit Name
X
X
X
X
P53
P52
P51
P50
Power-On
1
1
1
1
1
1
1
1
/RESET and WDT
P
P
P
P
P
P
P
P
Wake-Up from Pin Change
P
P
P
P
P
P
P
P
0x06
P6
Bit Name
P67
P66
P65
P64
P63
P62
P61
P60
Power-On
1
1
1
1
1
1
1
1
/RESET and WDT
P
P
P
P
P
P
P
P
Wake-Up from Pin Change
P
P
P
P
P
P
P
P
N/A
CONT
Bit Name
X
INT
TS
TE
PAB
PSR2
PSR1
PSR0
Power-On
1
0
1
1
1
1
1
1
/RESET and WDT
1
0
1
1
1
1
1
1
Wake-Up from Pin Change
1
0
1
1
1
1
1
1
0x00
R0(IAR)
Bit Name
-
-
-
-
-
-
-
-
Power-On
U
U
U
U
U
U
U
U
/RESET and WDT
P
P
P
P
P
P
P
P
Wake-Up from Pin Change
P
P
P
P
P
P
P
P
0x01
R1(TCC)
Bit Name
-
-
-
-
-
-
-
-
Power~On
0
0
0
0
0
0
0
0
/RESET and WDT
0
0
0
0
0
0
0
0
Wake-Up from Pin Change
0
0
0
0
0
0
0
0
0x02
R2(PC)
Bit Name
-
-
-
-
-
-
-
-
Power-On
0
0
0
0
0
0
0
0
/RESET and WDT
0
0
0
0
0
0
0
0
Wake-Up from Pin Change
0
0
0
0
0
0
0
0
0x03
R3(SR)
Bit Name
GP
PS1
PS0
T
P
Z
DC
C
Power-On
0
0
0
1
1
U
U
U
/RESET and WDT
P
P
P
t
t
P
P
P
Wake-Up from Pin Change
P
P
P
t
t
P
P
P
0x04
R4(RSR)
Bit Name
X
X
-
-
-
-
-
-
Power-On
0
0
U
U
U
U
U
U
/RESET and WDT
0
0
P
P
P
P
P
P
Wake-Up from Pin Change
0
0
P
P
P
P
P
P
0x05
R5(P5)
Bit Name
X
X
X
X
P53
P52
P51
P50
Power-On
0
0
0
0
U
U
U
U
/RESET and WDT
0
0
0
0
P
P
P
P
Wake-Up from Pin Change
0
0
0
0
P
P
P
P
0x0F
RF(ISR)
Bit Name
X
X
X
X
X
EXIF
ICIF
TCIF
Power-On
0
0
0
0
0
0
0
0
/RESET and WDT
0
0
0
0
0
0
0
0
Wake-Up from Pin Change
0
0
0
0
0
0
0
0
0x0B
IOCB
Bit Name
/PD7
/PD6
/PD5
/PD4
X
/PD2
/PD1
/PD0
Power-On
1
1
1
1
1
1
1
1
/RESET and WDT
1
1
1
1
1
1
1
1
Wake-Up from Pin Change
1
1
1
1
1
1
1
1
0x0C
IOCC
Bit Name
OD7
OD6
OD5
OD4
OD3
OD2
OD1
OD0
Power-On
0
0
0
0
0
0
0
0
/RESET and WDT
1
1
1
1
1
1
1
1
Wake-Up from Pin Change
P
P
P
P
P
P
P
P
0x0D
IOCD
Bit Name
/PH7
/PH6
/PH4
/PH3
/PH3
/PH2
/PH1
/PH0
Power-On
1
1
1
1
1
1
1
1
/RESET and WDT
1
1
1
1
1
1
1
1
Wake-Up from Pin Change
1
1
1
1
1
1
1
1
0x0E
IOCE
Bit Name
WDTC
EIS
X
ROC
X
X
X
X
Power-On
1
0
1
0
1
1
1
1
/RESET and WDT
1
0
1
0
1
1
1
1
Wake-Up from Pin Change
1
0
1
0
1
1
1
1
0x0F
IOCF
Bit Name
X
X
X
X
X
EXIE
ICEI
TCIE
Power-On
1
1
1
1
1
0
0
0
/RESET and WDT
1
1
1
1
1
0
0
0
Wake-Up from Pin Change
1
1
1
1
1
0
0
0
0x10~0x3F
R10~R3F
Bit Name
-
-
-
-
-
-
-
-
Power-On
0
0
0
0
0
0
0
0
/RESET and WDT
P
P
P
P
P
P
P
P
Wake-Up from Pin Change
P
P
P
P
P
P
P
P
    X:未使用      U:未知      P:復(fù)位之前值     t:參見表2.4、2.5
表2.7  寄存器初始化值表

2.8.3.      內(nèi)部上電復(fù)位電路和電壓檢測器

    1.內(nèi)部上電復(fù)位電路
EM78X56系列內(nèi)置一上電復(fù)位電路POR(POWUER RESET)如圖2.11所示,上電后自動產(chǎn)生復(fù)位。

圖2.11  復(fù)位控制方框圖

所以一般情況下可不用在RESET端接復(fù)位電路,僅將Reset端接VDD即可
2.電壓檢測器
對EM78X56系列MASK版和EM78P156A型均內(nèi)置-2.2V電壓檢測器,分別為可選用式和固定式兩種,即對MASK版,可通過CODE OPTION的位/POVD來選擇使能或關(guān)閉,而OTP型EM78P156A型,則不能通過CODE OPTION來選擇,電壓檢測器功能已固化在內(nèi)(電壓檢測器有15μA電流消耗),EM78P156B型則沒有電壓檢測器功能。
 
    電壓檢測器電氣特性如下表(TA=25℃)
Parameter
Symbol
Condition
Min.
Typ.
Max.
Unit
Detect voltage
Vdet
VDD =5V
2.0
2.2
2.4
V
Release voltage
Vrel
VDD =5V
Vdet x1.05
 
 
V
Current consumption
Iss
VDD =5V
 
 
20
μA
Operating voltage
Vop
 
0.7*
 
5.5
V
Temperature
Characteristic of Vdet
ΔVdet/
ΔTA
0℃≤T≤70℃
 
 
-2
mv/℃
    *當(dāng)VDD=0.7V~Vdet之間時,電壓檢測器輸出為低。

2.8.4.      外部復(fù)位電路

通常有下列幾種情況需要加外部復(fù)位中路。
1. 當(dāng)電源上升時間比較長時,通過RC電路來保證VDD達到最小工作電壓時RESET腳保持復(fù)位狀態(tài)

                                                                                                    
圖2.12 外電源上電復(fù)位電位
 
    其中器件功能及值選擇原則:
    ①R<40K(由于RESET吸入電流約50μA,為保證RESET端電壓不大于0.2V)
    ②二極管D將使電容C在VDD掉電時能快速徹底放電
    ③R1取100~1K,為限流電阻,用來限制大的放電電流或靜電ESD對RESET的沖擊
    2.殘存電壓保護電路(二種)
   有些應(yīng)用中,例如供電電池在幾秒鐘內(nèi)松動后又恢復(fù),此時將可能會在復(fù)位腳出現(xiàn)一個小于Vdd最小值又不為0的殘存電壓,因而便復(fù)位不正常,以下兩種電路將解決此問題,

  

                
當(dāng)VDD掉至VZ+0.7V時單片機復(fù)位(VZ為穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值)
                                                                  圖2.13殘余電壓保護電路1

   當(dāng)VDD掉至下述值時三級管Q1 截止、單片機復(fù)位
VDD·    =0.7V
 
              ,                                                   (R3為限流電阻,可選100K)
 
圖2.14殘余電壓保護電路2
 
單片機復(fù)位時序圖如圖2.15所示:

圖2.15 單片機復(fù)位時序圖
,                                                   (R3為限流電阻,可選100K)
 
圖2.14殘余電壓保護電路2
 
單片機復(fù)位時序圖如圖2.15所示:

圖2.15 單片機復(fù)位時序圖
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