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1 EM78P447S的主要特點 EM78系列單片機是臺灣義隆電子股份有限公司采用CMOS工藝制造的8位高性價比單片機。該系列單片機一般都內置看門狗計數器(WDT)、RAM、ROM、可編程定時／計數器、預分頻器以及5層堆棧。該系列器件的絕大部分指令只需兩個振蕩周期，同時具有內外部中斷、低電壓檢測復位、可編程I／0、內部上拉電阻和集電極開路輸出、SLEEP方式等功能。另外，EM78P447S單片機還具有編程簡單、速度快、功耗小、成本低等優點，能廣泛應用于玩具、家電、工業控制等方面。 EM78P447S的主要性能特點如下： ●工作電壓范圍：2．5-5．5V； ●允許溫度范圍：0-70°C； ●工作頻率范圍： 石英振蕩型：5V時的范圍為DC-20MHz， 3V時的范圍為DC-8MHz； RC振蕩型：5V時的范圍為DC-4MHz； 3V時的范圍為DC-4MHz； ●一次可編程ROM達4K X 13bit； ●內部RAM為148 X 8bit； ●具有5層堆棧； ●內含一個可以自行規劃的看門狗計時器(WDT)和一個8位預分頻器； ●具有24個雙向三態I／O腳； ●睡眠狀態的I／O可做規劃； ●有十個具有提升電阻及叫醒CPU的I／O引腳； ●有兩個具有R-Option功能的I／O引腳，通過R-Option功能可在兩個或兩個以上應用程序中放人同一單片機時，用一個輸入腳來判斷選擇哪一個程序。也就是說，R-option功能就是在EM78P447S的某兩個I／0腳上設置可選擇的下拉電阻，從而通過用戶是否外接下拉電阻(一般為510kΩ)來判斷該腳的狀態，進而判斷運行哪一個程序； ●有兩個可規劃為集電極開路的輸出腳； ●可通過一個8位定時／計數器(TCC)來選擇信號源和觸發源，并可進行8位預分頻； ●具有溢出中斷功能； ●具有上電復位、低電平檢測復位、RESET引腳輸入低電平復位、WDT超時溢出復位等功能； ●絕大部分指令只需兩個振蕩周期； ●具有低電平睡眠模式； ●具有TCC溢出中斷、外部INT引腳輸入脈沖中斷和執行INT指令軟件中斷功能； ●采用32腳DIP封裝。 2 EM78P447S的引腳功能和寄存器 2．1 EM78P447S的引腳排列 圖1為EM78P447S的引腳排列。其各引腳的功能如下： TCC：外部計數輸入腳； OSCO：振蕩輸出腳； VDD：正電源輸入腳； OSCI：晶振或RC振蕩輸入腳； NC：空腳； BESET：復位輸入端，低電平有效； VSS：接地腳； INT：外部中斷輸入腳，下降沿輸入有效； P50-P57：雙向I／O引腳； P60-P67：雙向I／O引腳，可通過軟件規劃成有內部提升電阻； P70-P77：雙向I／O引腳，其中P74、P75可以通過軟件規劃成有內部提升電阻；P76、P77通過軟件可設定為集電極開路輸出腳；P70、P71可當作R-Option的輸入腳。 2．2 EM78P447S中的寄存器 EM78P447S內含9個操作用途寄存器。其中間接尋址寄存器R0(IAB)、定時／計數器R1(TCC)、程序計數器R2(PC)、狀態寄存器R3(STATUS)、RAM選擇寄存器R4(RSR)、I／O口寄存器R5(PORT5)、R6(PORT6)、R7(PORT7)等8個寄存器的地址按順序分別為00H-07H，而中斷狀態寄存器R3F(1SR)的地址為3FH。 在EM78P447S的148個通用寄存器(RAM)中，包括有地址為08H-1FH的寄存器和4個地址為20H-3EH的寄存器組(4個頁面地址由R4的位6、位7來決定)。 另外，EM78P447S中還有7個特殊功能寄存器。其中包括累加器A、控制寄存器CONT、輸入／輸出控制寄存器IOC5、IOC6、IOC7(分別控制port5，port6，port7的輸入／輸出模式)、WDT控制寄存器IOCE和中斷屏蔽寄存器IOCF。 2．3 EM78P447S的指令簡介 EM78P447S單片機共有45個單字、58條指令。這58條指令包括19條邏輯指令、11條算術運算指令、4條位元指令、4條轉移指令、10條控制指令和10條跳躍指令。表1給出了這些指令字按功能的分類。 EM78P447S單片機的指令主要有以下幾個特色： ●除改變程序計數器的指令需要兩個指令周期外，其余指令均為單指令周期； ●寄存器的每一個位元均可由位元型指令直接進行設定、清除或測試； ●對應于IO引腳的I／O寄存器也可以當作一般寄存器進行存取。也就是說，存取一般寄存器與I／O所使用的指令完全一樣。 3 在直流電機遙控系統中的應用 采用EM78P447S為主控器設計的遙控系統可實現對直流電機正轉、反轉和停止的遙控控制。該遙控控制系統由發射模塊、接收輸入模塊和單片機處理輸出模塊三部分組成。 3．1發射模塊 筆者設計的該遙控控制系統中的發射模塊采用3V工作電壓，其電路板上有三個乒乓鍵KO、K1、K2，可分別用來控制電機的正轉、反轉和停止操作。當需要進行發射時，采用發射專用芯片PT2248及外圍放大電路把信號放大，即可進行紅外發射。其硬件電路原理圖如圖2所示。 3．2接收輸入模塊 本遙控控制系統中的接收模塊采用5V工作電壓，且在該電路板上有一個接收器，可用以接收發射模塊傳送過來的信號。利用一個放大電路可將接收到的信號放大并傳送到接收專用芯片PT2249A，然后再通過74LS04處理后送給單片機。可用三個發光二極管分別對應于發射模塊的三個按鍵以顯示操作。當按下某一個鍵時，與之對應的發光二極管發光。其硬件電路如圖3所示。 3．3單片機處理輸出模塊 單片機處理輸出模塊采用5V工作電壓，模塊上的三個乒乓鍵K3、K4、K5，分別對應于發射模塊上的·KO、K1、K2三個鍵，可用來控制電機的正轉、反轉和停止。這三個鍵可在遙控器出現問題或丟失時代替KO、K1和K2進行操作，因此非常方便實用。 單片機上的P5.0-P5.2引腳分別作為電機正轉、反轉和停止的信號輸入端，P6.0、P6.1引腳分別作為電機正轉、反轉的信號輸出端。要使電機停止操作，只要將無效信號送人P6.0、P6.1即可。單片機的輸出信號經74LS04反向并送人ULN2003A進行放大后，即可驅動繼電器以使直流電機作相應操作。 另外，還可用兩個發光二極管來顯示操作。這樣，當電機正轉或反轉時，其中的一個二極管將點亮，而當按下停止按鈕時，兩個都不亮。其硬件電路如圖4所示。 4 系統的軟件設計 該設計以EM系列單片機配套的開發工具EMC為編程工具，由主程序不斷循環監測乒乓鍵的狀態。當某個按鍵被按下松開后，其對應的電機被啟動，然后系統再返回檢測按鍵的狀態，以確定是否保持該運行狀態或轉入其它狀態。 應當注意：當機械開關按下或放開的瞬間，按鍵會因機械彈性的緣故在接點上產生彈動。這個快速跳動CPU會完全檢測到，因而會出現使用者只按了一次開關，而被CPU認為是按下很多次的錯誤情況。為了避免這種誤判現象，設計時可用延時來處理這種彈跳問題。當軟件在檢測到開關被按下后，先延時一段時間再檢測一次，以避開彈跳的時間，這個彈跳的產生通常在開關被按下后開始的20ms-50ms之間發生，因此只要避開這段時間，而不要讀輸入腳的信號即可。其軟件流程如圖5所示。 |
