第二章 EM78系列单片机硬件结构( 2.6 - 2.8 )-东哥单片机学习网

2.6 TCC/WDT及预分频器Prescaler

EM78内置8位定时/计数器TCC和看门狗定时器、如下图2.5所示：

图2.5 TCC和WDT功能框图

TCC的时钟可以是内部指令周期时钟CLK(Fosc/2或Fosc/4)或通过TCC脚输入的外部脉冲，其计数采用递增方式，从O0开始计，当不使用预分频器时，每隔一个指令周期或者有一个外部脉冲时TCC会加1（TCC响应延时时间为2个机器周期），当TCC计数至FFH（16进制）时，在下一个计数发生时，将自动清零，并置TCC计数器溢出中断位TCIF如此往复。当TCC使用预分频器时，则外部或内部信号经过预分频器分频后再输出给TCC。

Tcc 输入波形图(CLKS=”0”)(见图2.7)

图2.6 TCC输入信号波形图

TCC和预分频器的控制主要由控制寄存器CONT（Bit0～5）来完成,预分频器的分频系数由PSR0～PSR2决定;预分频器是分配给TCC或WDT使用可由PAB位来决定,同一时间预分频器只能给TCC或WDT其中之一使用。

注意二点;

(1)预分频器分配给TCC使用时(PAB=0),所有写入TCC的指令都将清除预分频器

(2)当预分频器分配给WDT使用时(PAB=1),WDT和预分频器可被WDTC和SLEP指令清零。

看门狗定时器WDT是一片内自振荡式RC振荡器，即使外部振荡器被关闭（即工作在休眠模式），WDT也一直在计数。当WDT被使能，无论是在工作模式或休眠模式，若WDT超时，都将导致单片机复位,因此WDT主要用来防止单片机系统失控，一般WDT基本溢出周期约18ms（PAB=“0”），最大溢出周期约2.3S（PAB=“1”）。在正常情况下，当WDT溢出之前，须通过WDTC指令来对WDT清零以防产生复位。WDT的工作状态由寄存器CONT中的PAB、PSR2～PSRO位，IOCE的WDTE位（IOCE.7）、OTP型EM78X56的结构选择寄存器ENWDTB位来控制（烧写芯片时设定）。

2.7 I/O口（port5、port6）

EM78把I/O(口5、口6)作为一般工作寄存器R5、R6来操作，它们为双向、三态输入/输出口，可通过控制寄存器来设置以下功能,如表2.6所示:

功能	控制寄存器	I/O脚
I/O输入输出方向	IOC5、IOC6	P50～P53、P60～P67
内部上拉电阻	IOCD	P60～P67
内部下拉电阻	IOCB	P50～P52、P60～P63
集电极开路	IOCC	P60～P67
/INT输入口	IOCE（EIS）	P60
R-option	IOCE（ROC）	P50、P51
休眠状态唤醒	IOCF（ICIE）	P60～P67

表2.6、I/O控制功能分类表

I/O口Port5、Port6的接口电路图如下所示：

图2.7 I/O口电路和I/O控制寄存器

其中图中：PCRD——口控制读 PDRD——口数据读

PCWR——口控制写 PDWR——口数据写

MUX ----多路选通器

R-option功能图2.8

图2.8 P60(INT）的I/O和控制寄存器

图2.9 P61～P67 I/O控制寄存器和I/O口电路

图2.10 带R-Option 功能的I/O口（P70、P71）电路

当使用R-option功能时，往往地P0～51定义为输出脚使用，这样在读取R-option功能时

先把P50、P51设为输入并使能R-option功能，读取后，再关闭R-option功能，并把P50、P51设回输出，并不影响P50、P51的I/O使用。若外部电阻连接到P50（P51）作为R-option功能，将消耗一些电流，请特别注意。

2.8 EM87X56复位

2.8.1. 产生复位原因

EM78X56的复位由以下情况产生：

·电源上电复位或电压检测器复位(若有电压检测器)

·RESET脚输入低电平

·WDT溢出(当WDT使用时)

2.8.2. 复位状态

当单片机检测到复位信号后会持续18ms的复位状态。一旦复位产生，芯片将处于下列状态：

·振荡器继续动作或起动

·程序计数器PC(R2)被清零，转向复位地址000H

·所有I/O口脚均被设置为输入模式(高阻态)

·看门狗定时器和预置分频器被清零

·当上电时，状态寄存器的高三位被清零(RAM选BANKO)

·除Bit6(INT中断使能标志位)外，CONT寄存器全设为“1”

·下拉控制寄存器IOCB全设为“1”(下拉功能禁止)

·集电极开路控寄存器IOCC全设为“0”(开路功能禁止)

·上拉控制寄存器IOCD全设为“1”(上拉功能禁止)

·WDT控制寄存器IOCE Bit7设为“1”，Bit1和Bit4设为“0”，即开WDT，置P60为I/O口，取消R-option功能

·中断标志寄存器RF中的标志位全部清零(Bit0～2)

·中断屏幕寄存器IOCF的中断屏幕位清零(Bit0～2)

寄存器初始化值汇总表如下：

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:复位之前值 t:参见表2.4、2.5

表2.7 寄存器初始化值表

2.8.3. 内部上电复位电路和电压检测器

1.内部上电复位电路

EM78X56系列内置一上电复位电路POR(POWUER RESET)如图2.11所示，上电后自动产生复位。

图2.11 复位控制方框图

所以一般情况下可不用在RESET端接复位电路，仅将Reset端接VDD即可

2.电压检测器

对EM78X56系列MASK版和EM78P156A型均内置-2.2V电压检测器，分别为可选用式和固定式两种，即对MASK版，可通过CODE OPTION的位/POVD来选择使能或关闭，而OTP型EM78P156A型,则不能通过CODE OPTION来选择,电压检测器功能已固化在内(电压检测器有15μA电流消耗)，EM78P156B型则没有电压检测器功能。

电压检测器电气特性如下表(TA=25℃)

Parameter	Symbol	Condition	Min.	Typ.	Max.	Unit
Detect voltage	Vdet	V_DD =5V	2.0	2.2	2.4	V
Release voltage	Vrel	V_DD =5V	Vdet x1.05			V
Current consumption	Iss	V_DD =5V			20	μA
Operating voltage	Vop		0.7*		5.5	V
Temperature Characteristic of Vdet	ΔVdet/ ΔT_A	0℃≤T≤70℃			-2	mv/℃

*当VDD=0.7V～Vdet之间时，电压检测器输出为低。

2.8.4. 外部复位电路

通常有下列几种情况需要加外部复位中路。

1. 当电源上升时间比较长时，通过RC电路来保证VDD达到最小工作电压时RESET脚保持复位状态

图2.12 外电源上电复位电位

其中器件功能及值选择原则：

①R<40K(由于RESET吸入电流约50μA，为保证RESET端电压不大于0.2V)

②二极管D将使电容C在VDD掉电时能快速彻底放电

③R1取100～1K，为限流电阻，用来限制大的放电电流或静电ESD对RESET的冲击

2．残存电压保护电路(二种)

有些应用中，例如供电电池在几秒钟内松动后又恢复，此时将可能会在复位脚出现一个小于Vdd最小值又不为0的残存电压，因而便复位不正常，以下两种电路将解决此问题，

当VDD掉至V_Z+0.7V时单片机复位（VZ为稳压管稳压值）

图2.13残余电压保护电路1

当VDD掉至下述值时三级管Q₁ 截止、单片机复位

VDD·

=0.7V

, （R3为限流电阻，可选100K）

图2.1４残余电压保护电路2

单片机复位时序图如图2.15所示：

图2.15 单片机复位时序图

, （R3为限流电阻，可选100K）

图2.1４残余电压保护电路2

单片机复位时序图如图2.15所示：

图2.15 单片机复位时序图


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