高速單片機W77E58的特點及應用

　　一、前言

　　隨著電子技術的發展，單片機的功能日益強大，集成度日益提高，運行速度也越來越快。過去，需要擴展幾片外圍芯片才能實現的功能現在完全可以由單片機自己去實現，本文介紹的W77E58就是這樣一種具有許多功能的單片機。

　　W77E58是***華邦公司生產的與MCS51系列單片機兼容的可多次編程的快速微處理器，在它內部集成有32K的可重復編程的flash ROM、256字節的片內存儲器、1K的用MOVX指令訪問的SRAM、可編程的看門狗定時器、3個16位定時器、2個增強型的全雙工串行口、片內RC振蕩器、雙16位數據指針等諸多功能。在很多場合，幾乎不用擴展外圍芯片就能夠滿足系統要求，而且，由于它采用了全新設計的微處理器內核，去除多余的時鐘和存儲周期，因此，在相同的晶振頻率下，根據不同的指令類型，其運行速度一般比傳統8051系列快1.5到3倍，一般情況下，平均可達 2.5倍以上。另外，由于W77E58采用全靜態CMOS設計，能工作在低速晶振頻率下，因此，和普通的8051相比，若W77E58采用低速工作頻率，在相同的指令吞吐量下，W77E58的節電性能也將大大提高。

　　二、W77E58的特點及功能

　　1. 兼容性

　　77E58的指令功能完全兼容于80C52(包括對狀態位和標志位的影響)，只有一點不同的就是在普通80C52的指令系統中，沒有操作指令(op-code)A5H，而在W77 E58的指令系統中，增加了一條指令DEC DPTR(數據指針DPTR減一)，其操作指令 (op-code)為A5H。而且，W77E58也具有80C52的全部資源和功能，包括4個8位I /O口，3個16位定時器，全雙工串口，中斷源等。W77E58的增加的新功能都是用普通8052所保留的特殊功能寄存器實現的，不與普通80C52的資源產生任何沖突，因此，W77E58可以直接用在已設計好的80C52系統中使用，而為原有系統編寫的程序幾乎不做任何改動，系統就可正常工作，需要注意的只是由于新的高速內核所造成的指令執行時間的改變及訪問外部存儲器的讀寫速度的限制。W77E58的封裝也完全兼容于80C52，它所增加的與硬件有關的功能都是復用80C52的P1口，并且 W77E58 的44pin PLCC/QFP封裝比普通的8051多一組4位的I/O口。

　　2. 高速性

　　77E58的外部工作時鐘頻率可達40MHz，而且，由于W77E58采用了重新設計的微處理器內核，去除了多余的時鐘和存儲周期，運行速度大大提高，這不僅僅是運行晶振頻率的提高，而是將普通8051的每個機器周期(machine cycle)包含12個時鐘周期(clock period)縮減到每個機器周期包含4個時鐘周期，這樣，即使在相同的時鐘頻率下，根據不同的指令類型，其運行速度一般比傳統8051提高1. 5到3倍。因此，若程序中需要軟件定時，其執行時間須根據W77E58的指令的執行時間應重新計算，一般情況下，每一個機器周期有一次取指(包括操作碼和操作數)操作，由于在W77E58的256個操作碼指令中，有128個是單字節指令，因此，W77E58的指令有一半的執行時間只須一個機器周期，即4個時鐘周期。圖1以單周期指令為例說明了W77E58的指令的時序關系。

　　3. 中斷源

　　77E58除了具有80C52的6個中斷源外，又另外增加了6個中斷源，共有12個可定義兩種優先級的中斷源，每個中斷源都有獨立的中斷使能位、中斷優先權位、中斷標志位和中斷向量。但是，為了同80C32兼容，所有新增加的中斷的優先級都在原有中斷的優先級之后，其中斷優先級及中斷向量如下表1所示，除了同80C32有相同的兩個外部中斷INT0和INT1外，W77E58又增加了4個外部中斷INT2、INT3、I NT4、INT5。同80C32一樣，外部中斷INT0和INT1有邊沿觸發和電平觸發兩種觸發方式，當中斷被響應后，其中斷標志位由硬件自動清除;而外部中斷INT2到INT5 只有邊沿觸發方式，其中斷標志位可被獨立設為由硬件或軟件清除，缺省設置為由軟件清除，當然，用戶可根據需要通過修改相對應的特殊寄存器，將外部中斷 INT2到INT5設為由硬件清除中斷標志位。