FreescaleHC(s)08系列单片机概述

《嵌入式技术基础与实践》1第二章FreescaleHC08/S08系列单片机概述主要内容2.108系列单片机简介2.2HC08系列单片机2.3HCS08系列单片机2.4RS08系列单片机2.5进一步讨论《嵌入式技术基础与实践》22.108系列单片机简介Freescale的08系列单片机主要有HC08、HCS08和RS08三种类型。HC08推出比较早，种类也比较多，针对不同的场合都可以选到合适的型号。HCS08是最近推出的新型的08系列单片机，性价比很高，是08系列单片机的发展趋势。RS08是HCS08架构的简化版，其内核体积小，带有精简指令集、满足用户对体积更小、更加经济高效地解决方案的需求。《嵌入式技术基础与实践》32.1.1Freescale单片机，基本命名规则①指产品状态②存储器类型标志。③芯片内核。④型号标志。⑤存储器大小。⑥工作温度范围标志。⑦封装标志。特别说明：FreescaleHC08芯片以前命名中包含了“68HC”部分，如：MC908GP32芯片以前的名称是MC68HC908GP32，在很多资料中对于HC08芯片都沿用了这种方法。хххххххххххх①②③④⑤⑥⑦《嵌入式技术基础与实践》42.1.208系列单片机资源简介08系列单片机内置资源的差异很大（见表１）《嵌入式技术基础与实践》52.2HC08系列单片机本节以MC908GP32单片机为例，介绍HC08系列单片机的基本结构。了解MC68HC908GP32单片机的性能浏览内部结构简图学习引脚功能理解GP32存储器组织《嵌入式技术基础与实践》62.2.1MC68HC908GP32单片机性能概述MC68HC908GP32有40脚、42脚、44脚三种封装形式；MC68HC908GP32的主要特点概述如下：512B片内RAM；32K片内Flash程序存储器，具有在线编程能力和保密功能时钟发生器模块，具有32KHz晶振PLL电路,可产生各种工作频率；8MHz内部总线频率增强的HC05CPU结构；16种寻址方式(比HC05多8种)；16位变址寄存器和堆栈指针；存储器至存储器数据传送；快速8×8乘法指令；快速16/8除法指令；扩展的循环控制功能；BCD功能33根通用I/O脚，包括26根多功能I/O脚和5或7根专用I/O脚；PTA、PTC和PTD的输入口有可选择的上拉电阻；PTC0—PTC4有15mA吸流和放流能《嵌入式技术基础与实践》7力，其他口有10mA吸流和放流能力(总体驱动电流应小于150mA)；所有口有最高5mA输入电流保护功能增强型串行通讯口SCI；串行外围接口SPI；两个16位双通道定时器接口模块(TIM1和TIM2)，每个通道可选择为输入捕捉、输出比较和PWM，其时钟可分别选为内部时钟的1、2、4、8、6、32和64的分频值；带时钟预分频的定时基模块有8种周期性实时中断(1、4、16、256、512、1024、2048和4096Hz)，可在STOP方式时使用外部32KHz晶振周期性唤醒CPU；8位键盘唤醒口。系统保护特性：计算机工作正常(COP)复位；低电压检测复位，可选为3V或5V操作；非法指令码检测复位；非法地址检测复位。具有PDIP40、SDIP42和QFP44封装形式。优化用于控制应用；优化支持C语言。《嵌入式技术基础与实践》82.2.2内部结构简图与引脚功能PTA7/→GP32内部有以下主要部分CPU08存储器定时接口模块定时基模块看门狗模块并行I/O接口串行通信接口SCI串行外设接口SPI断点模块A/D转换模块键盘中断模块时钟发生模块及锁相环电路低电压禁止模块复位与中断模块监控模块MON系统设置模块《嵌入式技术基础与实践》9MC908GP32结构框图（44Pin）『图1』《嵌入式技术基础与实践》10•电源类引脚•控制类引脚•I/O类引脚•其它GP32单片机的引脚功能《嵌入式技术基础与实践》112.2.3GP32最小系统硬件结构，但仅有一个MCU是无法工作的，它必须与上节讲述了以MC908GP32单片机为原型的HC08系列MCU的其他相应的外围电路一起，才能构成一个最小系统。《嵌入式技术基础与实践》12MC908GP32芯片(以40脚封装为例)最小系统的外围支撑电路包括电源与滤波电路、晶振电路和复位电路，其中各个部分的功能如下：电源供给与滤波晶振电路复位电路《嵌入式技术基础与实践》132.2.4GP32存储器组织CPU08可寻址64K地址空间，地址范围是$0000～$FFFF，在寻址范围内分成多个不同区段，每个区段的作用不同。MC68HC908GP32单片机的存储器组织及地址分配见[表2]《嵌入式技术基础与实践》14RAM区域及其作用RAM的地址范围：$0040～$023F，共512字节。这个区域既是用户RAM，也是堆栈RAM。空间较小，必须合理安排初始堆栈指针和用户数据。有192字节的RAM属于第0页，范围：$0040～$00FF，第0页寻址方便。复位时SP=$00FF。实际编程时，堆栈使用的地址空间是$023F→更低地址方向，用户数据使用的地址空间是$0040→更高地址方向。要给堆栈留有足够的空间，否则运行时可能产生错误。《嵌入式技术基础与实践》15映像寄存器名及简明含义所谓映像寄存器，是指那些通过存储器地址访问的寄存器。要通过其“名”来使用它们，必须用伪指令定义它们所占用的实际地址与“名“的对应。《嵌入式技术基础与实践》162.3HCS08系列单片机作为Freescale最新的8位MCU，HCS08系列MCU是高性能与低功耗的完美结合，其性能可与许多16位MCU相当。HCS08更适合低功耗、高性能的应用，如便携式电子产品。HCS08是HC08系列的一个有益补充。《嵌入式技术基础与实践》172.3.1HCS08系列MCU的基本特征HCS08系列MCU的基本特征多种低功耗模式更高的工作频率具有可编程的片内时钟发生器新一代的闪存技术集成片上调试器资源丰富《嵌入式技术基础与实践》182.3.2GB60内部结构简图与引脚功能GB60内部有以下主要部分：HCS08内核HCS08系统控制模块存储器时钟发生器A/D转换模块电压调节模块调试模块DBG8位键盘中断模块IIC模块串行通信接口SCI1串行通信接口SCI2定时接口模块TIM1定时接口模块TIM2串行外设接口SPI《嵌入式技术基础与实践》19GB60内部结构简图《嵌入式技术基础与实践》20引脚功能引脚功能分类：①电源类引脚②控制类引脚③I/O类引脚《嵌入式技术基础与实践》212.3.3GB60存储器组织RAM区域GB60的内存RAM区达到4KB，其地址范围是：$0080～$107FFLASH区域GB60有两个FLASH区域：$1080～$17FF之间的1920字节$182C～$FFFF之间的59348字节寄存器映象直接页寄存器：$0000～$007F高端页寄存器：$1800～$182B非易失性寄存器：$FFB0～$FFBFGB60存储映象表back$0000~$007F128字节的直接页寄存器区$0080~$107F4096字节的RAM区$1080~$17FF1920字节FLASH区$1800~$182B高端页寄存器区$182C~$FEEF59348字节FLASH区$FEB0~$FFBF16字节非易失性寄存器区$FFC0~$FFFF64字节Flash向量区《嵌入式技术基础与实践》222.4RS08系列单片机2.4.1RS08系列MCU的基本特征1、与S08的兼容性2、针对低端应用小容量内存的特别优化3、针对低端应用模块的优化《嵌入式技术基础与实践》232.4.2MC9RS08KA2的内部结构简图与引脚功能1．MC9RS08KA2单片机的内部结构简图《嵌入式技术基础与实践》24(1)电源类引脚VDD、VSS(3脚、4脚)：电源供给端。(2)控制类引脚(1脚)：外部低电平有效复位输入或输出脚。(3)I/O类引脚2．KA2单片机的引脚功能《嵌入式技术基础与实践》252.4.3KA2存储器组织RAM区域16字节的快速RAM区、48字节的普通RAM区。Flash区域2044字节Flash空间。寄存器区域①放置在内存区域的X寄存器；②经常使用的寄存器；③页选择寄存器；④高端页寄存器。KA2的存储映像图和HC08、HCS08的差异：①不具备中断向量区；②X寄存器不是在CPU内部，而是放置在内存区；③对存储器访问增加了分页机制。《嵌入式技术基础与实践》262.5进一步讨论2.5.1内存大、小端排序问题对于需要多于8位的数据，为其分配一组连续的存储空间，字节排序有两种方式：小端(littleendian)和大端(bigendian)。所谓大端是指高字节存储在低的地址中，而低字节则存在高地址中；小端则恰好相反。例如：将0x1234写入到以0x0000开始的内存中，则结果为：地址大端方式小端方式0x00000x120x340x00010x340x12《嵌入式技术基础与实践》272.5.2嵌入式系统MCU的选择问题在一个系统中使用什么样的嵌入式处理器内核主要取决于应用的领域、用户的需求、成本问题、开发的难易程度、芯片的购买途径等因素。从技术角度来看应遵循下列原则：(1)合理的ROM和RAM空间(2)合适的片上子系统(模块)(3)是否具有理想的开发工具支持