HCS08单片机概貌及开发环境【freescale 单片机原理及应用】

Copyright©YangMing.2010.ElectronicsandInformationEngineeringDepartmentofHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaFreescale单片机原理及应用FreescaleHCS08单片机概貌及开发环境Copyright©YangMing.2010.ElectronicsandInformationEngineeringDepartmentofHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaSlide1Slide1FreescaleHCS08单片机概貌及开发环境••内容内容:嵌入式系统、MPU、单片机概念全球著名半导体公司单片机简介FreescaleHCS08单片机的CPU和存储器特点Freescale汇编程序设计Codewarrior开发软件的使用••目标目标:理解嵌入式系统、MPU、MCU之间关系会利用网络搜集资料了解MCU选型原则掌握FreescaleHCS08MCU内部的CPU寄存器、存储器特点和用法掌握HCS08汇编程序完整框架，学会安装、使用Codewarrior软件Copyright©YangMing.2010.ElectronicsandInformationEngineeringDepartmentofHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaSlide21.1嵌入式系统概述嵌入式系统(Embeddedsystem)是当今昀热门的概念之一，然而到底什么是嵌入式系统呢?嵌入式系统具有什么特点?嵌入式系统的架构又是什么?它和我们熟悉的PC系统的不同之处又在哪里？MCU、单片机、MPU等术语大家也常听说，它们到底是何含义?和嵌入式系统又有什么联系?计算机的分类嵌入式系统的主要应用领域什么是嵌入式系统嵌入式系统的特点嵌入式系统的架构嵌入式处理器的分类嵌入式系统硬件和PC硬件之比较Copyright©YangMing.2010.ElectronicsandInformationEngineeringDepartmentofHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaSlide31.1嵌入式系统概述计算机的分类以往我们按照计算机的体系结构、运算速度、结构规模、适用领域，将其分为大型计算机、中型机、小型机和微型机，并以此来组织学科和产业分工，这种分类沿袭了约40年。近10年来随着计算机技术的迅速发展，实际情况发生了根本性的变化，例如70年代末定义的微型计算机演变出来的个人计算机（PC），如今已经占据了全球计算机工业的90%市场，其处理速度也超过了当年大、中型机的定义。随着计算机技术和产品对其它行业的广泛渗透，以应用为中心的分类方法变得更为切合实际，也就是按计算机的嵌入式应用和非嵌入式应用将其分为嵌入式计算机和通用计算机。通用计算机具有计算机的标准形态，通过装配不同的应用软件，以类似面目出现并应用在社会的各个方面，其典型产品为PC；而嵌入式计算机则是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统中。Copyright©YangMing.2010.ElectronicsandInformationEngineeringDepartmentofHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaSlide41.1嵌入式系统概述计算机的分类通用计算机具有计算机的标准形态，通过装配不同的应用软件，以类似面目出现并应用在社会的各个方面，其典型产品为PC。Copyright©YangMing.2010.ElectronicsandInformationEngineeringDepartmentofHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaSlide51.1嵌入式系统概述计算机的分类除了PC之外，嵌入式系统无处不在–消费电子：PDA、手机、MP3、MP4、数码相机–家电：数字电视、空调、冰箱、微波炉、机顶盒–汽车电子、医疗器械–网络设备、通信设备–机器人–…Copyright©YangMing.2010.ElectronicsandInformationEngineeringDepartmentofHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaSlide61.1嵌入式系统概述计算机的分类除了PC之外，嵌入式系统无处不在–消费电子：PDA、手机、MP3、MP4、数码相机–家电：数字电视、空调、冰箱、微波炉、机顶盒–汽车电子、医疗器械–网络设备、通信设备–机器人–…Copyright©YangMing.2010.ElectronicsandInformationEngineeringDepartmentofHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaSlide71.1嵌入式系统概述计算机的分类除了PC之外，嵌入式系统无处不在–消费电子：PDA、手机、MP3、MP4、数码相机–家电：数字电视、空调、冰箱、微波炉、机顶盒–汽车电子、医疗器械–网络设备、通信设备–机器人–…13Februry2007Copyright©YangMing.2010.ElectronicsandInformationEngineeringDepartmentofHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaSlide81.1嵌入式系统概述什么是嵌入式系统(EmbeddedSystems)?IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义–嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”（原文为devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipmentmachineryorplants)。–可以看出此定义是从应用上考虑的，嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机电等附属装置。一般定义–嵌入式系统是指以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪，对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。是将应用程序和操作系统与计算机硬件集成在一起的系统。Copyright©YangMing.2010.ElectronicsandInformationEngineeringDepartmentofHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaSlide91.1嵌入式系统概述嵌入式系统的特点专用性强–嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植，即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。系统内核小–由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。比如ENEA公司的OSE分布式系统，内核只有5KB，而Windows的内核则要大得多。系统精简–嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分，不要求其功能的设计及实现过于复杂，这样一方面利于控制系统成本，同时也利于实现系统安全。Copyright©YangMing.2010.ElectronicsandInformationEngineeringDepartmentofHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaSlide101.1嵌入式系统概述嵌入式系统的特点实时性高–高实时性的操作系统软件是嵌入式软件的基本要求。而且软件要求固化存储，以提高速度。软件代码要求高质量和高可靠性。使用多任务的操作系统–嵌入式软件开发要想走向标准化，就必须使用多任务的操作系统。嵌入式系统的应用程序可以没有操作系统而直接在芯片上运行；但是为了合理地调度多任务，利用系统资源、系统函数以及专家库函数接口，用户可以自行选配RTOS(Real-TimeOperatingSystem)开发平台，这样能保证程序执行的实时性、可靠性，并减少开发时间，保障软件质量。嵌入式系统开发需要专门的开发工具和环境–开发时往往有主机和目标机的概念，主机用于程序的开发，目标机作为昀后的执行机，开发时需要交替结合进行。Copyright©YangMing.2010.ElectronicsandInformationEngineeringDepartmentofHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaSlide111.1嵌入式系统概述嵌入式系统的架构一般而言，整个嵌入式系统的体系结构可以分成四个部分：嵌入式处理器、嵌入式外围设备、嵌入式操作系统和嵌入式应用软件。嵌入式应用软件嵌入式操作系统嵌入式外围设备嵌入式处理器嵌入式硬件平台嵌入式处理器FLASHRS232RAM网口EPROM专用外围设备嵌入式系统的硬件核心部件是嵌入式处理器。据不完全统计，全世界嵌入式处理器的品种数量已经超过1000多种，流行体系结构有30多个。Copyright©YangMing.2010.ElectronicsandInformationEngineeringDepartmentofHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaSlide121.1嵌入式系统概述嵌入式处理器的分类一般可以将嵌入式处理器分成4类：–嵌入式微处理器(MicroProcessorUnit，MPU)–嵌入式微控制器(MicroControllerUnit，MCU)–嵌入式DSP处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)–嵌入式片上系统(SystemOnChip，SOC)嵌入式微控制器(MCU)嵌入式DSP处理器(DSP)嵌入式微处理器(MPU)嵌入式片上系统(SystemOnChip)嵌入式处理器Copyright©YangMing.2010.ElectronicsandInformationEngineeringDepartmentofHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaSlide131.1嵌入式系统概述嵌入式处理器的分类嵌入式微处理器(MicroProcessorUnit，MPU)–嵌入式微处理器是由通用计算机中的CPU演变而来的。它的特征是具有32位以上的处理器，具有较高的性能，当然其价格也相应较高。但与计算机处理器不同的是，在实际嵌入式应用中，它只保留与嵌入式应用紧密相关的功能硬件，去除其他的冗余功能部分，这样就以昀低的功耗和资源实现了嵌入式应用的特殊要求。与工业控制计算机相比，嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点。目前主要的嵌入式处理器类型有386EX、SC一400、PowerPc、68000、MIPS、ARM／StrongARM系列等。其中ARM／StrongARM是专为手持设备开发的嵌入式