一、8098结构原理
1.8098芯片功能：8098是MCS－96系列单片微控制器（简称单片机）之一，它是美国英特尔（Intel）公司在1988年推出的，具有准16位微控制器的功能，即外部数据总线为8位而软件上又与16位计算机相兼容。经过改进的8098芯片，既能工作在准16位状态，又能工作在真16位状态。图1是8098的内部原理框图。8098内部有两条总线，一条是16位的D总线，另一条是8位的A总线。高速输入和高速输出口，A／D（带取样保持电路）转换器，两个定时器（T1和T2）和一个监督定时器（俗称看门狗电路）、双向串行通信口（带波特率发生器）、脉宽调制器（可作D／A的PWM电路）等都通过16位的 D总线与内部CPU相联，这样就能保证快速传送数据，从而加快数据的处理速度。而内部CPU又用一条8位的A总线与存储控制器相联，使得外部数据总线可设定为8位，从而降低应用系统的价格和便于使用。
2.8098这个子系列的芯片有三种型号：8098／8398／8798。8398是内部带有8k字节ROM的版本，8798是内部带有8k字节EPROM的版本。它们都是采用48脚双列直插封装，8O98的引脚功能见图2。下面对各引脚功能作些介绍：
VCC：主电源（＋5V）。
VSS：数字地。8098共有两个VSS引脚，它们都必须接地。
VPD：RAM后备电源接入端。在正常操作时，VPD应与VCC等电位。如果VPD接在后备电源上，若在VCC下降到规定值之前使RESET-有效，则8098片内寄存器阵列顶部的16个字节中的内容就会保持不变。在掉电期间RESET-应一直保持低电平，直到VCC恢复到规定范围内且振荡器达到稳定时为止。
VREF：片内A／D转换器的参考电压，它也是A／D转换器模拟部分的电源电压以及读PO口操作所需的逻辑电压。
ANGND：A／D转换器的参考地，还常应与VSS等电位。
VPP：EPROM版本芯片的编程电压端。
XTAL1：片内振荡器中反相器的输入端，也是片内时钟发生器的输入端，通常接外部晶振。
XTAL2：片内振荡器中反相器的输出端，通常接外部晶振。
RESET-：复位信号输入端。
EA-：存储器选择端。当EA-=1， CPU寻址存储器2000H～3FFFH空间时，访问的是片内ROM／EPROM；当EA-=0时，则访问外部存储器。此引脚内部有下拉电阻，若外部悬空，它就保持低电平。
ALE／ADV-：地址锁存允许（ALE）或地址有效输出（ADV-）信号端，可由CCR寄存器来选择它的功能。两者都提供了一个锁存信号，以便地址从地址／数据复用总线中分离出来。当选择ADV-功能时，在总线周期结束时，此引脚变高。ADV-可作为外部存储器的片选信号，ALE／ADV-仅在访问外部存储器时才有效。
RD-：对外部存储器的读信号。
WR-：对外部存储器的写信号。
READY：准备就绪信号，用来延长对外部存储器的访问时间，以便与慢速或动态存储器接口，它也可以用于总线共享，总线周期最长可延长至1μs。当不使用外部存储器时，此信号无效。通过CCR寄存器可控制插入到总线周期内的等待状态数。此引脚内部有微弱的上拉电路，当外部悬空时，此引脚为高电平。
HSI：高速输入部件的信号输入端。共有4个HSI输入端：HSI．0、HSI．1、HSI．2、HSI．3，其中HSI.2和HSI．3与HSO部件共用引脚。
HSO：高速输出部件的信号输出端。共有6个HSO输出端：HSO．0～HSO．5，其中HSO．4和HSO．5与HSI部件共用引脚。
PO口： 4位高阻抗输入口，这些引脚既可作为数字输入口，也可作为A／D转换器的模拟信号输入端（ACH4～ACH7）。
P2口： 4位多功能口，它们除了可作标准的I／O口外，还可作特殊功能口使用。
P3和P4口：具有漏极开路输出的8位双向口，这些口作为多路复用地址／数据总线和地址总线用，它们内部具有很强的上拉电路。
3.地址空间：8098可寻址的地址空间为64k字节，无论是RAM、ROM或I／O口都安排在这64k字节的空间内，这一点与MCS－51或MCS－48系列芯片是不一样的。8098对地址空间的分配和使用，有些特殊的规定和限制，故使用者在使用8098芯片时，应特别注意这一点。8098的复位入口是2080H，而不是0000H。在8098能操作的64k字节的空间内，地址：0000H～00FFH和1FFEH～2080H的空间具有特殊用途，使用者不要将应用程序或I／O口安排在这些地址范围内。而其它空间则可任意安排RAM、ROM或I／O，8098的地址空间分配见图3。
（l）内部RAM：RALU可对内部00H～0FFH任何一个单元进行操作，但其中00H～17H这24个单元是特殊功能寄存器。18H和19H这两个单元是用作堆栈指示器使用，当然这两个单元如果不作为栈指针使用的话，也可作为普通RAM使用。8098内部的还有230个通用寄存器，这230个通用寄存器的每一个都具有8031内A寄存器的功能，8098的ALU能对任何一种寄存器单元进行数据操作，能够在这些寄存器中直接处理数据，省去了数据向累加器移进移出的过程，也就是说避免了瓶颈效应，从而明显地改善了程序运行的速度。8098内部RAM区顶部的0F0H～0FFH这16个字节的单元，具有掉电保护功能，如果在引脚VPD上接入合适的供电电源，那么当主电源关断时，0F0H～0FFH之中保持的数据不会丢失。
（2）特殊功能寄存器：8098内部的各个功能部件可通过SFR（特殊功能寄存器）操作，大多数SFR具有两种功能，读和写时其用途不同。
（3）内部ROM／EPROM：8398／8798这种版本的芯片内部含有8k字节的ROM／E－PROM，它们占用地址空间2000H～3FFFH。如果EA-这个引脚与VCC相联（接高电位），则8098在2000H～3FFFH范围内取数据或指令时，就会从内部ROM／EPROM中读取。如果EA-引脚与VSS相联（接低电位），那么就从片外的地址空间中读取。
（4）保留和特殊存储单元：当使用内部ROM／EPROM时，在8098的地址空间内有一些单元是暂不允许使用的，这些单元必须被置为OFFH状态，以保证现有的芯片与将来其它版本芯片在软件上的兼容性。8098的复位入口不是0000H单元，而是2080H单元，这一点与MCS—51系列芯片是不同的，MCS－51系列芯片的复位入口是0000H单元。8098进入中断入口的方式与8031不一样，8031的中断有固定的入口而8098则是将中断服务程序的入口地址填入到中断向量地址单元中，中断时就直接转到中断服务程序的入口。
4．总线方式： 8098可对外部总线的工作方式进行设定，以满足不同工作环境的需要。总线工作方式是由芯片设置寄存器（CCR）决定的，而CCR之中的内容又是由2018H这个单元的内容决定的。CCR是一个特殊的专用寄存器，它不属于内部RAM中的寄存器，故系统在正常工作时，操作者无法用软件更改CCR之中的内容。而只有在复位时，8098自动将2018H单元的内容读入到CCR之中，这时芯片就进入由2018H单元所决定的总线方式之中。
（1）总线控制方式：通常设定CCR．2和CCR.3可使8098的总线工作在4种不同的方式。为了减少外部硬件的接线，ALE和WR-这两个控制信号线都被赋予了双重功能。
①标准总线方式：CCR．2和CCR．3都被置成1时，当地址信号被送上总线时，ALE引脚将随着地址信号被送上总线而上升，ALE引脚保持一段高电平后又下降，ALE的下降沿可作为外部地址的锁存信号，以便将低8位地址锁存在外部地址锁存器之中。
②地址有效选通方式：如果将CCR．3置为0，当地址被送上外部总线时，ADV-就立即下降，并一直保持到这个总线周期结束时才又上升为高电平，这时ADV-可作为外部存储器的片选信号。
③写选通方式：8098可改变WR-信号的下降沿的位置，如果将CCR．2置成0，则会使WR-信号宽度变窄，使WR-在下降之前，被送上总线的数据信号，有一段稳定的时间。这一点对于那些采用下降沿作融发信号的锁存器是很有用的，因为在标准方式时，输出数据有效的同时，WR-信号便开始下降，这对那些采用下降沿作为触发信号的器件来说，可能会出现工作不正常的现象。
④地址有效与写选通方式：如果将CCR．2和CCR．3同置成0的话，则地址有效选通方式和写选通方式会同时有效。
（2）等待就绪时间的控制：为了便于与各种速度不同的芯片相联结，8098可提供4种不同的就绪等待方式供选择，这些方式是由CCR．4和CCR．5内的值决定的。如果设置有等待周期，当READY信号为低电平时，8098就会自动插入等待周期，一直到READY信号变高，或插入的等待周期数达到设定的值为止。
8098准备就绪的这一功能，使得快速的8098芯片很方便地与各种不同速度的外围芯片联接，在实际使用时，可将外围芯片的OE-（输出允许信号）连到8098的READY端，当8098对外部慢速器件操作时，就会自动插入所设定的等待周期。
（3）内部ROM／EPROM内容的保密
8398／8798能对内部8k字节的ROM／EPROM的读写进行加保密锁，一旦将保密方式写入，便不能非法对ROM／E－PROM进行读写操作。但是对于知道存在2020H～202FH单元之中密码的操作者又能读出ROM／EPROM之中的内容，以便能对芯片中的ROM／EPROM进行校验。
操作者要想读出内部ROM／EPROM中的内容，就必须在片外存储单元4020H～402FH单元之中存入与片内2020H～202FH单元完全一样的16字节密码。芯片首先要核对密码，相符时，芯片就把片内存储器中的内容转储到片外1000H～11FFH单元之中，片内ROM／EPROM中的内容传送到4000H～5FFFH单元之中。如果在核对密码时，发现两者不完全相符，芯片将自动无休止地执行内部循环程序。
5．输入输出口：8098有4组I／O口，其中有些是双向 I／O口，有些口还具有复用功能。8098有一组特殊的 I／O口，那就是高速输入输出口（HSI和HSO）。
（1）PO口：PO口是输入口，它既能作数字信号的输入口，也能作为模拟信号的输入口。PO口只有4根引线（P 0.4～P0.7）。在8098这种版本的芯片中没有设置P1口，但在MCS96系列中有些芯片设置有P1口。
（2）P2口：P2口是一个多功能口。
（3）P3和P4口，这两组都是8位口，它们在8O98芯片中是作为外部总线使用的。在8398／8798芯片中它们既能作普通I／O口使用，又可作外部总线使用。当P3和P4作普通口使用时，EA-必须接到高电平且P3和P4作输出口时，需先将与其对应的寄存器置1，也就是先将1FFEH或1FFFH之中对应的单元置1。
（4）8098还具有一组特殊功能的I／O口，即HSI（高速输入）和 HSO（高速输出）口，它们能在没有CPU的干预的情况下，自动高速完成事先设置的输入输出工作，关于HSI和HSO后面还要详细介绍。
6.输入输出口控制寄存器：
（l）在8098芯片内设有2个输入输出控制寄存器（IOC0和IOC1）。IOC0的地址是15H，I0C0用来控制定时器T2以及HSI引脚。通过置位或清除IOC0中的有关位，可允许或禁止将HSI引脚的状态送入到HSI单元之中。IOC0中有关位的状态也可启动和复位定时T2。IOC0是一个只写寄存器，只能对它写入，写入的数据是不能读出的。IOC1的地址是16H，与IOC0一样它也是一个只写寄存器。
（2）在8098内还设有2个输入输出口的状态寄存器（IOS0和IOS1）。IOS0的地址是15H，它是一个只读寄存器，它是用来指示HSO部件的工作状态。IOS1的地址是16H，它也是一个只读寄存器，用来指示定时器和HSI部件的工作状态。应该指出的是，无论直接或间接读进IOS1都会将定时器溢出标志位清零，即清IOS1.0～IOS1.5位。例如：LD AL，IOS1和JBS，IOS1.3．SOMEWHERE都会清零IOS1的0～5位。解决这个问题的办法是，用一个寄存器单元来保存IOS1中的值，即作为IOS1的映像寄存器。任何时候出现一个硬件定时器中断或HSO软件定时器中断时，就用如下指令更新映像寄存器之中的内容：ORBIOS－IMGE，IOS1。这时IOS1的映像寄存器就保存了IOS1寄存器里以前设置的所有标志和因读操作而丢失的新标志。（未完待续）（朱小华 陈尚品 梁建国）