本文概要介绍了EM78P458单片机的主要性能特点，并给出了该单片机的A/D转换器、脉宽调制器（PWM）和比较器的用法。
EM78P458是台湾义隆公司最新推出的一款高性能OTP单片机，除了具有其它EM78系列单片机的特点外，还增加了8路8位A/D转换器，2路脉宽调制器（PWM）和一个比较器，可以广泛应用在智能仪表、自动控制、家用电器等领域。下面主要介绍该单片机的特点以及A/D转换器、脉宽调制器和比较器的结构与用法。
1. EM78P458主要特点
EM78P458具有如下特点：
● 8路8位A/D转换器，其中2路可选择5级放大增益；
●2路脉宽调制输出，10位分辨率，可用作D/A转换器；
●1 个比较器，可产生中断，外接反馈电阻可构成运放；
●8级硬件堆栈，方便程序调用；
●6个中断源： 定时/计数器溢出中断； I/O口输入电平变化中断（从SLEEP方式唤醒时）； 外部中断； A/D转换完成中断； 比较器中断（结果为高）；PWM中断；
● 4096×13bit片内ROM，96×8bit RAM；
●工作电压：2.2～6.0V，工作频率：DC～16MHz；
● 功耗低：5V/4MHz 1.5mA；3V/32kHz 15 μA；SLEEP 1μA；
● 8 个I/O口输入电平变化产生中断唤醒SLEEP；
●I/O口可编程为上拉、下拉和集电极开路；
●16个双向I/O口，20引脚；
●速度快：99％为单指令周期，每条指令周期为2个时钟周期；
●电源上电检测器，检测电压为2.0±0.15V；
●8位定时/计数器，可8位预分频；
●片内看门狗计数器，可8位预分频；
●57条精简指令，易学易用。
2. 引脚介绍
EM78P458的引脚排列如图1所示，功能如下：
P50～P57：双向I/O口，P50可以编程为外部中断输入，P51、P52可编程为PWM1 和 PWM2，P53可以作为A/D转换器的参考电压端，P54兼作外部计数脉冲输入(TCC），P55、P56 和P57分别作为比较器的负输入、正输入和输出；
P60～P67：双向I/O口，可作为8路模拟信号输入。
3. A/D转换器与A/D转换
EM78P458的A/D转换器包括一个8位模拟开关，3个控制寄存器（ADCONR9，AD－CMP－CON/UICA0，GCON/IOC90），一个A/D结果寄存器（ADDATA/RA）。A/D转换器的原理框图如图2所示。
3.1 A/D转换器I/O口设置与控制寄存器
GCON寄存器各位如下 ：
7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
OP2E | OP1E | G42 | G41 | G40 | G12 | G11 | G10 |
OP2E：使能运放OP2，并把输入接到P64。当为0时关闭运放；为1时使能运放。
OP1E：使能运放OP1，并把输入接到P60。当为0时关闭运放；为1时使能运放。
G42～G40：选择OP2增益； 000～101 分别对应增益为1～32；
G12～G10：选择OP1增益； 000～101 分别对应增益为1～32。
3.2 A/D转换控制寄存器ADCON/R9
ADCON/R9寄存器各位如下 ：
BIT | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
SYMBOL | - | - | IOCS | ADRUN | ADPD | ADIS2 | ADIS1 | ADIS0 |
初始值 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
ADRUN：A/D转换开始位；当为1时，A/D转换开始，由软件置位；为0时，A/D转换结束，硬件自动清零。
ADPD：在睡眠方式进行A/D转换；当为1时，A/D转换正在进行；为0时，关闭参考电阻进入睡眠方式。
ADIS2～ADIS0：A/D转换通道选择，000～111分别对应AN1～AN8，只有在ADPD和 ADRUN为0时才可以改变通道。
3.3 定义P6口为模拟输入或数字I/O口寄存器
AD－CMP－CON/IOCA 0各位功能如下 ：
7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
VREFS | CE | COE | IMS2 | IMS1 | IMS0 | CKR1 | CKR0 |
VREFS：A/D转换参考电压选择；当为0时， A/D转换参考电压选择VDD；为1时， A/D转换参考电源接到P53/Vref。
CE：比较器控制位；当为0时，关闭比较器；为1时，使用比较器。
COE：比较器输出选择；当为定义的I/O为 0时，比较器用作运放（CE=1）；为1时，用作比较器（CE=1）。
IMS2～IMS1，选择模拟、数字I/O口，选择方式如下：
CKR1，CKR0：A/D转换周期选择；
00=1：4 （缺省值）
01=1：16
10=1：64
11=内部RC振荡周期
3.4 A/D转换步骤
(1) 通过设置AD－CMP－CON寄存器的IMS2～IMS0位来设置模拟输入口及参考电压；
(2) 设置ADCON0：
a) 选择A/D输入通道（ADIS2～ADIS0）；
b) 选择放大器放大比例（GCON寄存器）；
c) 定义A/D转换时钟（CKR1、CKR0）；
d) 置ADPD位为1开始采样；
(3) 关中断；
(4)置ADRUN位为1开始转换；
(5) 等待A/D转换中断（标志）；
(6)读A/D转换结果（ADDATA）；
(7) 清A/D转换中断标志，本次A/D转换结束。
下面举例说明A/D转换的过程：
；定义通用寄存器
R0 EQU 0
STATUS EQU 3
P5 EQU 5
P6 EQU 6
RF EQU 0X0F
；定义控制寄存器
IOC50 EQU 0X05
IOC60 EQU 0X06
CINT EQU 0X0F
；定义A/D控制寄存器
ADDATA EQU 0X0A
ADCONR EQU 0X
ADCONC EQU 0X0A
GCON EQU 0X
；位定义
ADRUN EQU 0X04
ADPD EQU 0X03
ORG 0
JMP INITIAL
ORG 0X08
（用户程序）
CLR RF ；清A/D转换完成中断标志
BS ADCONR，ADRUN ；开始下一次转换
RETI
INITIAL：
MOV A，@0BXXXX1XXX
IOW CINT ；使能A/D转换中断
MOV A,@0XXX
CONTW ；关中断
MOV A,@0X00
IOW ADCONC ；参考电压选VDD，P60输入，时钟Fosc/4
ENADC:
MOV A,@0BXXXXXXX1
IOW P6 ；定义P60为输入，其它I/O口待定
MOV A,@0B01000111
IOW GCON ；使能OP1（运放），增益32
BS ADCONR,ADPD ；关SLEEP
ENI ；关中断
BS ADCONR,ADRUN ；开始转换
POLLING:
JBC ADCONR,ADRUN
JMP POLLING ；等待转换完成，如开中断则不需要等待
(用户程序)
4. 脉宽调制输出(PWM)
EM78P458含有2路脉宽调制输出，每一路输出都可以达到10位分辨率。
4.1 PWM 周期（PRD1和PRD2）
脉宽调制的周期通过改写PRDX寄存器得到，当计数器TMRX等于PRDX时，将会发生如下动作：
TMRX 清零；
PWMX引脚被置为1；
脉宽调制的周期通过DT1/DT2送到DTL1/DTL2。
计算PWM周期的公式如下：
T=（PRDX＋1）×4×（1/Fosc）×（TMRX 预分频值）
4.2 占空比
占空比的设置改写DTX寄存器得到，下面给出计算占空比的公式：
P=DTX×（1/Fosc）×（TMRX 预分频值）
4.3 编程PWM 的步骤 (1)写入PWM周期到PRDX；
(2)写入PWM占空比到DTX；
(3)如果需要，使能PWM中断；
(4)设置PWM1/PWM2引脚为输出；
使能PWMX和TMRX，并设置TMRX的预分频比。
5. 比较器及其用法
EM78P458有一个比较器，可以用作唤醒SLEEP中的单片机。(图3所示)。
使用比较器时应注意以下事项：
● 外部参考电压必须在VDD和VSS之间，既可以接在CIN＋，也可以接在CIN－。
●比较器的输出结果保存在R3寄存器的CMPOUT位,可通过设置AD－CMPCON的COE位为1，使P57为输出；
●比较器上只要联接适当的反馈电阻即可作为运放来用；
● 使用比较器中断必须使能INTE和CMPIE，不论比较器输出方式如何，比较器中断都会发生。 比较器中断标志只能用软件清零；
● 比较器唤醒睡眠中的单片机： 如果使能比较器，则在睡眠方式下比较器也工作； 比较器反转，会将单片机从睡眠唤醒；
如果不用此功能，进入SLEEP前应将比较器关闭。 由于篇幅有限，本文仅对上述内容作简要阐述，有关EM78P458的其它内容如睡眠、中断、看门狗、复位、睡眠唤醒及电源上电检测器等，请参阅相关资料。
来源：61ic
作者：杨春燕
