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1、第三章 EM78447单片机硬件结构EM78447单片机是在EM78X56基础上发展而来,分EM78447A(28PIN)和EM78447B(32PIN)两种,采用低功耗、高速CMOS工艺制造的8位单片机，本章将讲述EM78447A/B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。3.1. EM78447A/B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58条单字节指令，其中99.9%为单周期指令（对程序计数器PC指针进行写操作除外）4K13的程序存贮器（有OTP和掩膜二个版本）148个通用数据寄存器可直接寻
2、址使用。9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。三个双向三态I/O口(EM78447A: 20个I/OEM78447B: 24个I/O), 可分别设置为上拉或集电极开路等。具有二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 1A/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：2.55.5V 工作频率DC20MHZ、工作温度0703.2. EM78447型号
3、分类、命名方法及管脚功能说明3.2.1 型号分类(表3.1)型 号ROM（Bit）RAM（Byte）I/O最短指令周期EM7447A4K1314820100nsEM7447B4K1314824100ns3.2.2 命名方法:EM 78 P 447 A P封装形式P-DIP M-SOIC S-SSOP区分 28/32引线 A-28PIN B-32PIN类型名P：OTP； 没有“P”为MASK版本单片机系列号EMC公司字头3.2.3 EM78447管脚功能描述7A图3.1 EM78447管脚图管脚名称I/O功 能PIC16C55/57对应管脚名P50P53 I/0P50P53为低4位双向I/O口,
4、在EM78447A中口只使用这低位脚RAORA3P54P57 I/OP50P57为高位双向I/O口，在EM78447B中口5为8位双向I/O口无P60P67 I/OP60P67为双向I/O口，可通过软件设置为内部上拉RBORB7P70P77 I/OP70P77为双向I/O口P74、P75可通过软件设为上拉P76、P77可设为开路输出，P70、P71具有Roption的功能。RCORC7INT I/O外部中断输入脚，下降沿触发中断无OSCI IXTAL型：晶体振荡器或外部时钟输入脚 RC 型：RC振荡器输入脚OSC1OSCO I/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
5、令周期的时钟信号OSC2RESET I施密特触发输入脚，当该脚保持低电平时，单片机复位MCLRTCC I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VSSNC 未使用表3.1 EM447管脚功能描述3.3. EM78447内部结构框图EM78447在片内集成了一个8位算术运算单元ALU和工作寄存器ACC、4KROM、148个RAM、2024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3.2所示：图3.2 EM78447内部功能框图3
6、.4. 程序存储器和堆栈3.4.1 程序存储器EM78447内部程序存储器和堆栈示意图如下:MOV R2，A A9=A8=0ADD R2，A A9=A8 =0EM78447EM78447 8Bit PC堆栈1堆栈2堆栈3堆栈4椎栈5CALL、RETRETLRETIA11 A10A9 A8A7A0000：硬件中断和量地址001：软件中断向量地址FFF：复位地址000 pageo3FF400 page17FF800 page2BFFC00 page3FFF图.3 程序存储器结构框图PC指针(寄存器R2)和堆栈的位数是12位，即寻址空间分别为4K，一个程序页面为1K。页面选择通过设定状态寄存器R3的
7、Bit6（PS1）、Bit5 (PS0)来完成，内容下表(表3.3)所示:PS1（R3.6）PSO（R3.5）程序页面地址000页000-3FF011页400-7FF112页800-BFF113页C00-FFF EM78447可在同一页面内直接跳转(JMP)和调用子程序(CALL)，即JMP时装入目标地址至PC的低10位,CALL时装入目标地址至PC的低10位,且PC+1压线,调用同1K页面内的任何程序。 在EM447中，当需要跳转或调用不同页面的子程序时，则须在调用前将修改R3的PS0/PS1、PS0，执行JMP或CALL会将状态寄存器R3的PS0/PS1、PS0载入PC的A10/A11、A
8、10。对PC（R2）进行直接操作指令如“MOV R2、A”、“ADD R2、A”、“BC R2，0”都将导致PC之第9及第10位（A9、A8）被清零，因此此类情况产生的任何跳转都限定在同一页面的前256个地址TBL指令把存在中的相对地址加至R2(R2 +AR2)，且R2的第9、10位（A9、A8）不变，因此所产生的跳转可至整个页面。3.4.2 堆栈堆栈EM78447堆栈结构与EM78456相同，参见2.4有关EM78456堆栈的章节。3.5. 数据存储器RAM结构 EM78447的数据存储器分工作寄存器和特殊功能寄存器两大类,如图3.4所示:0001020304 05060708090A0B0
9、C0D0E0F1011.1F20.3B3FR0R1（TCCCONT堆栈(5 级) R2（PC）R3(Status）R4(RSR)R5(Port5)IOC5IOC6R6(Port6)IOC7R8R7(Port7)R9RARBRCIOCERDREIOCFRF16x8通用寄存器1110010031x8BankRegister(Bank 3)31x8BankRegister(Bank 2)31x8BankRegister(Bank 1)31x8BankRegister(Bank 0)R3F图3.4 RAM结构图3.5.1 工作寄存器1.R0间接寻址寄存器RO并非一个实际工作的寄存器，只作为间接寻址用。
10、(参EM78X56部分)2.R1(TCC) 参见EM78X56部分3.R2（程序计数器PC）和堆栈在复位情况下，R2每位均被置”1”，地址指向FFFH对R2进行写操作的指令一定需要二个指令周期，其它有关R2和堆栈的内容如3.4中所述。4R3状态寄存器（STATUS）如下图所示，R3包括ALU运算标志、页面标志、复位状态等76543210GPPS1PS0TPZDCC5.R4.RAM选择寄存器（RSR）在间接寻址模式里，Bit0-5用来选择寄存器（地址：00-3F）Bit67两位用来确定4个RAM页面中的那一个每个RAM页面为31个字,地址为20-3E未作间接寻址时，R4可作8位宽度的可读/写通用
11、寄存器 6. R5为口5的双向I/O口寄存器,EM78447A: 仅使用R5的低4位,其余高4位读为“0” EM78447B:8位双向I/O口。 7P6P7(口67) 是两个双向三态8位I/O口寄存器 8.R8R1F、R20F3E R8R1F: 是通用寄存器 R20R3E: 31个通用寄存器地址它包含四个页面，即每个页面都有31个寄存器且地址为20H3EH，具体页面由R4的it67决定。9.R3F中断标志寄存器76543210EXIFTCIF“1”表明有中断请求，“0”表明没有中断请求Bit0 (TCIF):TCC 计数器1溢出中断标志位；当TCC计数器溢出时置“1”，可由软件清零。Bit12
12、 :未使用Bit3 (EXIF):外部中断标志位。当INT脚有下降沿触发时置“1”，可用软件清零。Bit47:未使用R3F可用软件清零，但不能被置“1”IOCF为中断屏蔽寄存器，通过指令读取R3F值，此时结果值为R3F和IOCF相与的结果3.5.2 特殊功能寄存器EM78447的特殊功能寄存器主要包括累加器控制寄存器和WDT预分频器。1 累加器A内部数据传输或指令运算单元，属不可寻址单元。2 控制寄存器控制寄存器是用来控制I/O的工作状态、中断控制、看门狗控制等，它们的寄存器地址如图3.4,其读写只能采用指令I0R R或IOW R来完成。（1） CONT（控制寄存器）76543210/PHEN
13、INTTSTEPABPSR2PSR1PRR0寄存器与EM78X56的CONT相比仅增加了Bit7(/PHEN)其它完全一样。/PHEN:I/O上拉使能标志位0: P60P67和P74P75内部上拉电阻使能1: 上拉电阻关闭（2） IOC5IOC7(I/O口控制寄存器)IOC5IOC7分别为口5口7控制寄存器，按位将IOC5、IOC6IOC7设为“1”时表示该脚设为输入（高阻抗），设为“0”时表示该脚为输出。在EM78447A中，IOC7使用IOC5的低4位和IOC6和IOC7。 （3）IOCE WTD控制寄存器 76543210-ODEWTESLPCROC/WUEBit0(/WUE): P6067P7475唤醒功能控制位0: 使能唤醒功能1: 禁止唤醒功能
