飛思卡爾單片機教學(xué)

1、第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 1第三章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源 3-1 3-1 內(nèi)核結(jié)構(gòu)及引腳內(nèi)核結(jié)構(gòu)及引腳3-2 3-2 內(nèi)部寄存器內(nèi)部寄存器3-3 3-3 堆棧堆棧3-4 3-4 內(nèi)部存儲器內(nèi)部存儲器3-5 3-5 復(fù)位及時鐘復(fù)位及時鐘3-6 3-6 中斷中斷3-7 3-7 最小系統(tǒng)設(shè)計最小系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容提要內(nèi)容提要: :第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 2內(nèi)核結(jié)構(gòu)內(nèi)核結(jié)構(gòu)存儲器存儲器以MC9S12DP256為例 256K FLASH 12K RAM 4K EEPROMMC9S12DG128擁有128K的

2、FLASH，8K的RAM，2K的EEPROM。3-1 內(nèi)核結(jié)構(gòu)及引腳第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 3電壓調(diào)整模塊及相關(guān)引腳電壓調(diào)整模塊及相關(guān)引腳電壓調(diào)整模塊 給內(nèi)核供電2.5V VDD1/2和VSS1/2：內(nèi)核供電引腳，之間要接去耦電容VREGEN引腳上拉使能電壓調(diào)整模塊，VDD1/2，VDDPLL使用內(nèi)部2.5V電源VREGEN引腳接地 禁止模塊，VDD1/2，VDDPLL接外部2.5V電源VDDR、VSSR：電壓調(diào)整模塊及I/O供電，分別接電源和地，之間要接去耦電容第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 4時鐘和鎖相環(huán)及

3、相關(guān)引腳時鐘和鎖相環(huán)及相關(guān)引腳EXTAL、XTAL：接外部振蕩器RESET：接外部復(fù)位，低電平有效XFC：接鎖相環(huán)濾波電容VDDPLL、VSSPLL：鎖相環(huán)供電引腳。使能電壓調(diào)整模塊（ VREGEN 上拉）時，該引腳直接去耦電容。第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 5模式選擇及相關(guān)引腳模式選擇及相關(guān)引腳模式選擇和PORTE復(fù)用TEST：保留腳，接地XIRQ：非屏蔽中斷IRQ：可屏蔽中斷R/W：讀寫信號，指示總線上數(shù)據(jù)方向LSTRB：總線模式下低位字節(jié)（奇地址）選通ECLK：內(nèi)部總線時鐘輸出，一般在寬擴展模式下地址鎖存用BKGD（MODC）、MODB、MODA：

4、模式選擇NOACC/XCLKS：當(dāng)前外部總線操作無效第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 6模式選擇模式選擇第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 7地址數(shù)據(jù)總線地址數(shù)據(jù)總線PORTA和PORTB作為擴展模式下的數(shù)據(jù)和地址復(fù)用總線，尋址達(dá)到64K范圍窄模式下：PORTA為8位數(shù)據(jù)總線寬模式下：PORTA、PORTB為16位數(shù)據(jù)總線PTK為擴展存儲器超過64K時用，不擴展時作為普通I/O口。第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 8擴展窄模式地址線接法擴展窄模式地址線接法第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)

5、核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 9擴展寬模式地址線接法擴展寬模式地址線接法第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 10ATD模塊及相關(guān)引腳模塊及相關(guān)引腳VRH、VRL：參考高壓和參考低壓，一般接5V（隔離）和GND（單點共地）。VDDA、VSSA：A/D模塊電源引腳。AN0-AN7：模擬量輸入引腳，8個通道。作普通I/O時，只能輸入，不能輸出。第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 11定時器及相關(guān)引腳定時器及相關(guān)引腳IOC0-7： 輸入捕獲：捕獲外部有效邊沿 輸出比較：輸出一定寬度的脈沖作為普通I/O口時，為PORTT，輸入輸出

6、。第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 12SPI、PWM及相關(guān)引腳及相關(guān)引腳2個SPI口 MISO：主機輸入/從機輸出 MOSI：主機輸出/從機輸入 SCK：同步時鐘（主機提供，從機接受） SS：從機選擇（1-主機，0-從機）PWM0-7：PWM模塊8個通道作為普通I/O：PORTP第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 13異步串行口及相關(guān)引腳異步串行口及相關(guān)引腳2個SCI： RXD：數(shù)據(jù)接收 TXD：數(shù)據(jù)發(fā)送1個SPI1個BDLC4（5）個CAN：RXCAN接收、TXCAN發(fā)送作為普通I/O使用：PORTS，PORTM第第3章

7、章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 14中斷中斷I/O口口作為普通并行I/O口：PORTJ、PORTHPJ口和PH口可以作為中斷口：可選擇上升或者下降沿中斷；PJ6和PJ7與I2C和CAN4模塊復(fù)用引腳。（ I2C：SDA數(shù)據(jù)引腳、SCL時鐘引腳）第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 15電源引腳電源引腳*VDD1、2，VSS1、2：內(nèi)部邏輯供電*VDDPLL，VSSPLL：鎖相環(huán)供電*-使能電壓調(diào)整模塊（ VREGEN 上拉），該引腳直接去耦電容。VDDX，VSSX：I/O供電電源引腳VDDR，VSSR：電壓調(diào)整器及I/O供電電源引腳

8、VDDA，VSSA：A/D模塊供電電源引腳第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 163-2 內(nèi)部寄存器累加器A、B：保存操作數(shù)和操作結(jié)果，組成16位累加器D。變址寄存器X、Y：尋址操作、臨時數(shù)據(jù)、參與運算。堆棧指針SP：中斷、子程序調(diào)用，暫存數(shù)據(jù)。堆棧由高地址向低地址生成，棧頂為實棧頂。程序計數(shù)器PC ：存放下一條要執(zhí)行的指令地址。第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 17條件碼寄存器CCR：包括5個狀態(tài)指示器、兩個中斷屏蔽位、STOP指令控制位。1-CPU不可執(zhí)行STOP；0-反之1-屏蔽XIRQ中斷；0-反之1-產(chǎn)生了半進(jìn)位1

9、-屏蔽所有可屏蔽中斷1-運算結(jié)果有負(fù)數(shù)1-運算結(jié)果有01-運算結(jié)果溢出1-運算產(chǎn)生進(jìn)/借位第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 183-3 堆棧堆棧由高地址向低地址生成，SP總是指向最后進(jìn)入堆棧的一個字節(jié)實棧頂 壓棧時先調(diào)整堆棧指針（SP（SP1），后保存數(shù)據(jù)。 出棧時先彈出數(shù)據(jù)，后修改棧頂（SP（SP1）子程序調(diào)用時，程序返回地址自動壓棧、中斷響應(yīng)后，除斷點地址自動壓棧外，CPU寄存器Y、X、A、B、CCR也依次自動壓棧；執(zhí)行中斷返回指令時，斷點地址和CPU寄存器按照和入棧時相反的順序依次自動出棧。第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片

10、上資源 19棧區(qū)必須在程序開始部分在內(nèi)部RAM區(qū)指定，即SP的初始化。中斷進(jìn)棧舉例：執(zhí)行到$80F0處的程序時，CPU響應(yīng)中斷，且此時SP的內(nèi)容（棧頂）為$3F00，則SPSP自動壓棧的內(nèi)容和順序中斷返回時，自動出棧的內(nèi)容和順序第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 203-4 內(nèi)部存儲器基本內(nèi)存空間第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 21內(nèi)部寄存器內(nèi)部寄存器EEPROMRAM16KB固定固定Flash$3E16KB分頁分頁Flash$3016KB固定固定Flash$3F中斷向量區(qū)$0000$0400$1000$4000$8000

11、$C000$FF00$FFFF$30 $31$32 $33 $34$35 $36$37 $38 $39$3A$3B$3C$3D$3E$3FBlock3Block2Block1Block0由PPAGE寄存器（地址$30）決定某一頁在$8000$BFFF。 DP256片內(nèi)有256KFlash，分16頁，每頁16K，一般定位：$4000$7FFF 16K($3E) $C000$FF00 16K($3F)內(nèi)存以頁面方式擴展內(nèi)存以頁面方式擴展第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 22存儲器容量寄存器存儲器容量寄存器1寄存器空間為2KB0寄存器空間為1KB存儲器容量寄存器存

12、儲器容量寄存器0MEMSIZ0只讀只讀（默認(rèn)值由芯片的型號決定）詳見下頁表EEPROM空間分配000 KB012 KB104 KB118 KB例如：例如：DG128復(fù)位時復(fù)位時MEMSIZ0的值為的值為$13，即表示有，即表示有1KB的寄存器、的寄存器、2KB的的EEPROM、8KB的的RAM空間?？臻g。第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 23存儲器容量寄存器存儲器容量寄存器RAM_SW2-RAM_SW0：分配系統(tǒng)RAM存儲空間 第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 24寄存器區(qū)映射寄存器寄存器區(qū)映射寄存器INITRG指定內(nèi)部寄

13、存器區(qū)基址的高5位。則最小基址是$0000，最大基址為$7FFF(D7=0決定)。 使用時，一般定位在$0000開始的1K中。 因為前256個字節(jié)可以用直接地址（8 bit地址）訪問，如果定位在其它地方，應(yīng)用擴展地址（16 bit地址碼）訪問。第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 25RAM映射寄存器映射寄存器INITRM0=RAM和內(nèi)部地址空間最低端對齊1=RAM和內(nèi)部地址空間最高端對齊9S12DG128有8K RAM空間，默認(rèn)$0000$1FFF，若定位在$2000$3FFF，則INITRM值應(yīng)為$39。例：第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片

14、機的內(nèi)核及片上資源 26EEPROM映射寄存器映射寄存器INITEE0=禁用EEPROM1=使能EEPROM指定EEPROM基址的高5位。例：DG128有2K的EEPROM。若給INITEE賦值為$09，則EEPROM區(qū)域就是$0800$0FFF。第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 27存儲器優(yōu)先級存儲器優(yōu)先級上述三個寄存器INITRG、INITRM、INITEE負(fù)責(zé)將內(nèi)部資源重新映射若地址分配出現(xiàn)重疊，按優(yōu)先級自動屏蔽級別較低的資源存儲器分配優(yōu)先級：BDM ROM寄存器區(qū)RAMEEPROMFlash/ROM外部擴展存儲器高高低低第第3章章 MC9S12單片機

15、的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 283-5 復(fù)位及時鐘復(fù)位上電復(fù)位 單片機自動檢測VDD端的正跳變，啟動自動工作。外部復(fù)位 通過RESET引腳加一低電壓，拉低超過一定時間 后可實現(xiàn)復(fù)位?？撮T狗復(fù)位 幫助系統(tǒng)在軟件跑飛后自動復(fù)位。時鐘監(jiān)視器復(fù)位 利用內(nèi)部的RC電路來保證時鐘頻率滿足要求。第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 29振蕩器和時鐘電路振蕩器和時鐘電路EXTAL是外部時鐘輸入或石英振蕩放大器的輸入XTAL是石英振蕩放大器的輸出振蕩電路振蕩電路注：DG128可用串聯(lián)振蕩電路和并聯(lián)振蕩電路兩種連接方式。 9S12X系列單片機只可用并聯(lián)振蕩電路。串聯(lián)方式

16、（PE7引腳要拉低）并聯(lián)方式（PE7引腳要拉高）第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 30時鐘初始化寄存器共時鐘初始化寄存器共5個個（1）鎖相環(huán)控制寄存器（PLLCTL）鎖相環(huán)電路允許位1允許0禁止時鐘監(jiān)控允許位1允許0禁止注：其余各位的描述見教材49頁。第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 31（2）時鐘合成寄存器（SYNR）低6位有效，有效值063。（3）時鐘分頻寄存器（REFDV）低4位有效，有效值015。由鎖相環(huán)來產(chǎn)生時鐘頻率的公式：例如：選用16MHz的外部晶振，若將SYNR設(shè)為 2，REFDV設(shè)為1，通過公式計算可得

17、PLLCLK48MHz。第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 32鎖相環(huán)頻率鎖定標(biāo)志1表示時鐘頻率已穩(wěn)定，且鎖定了鎖相環(huán)頻率。（4）時鐘產(chǎn)生模塊的標(biāo)志寄存器CRGFLG注：其余各位的描述 見教材49頁和50頁。（5）時鐘選擇寄存器（CLKSEL）選定鎖相環(huán)1表示Bus ClockPLLCLK/20表示Bus ClockOSCCLK/2實時中斷標(biāo)志位1RTI發(fā)生了超時中斷，向該位寫1清除該中斷標(biāo)志位。第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 33PLL例子例子 CLKSEL=0 x00; /禁止PLL PLLCTL=0 xe1; /PL

18、L電路允許 SYNR=2;REFDV=1; /設(shè)置倍頻參數(shù) PLLCTL=0 x60; /時鐘監(jiān)控禁止 while(0=(CRGFLG&0 x08);/等待穩(wěn)定 CLKSEL=0 x80; /選擇PLL作為時鐘/若晶振為16M,則PLLCLK=2*16*3/2=48MHz,則總線頻率是24MHz第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 34實時中斷使能位1在RTIF置位時申請中斷0不申請來自于RTI模塊的中斷實時中斷實時中斷RTI相關(guān)寄存器相關(guān)寄存器（1）中斷使能寄存器（CRGINT）自給時鐘模式使能位1在SCMIF置位時申請中斷0不申請SCMLOC中斷鎖定

19、中斷使能位1在LOCKIF置位時申請中斷0不申請LOCK中斷注：RTIF、LOCKIF、SCMIF見CRGFLG寄存器。第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 35RTR6:4實時中斷預(yù)分頻選擇位RTR3:0實時中斷分頻系數(shù)選擇位時鐘源是外部振蕩器RTI超時周期設(shè)置參照表：（2）RTI控制寄存器（RTICTL）第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 36RTI程序舉例程序舉例RTICTL = 0 x7e;/4M/15*216 = 4HzCRGINT = 0 x80; / 中斷使能 得到大約每秒4次的中斷第第3章章 MC9S12單片機的

20、內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 37COP（看門狗）相關(guān)寄存器（看門狗）相關(guān)寄存器COP窗口模式位1看門狗復(fù)位的寫操作必須在看門狗溢出周期的最后1/4時間內(nèi)0看門狗復(fù)位的寫操作可以在整個溢出周期內(nèi)發(fā)生（1）COP控制寄存器（COPCTL）BDM模式下，1COP和RTI停止運行0COP和RTI繼續(xù)運行看門狗溢出周期選擇位（2）COP復(fù)位寄存器（ARMCTL）向該寄存器先寫$55，然后寫$AA即可復(fù)位看門狗。第第3章章 MC9S12單片機的內(nèi)核及片上資源單片機的內(nèi)核及片上資源 38軟件中斷（SWI）內(nèi)部中斷源非法指令陷阱內(nèi)部中斷源非屏蔽中斷（ ）外部中斷源 一次操作機會，打開后不能關(guān)閉?？善帘沃袛?除上面三種類型的，其余均為可屏蔽中斷。其 中 為外部中斷源，其余均為內(nèi)部中斷源。注：（1）每個可屏蔽中斷受兩層控制，一是全局中斷屏 蔽位，即CCR中的I位；二是各個中斷源相關(guān)的 本地控制位