FreescaleHC S 08系列微控制器概述

2021-09-02 05:46:07 字數 3301 閱讀 2492

freescale的08系列微控制器由於其穩定性高、開發周期短、成本低、型號多種多樣、相容性好而被廣泛應用。

介紹08系列微控制器的型別、基本結構,並從總體上闡述其效能特點。

主要內容有:在介紹08系列微控制器的命名規則和資源狀況的基礎上,分別以mc908gp32、mc9s08gb60及mc9rs08ka2為例講述hc08系列、hcs08系列及rs08系列微控制器的基本結構和特點。

了解這些基本知識,不僅可以為實際開發應用中的微控制器選型提供參考,也對後續章節的學習有很大的幫助。

以gp32為主要晶元闡述嵌入式系統基本硬體與軟體原理,2.2節討論的gp32引腳功能、硬體最小系統及gp32的儲存器框圖是重點掌握的內容。硬體最小系統是晶元執行的基本條件,應該對此有清晰的理解。對於gp32不具備的功能,本書將使用其他晶元進行闡述,但程式語言體系是相同的。 2.1 08系列微控制器簡介 目前,freescale的08系列微控制器主要有hc08、hcs08和rs08三種型別。hc08是2023年開始推出的產品,種類也比較多,針對不同場合的應用都可以選到合適的型號。hcs08是2023年左右推出的8位mcu,資源豐富,功耗低,價效比很高,是08系列微控制器的發展趨勢。hc08與hcs08的最大區別是除錯方法不同與最高頻率的變化。rs08是hcs08架構的簡化版本,於2023年推出,其核心體積比傳統的核心小30%,帶有精簡指令集,滿足使用者對體積更小、更加經濟高效的解決方案的需求。ram及flash空間大小差異、封裝形式不同、溫度範圍不同、頻率不同、i/o資源差異等形成了不同型號,為嵌入式應用產品的開發提供了豐富的選型。 2.1.1 freescale微控制器的命名規則 freescale微控制器的型號龐大,但同一系列的cpu是相同的,也就是說具有相同的指令系統,多種型號只是為了適用於不同的場合。為了方便實際應用時選型,需要了解freescale微控制器的命名方法,

其基本命名規則如下: хх   х     хх    хх   хх    х   хх

①指產品狀態。mc—fully qualified(合格);pc—product engineering(測試品)。在實際應用中,通常都是選用mc型別的產品。如mc908gp32、mc9s08gb60、mc9rs08ka2等。

②儲存器型別標誌。「無」表示片內帶rom或片內沒有程式儲存器;7表示片內帶eprom或一次可程式設計rom(otprom ,one time programmable rom);8表示片內帶eeprom;9表示片內帶快閃儲存器flash eeprom。

③晶元核心。如08表示hc08核心、s08表示hcs08核心、rs08表示rs08核心等。

④子系列型號標誌。如gp、gb、gz等。

⑤儲存器大小。如:2表示2kb、32表示32kb、60表示60kb等。

⑥工作溫度範圍標誌。「無」表示商用溫度範圍0~70℃;c表示-40~85℃;v表示-40~105℃;m表示-40~125℃。

⑦封裝標誌。如:p為雙列直插dip封裝。選用某款晶元製作電路板時要特別注意封裝形式。關於封裝的詳細資料,讀者可以參見附錄e。

特別說明:freescale hc08晶元以前命名中包含了「68hc」部分,如:mc908gp32晶元以前的名稱是mc68hc908gp32,在很多資料中對於hc08晶元都沿用了這種方法。

2.1.2 08系列微控制器資源簡介 freescale的08系列微控制器型號有一百多種。在這些不同型號的微控制器中,資源各不相同,即使是同一種型號的微控制器,也有多種封裝形式,其i/o引腳數目也不相同。如mc68hc908jb8就有20腳的dip、28腳的soic、44腳的qfp和20腳的soic四種封裝形式。表2-1表現了08系列微控制器的資源差異情況。

表2-1 08系列微控制器的資源差異情況表

從表2-1可以看出08系列微控制器內建資源差異很大,記憶體容量(ram)最大的達到4k位元組,而最少的只有48個位元組;最多的i/o引腳數有56個,最少的只有6個;快閃儲存器(flash)最大的達到了60k位元組,而最少的只有1.5k位元組。這種差異非常適合於各種不同的應用系統。例如:我們在開發乙個消防警報系統時選用資源相對較少的mc68hlc908qt2就滿足了系統要求;在開發乙個工業乙太網系統時就必須選用資源豐富的mc9s08gb60才能滿足系統要求。在實際應用開發過程中,選擇合適的微控制器是非常重要的。 hc08/s08/rs08系列mcu有很多態別,各種型別除了擁有08系列的共同特點外,又具有其自身的特點,可以滿足特定的實際需求,如表2-2所示。

2.2 hc08系列微控制器

hc08系列微控制器的基本結構大致相同,本節以mc908gp32微控制器為例介紹其基本結構,其cpu介紹參見第3章hc08 cpu部分的內容。通過瀏覽內部結構簡圖,可以了解mc908gp32微控制器的基本特性,目的是建立對hc08微控制器的總體印象。引腳功能按分類進行介紹,通過對引腳功能的學習,加深對mc908gp32微控制器功能的理解,為實際應用打下基礎。 2.2.1 mc908gp32微控制器的效能概述 mc908gp系列微控制器是hc08系列微控制器大家族中具有通用性的一族,mc908gp32是mc908gp系列中的乙個型號,mc908gp32微控制器具有三種封裝形式,它們分別為40腳、42腳、44腳。mc908gp32微控制器的主要特點概述如下:

②時鐘發生器模組,具有32khz晶振pll電路,可產生各種工作頻率;8mhz內部匯流排頻率。

③增強的hc05 cpu結構;16種定址方式(比hc05多8種);16位變址暫存器和堆疊指標;儲存器至儲存器資料傳送;快速8×8乘法指令;快速16/8除法指令;擴充套件的迴圈控制功能;bcd功能。

④33根通用i/o腳,包括26根多功能i/o腳和5或7根專用i/o腳;pta、ptc和ptd的輸入口有可選擇的上拉電阻;ptc0—ptc4有15ma吸流和放流能力,其他口有10ma吸流和放流能力 (總體驅動電流應小於150ma);所有口有最高5ma輸入電流保護功能。 ⑤增強型序列通訊口sci;序列外圍介面spi;兩個16位雙通道定時器介面模組(tim1和tim2),每個通道可選擇為輸入捕捉、輸出比較和pwm,其時鐘可分別選為內部時鐘的1、2、4、8、16、32和64的分頻值;帶時鐘預分頻的定時基模組有8種週期性實時中斷(1、4、16、256、512、1024、2048和4096hz),可在stop方式時使用外部32khz晶振週期性喚醒cpu;8位鍵盤喚醒口。 ⑥系統保護特性:計算機工作正常(cop)復位;低電壓檢測復位,可選為3v或5v操作;非法指令碼檢測復位;非法位址檢測復位。

⑦具有pdip40、sdip42和qfp44封裝形式。

⑧優化用於控制應用;優化支援c語言。 

2.2.2 內部結構簡圖與引腳功能

1.內部結構簡圖

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