章微控制器的结构与组成.ppt

可编辑可编辑第2章 S12微控制器的组成2024/5/21 2024/5/21 周二周二1 1可编辑可编辑2.1 MC9S12DG128的特点16位S12 CPU核时钟和复位发生器带中断功能的8位和4位端口128KB FLASH，2KB EEPROM，8KB RAM2个8通道10位A/D转换模块3个CAN总线模块增强型扑捉定时器8个PWM通道2个SCI、2个SPII2C总线50MHz系统频率（25MHz总线频率）单线背景调试模块（BDM）2024/5/21 2024/5/21 周二周二2 2可编辑可编辑2.2 MC9S12DG128的结构2024/5/21 2024/5/21 周二周二3 3可编辑可编辑2.3 MC9S12DG128的引脚功能l封装 2种：LQFP-112引脚 QFP-80引脚 （薄）四方扁平封装 表面贴焊l引脚功能 功能基本相同 80引脚部分功能无 (斜体部分)2024/5/21 2024/5/21 周二周二4 4可编辑可编辑l引脚功能描述 LQFP-112，参见表2-1，可分为3大类：1、系统功能类引脚 EXTAL、XTAL：振荡器引脚 RESET：外部复位引脚，低电平有效 (内部上拉)TEST：厂家测试预留，须连至Vss XFG：锁相环（PLL）的外部滤波器电容引脚 BKGD/TAGHI/MODC：背景调试/高字节执行标记/模式选择引脚(内部上拉)2、电源类引脚 VDDX、VSSX：外部电源和接地，用以I/O驱动，+5V VDDR、VSSR：外部电源和接地，用以I/O驱动及内部电压调节器，+5V VDD1、VSS1、VDD2、VSS2：MCU核心的工作电源，2.5V，内部 VDDA、VSSA：电压调节器和模/数转换器的电源 VRH、VRL：模数转换器的参考电压输入 VDDPLL、VSSPLL：PLL的电源供给端，2.5V，来自内部电压调节器 VREGEN：片内5V-2.5V电压调节器的使能端，高有效()；如为低，则VDD1、VDD2、VDDPLL须外部供电2024/5/21 2024/5/21 周二周二5 5可编辑可编辑3、I/O类引脚 共有92 个，包括AD,A,B,E,H,J,K,M,P,S,T共11 组端口，每组端口不仅可设定为普通的I/O 端口，还可复用.例如：AD端口可A/D转换的模拟输入，S端口可设置为SPI 和SCI 通讯接口，T 端口可设置为增强型捕捉定时器的输入，输出接口等2024/5/21 2024/5/21 周二周二6 6可编辑可编辑2.3.2 引脚功能描述 2、A口和B口 PAD口：PAD158,70 通用输入口/模拟量输入 PA、PB、PK：通用I/O口（PA7-0,PB7-0，PK7-0)3、E口 系统启动控制口，用于开机时确定MCU的工作模式。通常使用缺省状况，尽量不用于普通输入/输出。EXTAL/XTAL振振荡荡器引脚器引脚 nRESET:上上电复位端复位端1 1、系统功能引脚、系统功能引脚2024/5/21 2024/5/21 周二周二7 7可编辑可编辑2.3.2 H口、J口、M口、P口、S口和T口 这些端口都有第二种功能，在不使用第二种功能的时候，可以作为通用输入/输出口T口：接收输入捕捉功能S口：SCI、SPI模块关联作为通信接口M口：与ByteFlight、CAN模块关联作为通信接口P口：与PWM、SPI模块关联作为通信接口H口：与SPI模块关联作为通信接口J口：与CAN、IIC模块关联作为通信接口2024/5/21 2024/5/21 周二周二8 8可编辑可编辑2.4 操作模式l多种运行模式 满足各种需要，是一个芯片能具有强灵活性和扩展性，8种：普通单片模式-最终产品正常运行应用程序普通扩展宽模式、普通扩展窄模式仿真宽模式、仿真窄模式特殊单片模式-BDM可用，用以系统开发、调试特殊测试模式、特殊设备模式l低功耗模式 以上运行模式均支持，3种：停止（Stop）、伪停止（Pseudo）与等待（Wait）2024/5/21 2024/5/21 周二周二9 9可编辑可编辑l芯片模式的配置 参见表2-3 复位信号的上升沿时，由MODC、MODB、MODA决定 并配合ROMCTL、ROMON 主要使用：普通单片模式：MODC(BKGD)=1 MODB(PE6)=0 MODA(PE5)=0特殊单片模式：MODC(BKGD)=0 MODB(PE6)=0 MODA(PE5)=0 特殊单片模式（Special Single Chip）-又称为背景调试模式(Background Debug Mode，BDM)注：引脚MODEB、MODEA在MCU复位时有下拉为低，所以，悬空时自动为单片模式；又：引脚BKGD有内部上拉，悬空时默认为高电平；所以，当插上BDM头时，由BDM调试工具的相应引脚给BKGD提供低电平，使MCU进入特殊单片模式；若不插BDM头，则进入普通单片模式。2024/5/21 2024/5/21 周二周二1010可编辑可编辑lBDM接口电路 BDM-Background Debug Mode 是Freescal自定义的，方便下载程序、在线调试、监视等 BDM调试器 -须另购或自制，通过USB接口接PC，插头接目标板 插头引脚形式：BKGD 1 NC 3 NC 52 GND 4 RESET6 VDD 信号含义：BKGD-接单线背景调试引脚GND-接地VDD-接电源RESET-接目标机复位引脚2024/5/21 2024/5/21 周二周二1111可编辑可编辑2.5 晶振电路 内部集成振荡电路，提供MCU工作的时钟基本脉冲 XTAL-振荡器的输出引脚 EXTAL-振荡器的输入引脚 两种接法：（XCLKS(PE7)=1时，因有内部上拉，复位默认1）图2-3中，RB、RS为保证起振，RB取1M，高频率时RS取小或短接 滤波电容C3、C4取22pF 图2-4中，一般为外接有源晶振 S12的总线时钟频率=晶振频率的1/2 如晶振频率为16MHz，则总线时钟频率为8MHzEXTALMCUXTALRBRSC3C4晶振晶振图图 2-3EXTALMCUXTAL悬空悬空CMOS兼容的兼容的外部时钟外部时钟图图 2-42024/5/21 2024/5/21 周二周二1212可编辑可编辑2.6 系统运行监视 两种监视手段，以保证系统的正确运行，提高可靠性:看门狗定时器（WDT）-程序跑飞或异常时，使MCU复位时钟监视器（CM）-时钟异常时，使MCU复位 相关寄存器详细情况（略）2.7 实时中断 用来产生固定周期的硬件定时中断。10 RH-1 T=晶振周期 2 2 (RL+1)其中：RH=RTICTL 64,RL=RTICTL30注：P32 表25有误2024/5/21 2024/5/21 周二周二1313可编辑可编辑2.8 复位功能S12MCU复位共有5种：上电复位 低电压复位 外部复位 时钟监视复位（可选，见P32表26）看门狗复位 （可选）2024/5/21 2024/5/21 周二周二1414可编辑可编辑2.9 MC9S12DG128的最小系统电路设计注：实际电路图绘制时，须使用工具软件PROTEL(DXP)等包括：电源电路复位电路晶振电路BDM电路PLL电路2024/5/21 2024/5/21 周二周二1515可编辑可编辑本章习题：1.S12系列MCU的功能特点？2.描述引脚RESRET的功能。3.S12常用的运行模式是哪两种？4.S12的总线时钟频率和晶振频率的有什么样的数值关系？5.S12系列MCU的最小系统包括哪几部分电路？6.画出MC9S12DG128的最小系统电路。2024/5/21 2024/5/21 周二周二1616