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1、 第二章Freescale单片机概述 2 1Freescale单片机发展历程 2 2Freescale8位单片机 2 3Freescale16位单片机 2 4Freescale32位单片机 内容提要 2 1Freescale单片机发展历程 Freescale公司单片机的发展演变概况 2 2Freescale8位单片机 主流的8位单片机中 主要有3个系列 MC68HC08MC68HCS08MC68RS08分别是CPU08 S08和RS08内核 RS08 HC08 HCS08 简化的S08低成本 小封装 通用 型号广泛 高性能低功耗 MC68HC08系列MC68HC08系列单片机采用CPU08内核
2、 于1999年中期推出 以逐步实现MC68HC05各系列产品的升级换代 MC68HC08系列单片机包含十几个系列 一百多个型号 所有型号的单片机都集成了看门狗模块 定时器都是16位的 且具有输入捕捉 输出比较和脉宽调制功能 内含系统集成模块 SystemIntegrationModule SIM 它是协调CPU与各模块时序关系的系统级控制器 主要实现时钟控制系统 复位控制系统和中断控制系统 1 带液晶驱动的MC68HC908LJ LK系列单片机2 彩色液晶监视器控制的MC68HC908LD60 MC68HC908LD64它们可产生液晶监视器用的行同步信号和场同步信号 极性探测与控制信号等 3
3、带CAN总线接口的GZ系列和AZ系列带有SCI 异步串行通信接口 SPI 同步串行通信接口 和CAN 控制器局域网 串行通讯总线接口 4 带USB模块的MC68HC908JB JG JT JW LD BD等系列5 用于电机变频控制的MC68HC908MR8 16 32内带有6路12位的脉宽调制模块PWM 可设定为中心对齐或边沿对齐方式 用于交流电动机 直流无刷电动机和开关磁阻电动机等的控制 6 带无线发射功能的MC68HC908RF2 MC68HCS08系列MC68HCS08系列单片机采用了比CPU08速度快的S08内核 有多种电压管理模式 包括具有20nA的power down模式 采用 零
4、组件 设计 实现MCU从 STOP 模式的自动启动 电流可降到0 7mA 工作电压为2 1V时 CPU和总线速率最高分别可达40MHz与20MHz 工作电压为1 8V时 CPU和总线的最高速率分别为16MHz和8MHz 第三代0 25 m的Flash技术 提供应用程序的重复编写和数据存储能力 高度集成了4个串行通信接口 1个8路10位的模数转换器和最多8个定时器 PWM 低功耗和高性能的特性决定了S08内核产品更适合用在电池供电或便携式应用中 MC9RS08系列在小型产品应用中 也许并不需要CPU08或S08所具备的丰富功能 且8位单片机正逐渐向着小型化应用发展 于是Freescale推出了效
5、率更高 成本更低的基于RS08内核的MC9RS08系列单片机 RS08内核是精简的S08指令集内核 它精心为16K以下的Flash和引脚数目较少的设备而设计 Freescale单片机的命名规则 产品状态 MC FullyQualified 合格 PC ProductEngineering 测试品 XC表示部分合格品 有限质量保证 用于性能评估的器件 存储器类型标志 无 表示片内带ROM或片内没有程序存储器 7表示片内带EPROM或一次可编程ROM onetimeprogrammableROM OTPROM 8表示片内带EEPROM ElectricallyErasableProgrammabl
6、eRead OnlyMemory 9表示片内带闪存FlashEEPROM 芯片内核类型 如08表示HC08内核 S08表示HCS08内核 RS08表示RS08内核 S12是基于速度更快的CPU12内核等 子系列型号标志 如GP GB GZ等 存储器大小 如256表示内部集成256KB的Flash等 Flash版本标志 反映不同的擦写电压 时间等 工作温度范围标志 无 表示商用温度范围0 70 C表示 40 85 V表示 40 105 M表示 40 125 封装形式 如 P为双列直插DPI封装 选用某款芯片制作电路板时要特别注意封装形式 E表示leadfreepackaging 即无铅封装 在
7、之后有些还有一个可选项 例如MC68HC912B32ACFUE8 此处的 8 表示总线速度为8MHz 2 3Freescale16位单片机 根据内核的不同 可把Freescale的16位单片机分为MC68HC12系列MC9S12系列MC9S12X系列MC68HC12系列单片机MC68HC12系列目前有A B D三个子系列 十几种型号 MC68HC12B系列单片机 MC68HC12D系列单片机 MC9S12系列单片机MC9S12系列单片机 也称为HCS12系列 简称S12系列 是基于速度更快的CPU12内核的单片机系列 目前该系列单片机有MC9S12A B C D E G H K Q R T等系
8、列 MC9S12A系列单片机 MC9S12G系列单片机 MC9S12E系列单片机 带CAN总线的MC9S12B系列单片机 带CAN总线的MC9S12D系列 带液晶驱动的MC9S12H系列单片机 不同点ROM大小RAM大小EEPROM大小Flash容量I O口数串行口A D转换器 MC9S12X系列单片机S12X系列单片机最大的特点是增加了一个平行处理的外围协处理器XGATE模块 XGATE是一个独特的 完全独立可编程的协处理器 可单独对所有的外围模块和RAM进行操作 专门处理中断和I O 提高系统的实时性能 如图所示 XGATE模块直接读取ADC数据 并在RAM中对数据进行处理 然后发送到CA
9、N总线上 这期间不需CPU的介入 S12XV1S12XD系列 带有CAN总线 S12XHZ系列 带LCD和步进电机驱动模块 S12XV2S12XE系列 12位ADC S12XS系列 没有XGate MC9S12XA系列单片机 MC9S12XB系列单片机 MC9S12XD系列单片机 MC9S12XE系列单片机 2 4Freescale32位单片机 1979年 Motorola推出的MC68000 68K 系列的CPU 片内寄存器32位 外部总线16位 在此基础上 以后继续推出了M CORE系列 PowerPC系列 DragonBall 龙珠 系列和ColdFire 冷火 系列的微控制器 1 以C
10、PU32 68K系列为CPU的32位单片机CPU32 68K系列是一款经典的 设计相当成功的32位CPU 它有68KM683xx系列 68KM680 x0系列和DragonBall系列 其中M680 x0系列包括MC68000 MC68020 MC68030 MC68040和MC68060 2 以ColdFire为CPU的32位单片机Freescale的ColdFire单片机系列是传统的68K系列的替代产品 ColdFire继承了68K的内核技术 采用了与68K源码级兼容的指令系统 具有变长RISC架构 同时增强了多媒体处理和外部连接能力 ColdFire目前已经有V2 V3 V4等多种内核版
11、本 3 以PowerPC为CPU的32位单片机90年代 Apple IBM和Motorola共同开发了基于精简指令流RISC技术的32位CPUPowerPC PerformanceOptimizedWithEnhancedRISCPowerfulCPU 其特点是可伸缩性好 方便灵活 以PowerPC为CPU的32位Freescale单片机目前有MPC5xx系列 MPC52xx系列 MPC55xx系列 MPC6xx MPC7xx系列 MPC7xxx系列和PowerQUICC系列 其中PowerQUICC又分多个系列 4 ARM系列32位单片机ARM是英国的著名半导体设计公司 只出售设计 自己不生
12、产芯片 ARM公司设计的32位RISC处理器 内核耗电少 成本低 功能强 特有16 32位双指令集 已成为移动通信 手持计算 多媒体数字消费等嵌入式解决方案的RISC标准 市场占有率超过了75 5 以M Core为CPU的32位单片机M Core是Freescale公司自行设计的一款RISC级低功耗32位CPU内核 性能和功耗方面都优于ARM7 M Core仅用了8万个晶体管 0 25mm工艺下面积只有1 1mm2 M Core有较高的码密度和编程效率 应用程序比其它32位CPU少占用约30 存储空间 该系列单片机有MMC2001 3 MMC2107 MMC2113 4等型号 芯片封装知识简介
13、 双列直插式 DualInlinePackage DIP 绝大多数中小规模IC均采用这种封装形式 引脚 100 IntelCPU4004 芯片封装知识简介 塑料方型扁平式 PlasticQuadFlatPackage PQFP 塑料扁平式 PlasticFlatPackage PFP 间距小 管脚细 管脚数 100专用工具 表面安装设备SMD 装卸高频使用 可靠性高 封装面积小 芯片封装知识简介 引脚网格阵列 PinGridArray PGA 专用PGA插槽操作方便 可靠性高 但电耗大IntelCPU中80286 80386和某些486ZIF ZeroInsertionForce 插座 486以后 芯片封装知识简介 球状网格阵列 BallGridArray BGA 100MHz 208PinBGA封装引脚数虽然增多 但引脚间距大于QFP传输延迟小 散热性能好 可控塌陷封装法 共面焊接 可靠性提高 9S08单片机实验系统 MC9S12DG128实验系统 COLDFIRE实验系统 单片机种类繁多 令人眼花缭乱 每种单片机都有其应用定位 选择最合适的单片机来应用 而不是给单片机接口以适应不同的应用 谢谢
