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
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