第六讲MC9S12单片机IO接口和功能模块
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MC9S12XS128 单片机简介1、HCS12X 系列单片机简介Freescale公司的16位单片机主要分为HC12、HCS12 HCS12X三个系列。
HC12核心是16 位高速CPU12 核,总线速度8MHZ;HCS12 系列单片机以速度更快的CPU12 内核为核心,简称S12 系列,典型的S12 总线速度可以达到25MHZ。
HCS12X 系列单片机是Freescale 公司于2005 年推出的HCS12 系列增强型产品,基于S12 CPU 内核,可以达到25MHz 的HCS12 的2-5 倍性能。
总线频率最高可达40 MHz。
S12X 系列单片机目前又有几个子系列:MC9S12XA系列、MC9S12XB系列、MC9S12XD系列、MC9S12XE系列、MC9S12XF系列、MC9S12XH 系列和MC9S12XS 系列。
MC9S12XS128 就是S12X 系列中的一个成员。
2、MC9S12XS128 性能概述MC9S12XS128 是16 位单片机,由16 位中央处理单元( CPU12X)、128KB 程序Flash(P-lash)8KB RAM、8KB数据Flash(D-lash)组成片内存储器。
主要功能模块包括:内部存储器内部PLL 锁相环模块 2 个异步串口通讯SCI 1 个串行外设接口SPIMSCAN 模块1 个8 通道输入/输出比较定时器模块TIM 周期中断定时器模块PIT16 通道A/D 转换模块ADC1 个8 通道脉冲宽度调制模块PWM 输入/输出数字I/O 口3、输入/ 输出数字I/O 口MC9S12XS128 有3 种封装,分别为64 引脚、80 引脚、112 引脚封装。
其全名分别为MC9S12XS128MAE、MC9S12XS128MAA、MC9S12XS128MAL。
MC9S12XS 系列具有丰富的输入/ 输出端口资源,同时集成了多种功能模块,端口包括PORTA、PORTB、PORTE、PORTK、PORTT PORTS PORTM PORTR PORTH PORTJ和PORTAD 共11 个端口。
MC9S12系列单片机片内串行总线接口:所谓串行通信是指微控制器与外设之间使用一根数据信号线一位一位地传输数据。
串行通信线路少,在远距离传输时可以极大地降低成本,所以适合远距离数据传输,也常用于要求不高的近距离传输。
串行总线的数据传输方式分为全双工、半双工和单工方式。
全双工是指发送数据的接收和发送可以同时进行。
半双工是指数据发送方能够接收数据,接收方也能够发送数据,但是数据的发送和接收不能同时进行。
单工方式是指数据发送方只能发送数据,而接收方只能接受数据。
1. SPI总线接口SPI(Serial Peripheral Interface,串行外设接口)是一种高效的同步串行接口,这种接口技术主要用于MCU与外部的接口芯片交换数据,已逐渐成为一种工业接口标准。
在SPI中,只允许有一个主机,但是可以有多个从机,主机提供同步时钟信号给从机,主机的MISO和MOSI引脚要跟从机的MISO和MOSI引脚相连。
1)SPI的引脚SPI接口常用于主从的分布系统中,一个标准的SPI系统包括一个MCU和若干个外部设备。
SPI使用4条信号线,具体如下:1)串行时钟线SCKSCK是主从机之间数据传输的同步时钟信号。
SCK信号由主机产生并且通过硬件给从机;2)主机输入、从机输出数据线MISOMISO是SPI模块的两根串行数据线之一。
当配置为从机时,该引脚用来由SPI模块向外发送数据;当配置为主机时,该引脚用来接受数据;3)主机输出、从机输入数据线MOSIMOSI是SPI模块另一根串行数据线。
当配置成主机时,该引脚用来由SPI 模块向外发送数据;当配置成从机时,该引脚用来接受数据;4)低电平有效的从机选择线SS此引脚在主机和从机模式中具有不同的功能。
从机模式下,该引脚是一次数据传输开始前允许SPI工作的片选信号;主机模式下,该引脚可以控制MODE 标志位,保证一个系统只有一个主机。
2)SPI模块的寄存器:SPI模块提供了5个寄存器,包括SPI控制寄存器(SPICR1)、控制寄存器2(SPICR2)、SPI波特率寄存器(SPIBR)、SPI状态寄存器(SPISR)、SPI数据寄存器(SPIDR)。
MC9S12EVKC模块MC9S12EVKC模块是专为第一届“飞思卡尔杯”全国大学生智能车邀请赛设计的一款S12微控制器模块,以80pin微控制器MC9S12DG128为核心芯片,通过核心子板上的欧式插槽将I/O接口引出,用以替代原有的以112pin MC9S12DG128微控制器为核心的MC9S12EVKX模块。
相比较而言,新的模块具有板面面积小、重量轻、板面标识丰富等特点,有59个通用 I/O端口可供使用。
在I/O端口资源足够的情况下,新的模块能为您的车模系统提供尽可能优越的性能:MC9S12EVKC核心子板采用80pin的封装替代了原有的112pin封装,板面尺寸减小至53.7mm×73.2mm,欧槽的间距也缩小至1800mil(1英寸=1000mil),与原MC9S12EVKX模块大小的比较见图1;MC9S12EVKC核心子板采用两个32针欧式插槽替代了原有的64针插槽,减轻了重量;在对核心子板的重量有特殊要求的情况下,可以选焊或不焊DB9的接头,直接用排线把板上的Header1×3串行通讯的信号引出来,以减轻重量。
,将DB9接头简化后利用RS232接口通讯的MC9S12EVKC核心子板如图2所示。
图1:原有MC9S12EVKX模块(左)与现有MC9S12EVKC模块(右)的比较图2:利用Header1×3引出RS232信号与PC连接通讯表2-1 MC9S12EVKC核心子板欧式插槽引脚定义表EU_LNumber Pin Number Pin1 VCC2 VCC3 Reserved4 Reserved5 PWM76 PWM67 Reserved 8 PWM49 SPI1/SS 10 SPI1/SCK11 SPI1/MOSI 12 SPI1/MISO13 PT0 14 PT115 PT2 16 PT317 PT4 18 PT519 PT6 20 PT721 Reserved 22 MODC23 PB0 24 PB125 PB2 26 PB327 PB4 28 PB529 PB6 30 PB731 GND 32 GND表2-1(续) MC9S12EVKC核心子板欧式插槽引脚定义表EU_RNumber Pin Number Pin1 VCC2 VCC3 SPI0/SS4 SPI0/MISO5 SPI0/SCK6 SPI0/MOSI7 PJ7 8 PJ69 SCI1/R 10 SCI1/T11 SCI0/R 12 SCI0/T13 AN07 14 AN0615 AN05 16 AN0417 AN03 18 AN0219 AN01 20 AN0021 PA7 22 PA623 PA5 24 PA425 PA3 26 PA227 PA1 28 PA029 XIRQ 30 IRQ31 GND 32 GND (注:Reserved处为保留端,没有引脚定义)。
飞思卡尔MC9S12XS128单片机各模块使用方法及寄存器配置手把手教你写S12XS128程序--PWM模块介绍该教程以MC9S12XS128单片机为核心进行讲解,全面阐释该16位单片机资源。
本文为第一讲,开始介绍该MCU的PWM模块。
PWM 调制波有8个输出通道,每一个输出通道都可以独立的进行输出。
每一个输出通道都有一个精确的计数器(计算脉冲的个数),一个周期控制寄存器和两个可供选择的时钟源。
每一个P WM 输出通道都能调制出占空比从0—100% 变化的波形。
PWM 的主要特点有:1、它有8个独立的输出通道,并且通过编程可控制其输出波形的周期。
2、每一个输出通道都有一个精确的计数器。
3、每一个通道的P WM 输出使能都可以由编程来控制。
4、PWM 输出波形的翻转控制可以通过编程来实现。
5、周期和脉宽可以被双缓冲。
当通道关闭或PWM 计数器为0时,改变周期和脉宽才起作用。
6、8 字节或16 字节的通道协议。
7、有4个时钟源可供选择(A、SA、B、SB),他们提供了一个宽范围的时钟频率。
8、通过编程可以实现希望的时钟周期。
9、具有遇到紧急情况关闭程序的功能。
10、每一个通道都可以通过编程实现左对齐输出还是居中对齐输出。
1、PWM启动寄存器PWMEPWME 寄存器每一位如图1所示:复位默认值:0000 0000B图1 PWME 寄存器每一个PWM 的输出通道都有一个使能位P WMEx 。
它相当于一个开关,用来启动和关闭相应通道的PWM 波形输出。
当任意的P WMEx 位置1,则相关的P WM 输出通道就立刻可用。
用法:PWME7=1 --- 通道7 可对外输出波形PWME7=0 --- 通道7 不能对外输出波形注意:在通道使能后所输出的第一个波形可能是不规则的。
当输出通道工作在串联模式时(PWMCTL 寄存器中的CONxx置1),那么)使能相应的16位PWM 输出通道是由PWMEx 的高位控制的,例如:设置PWMCTL_CON01 = 1,通道0、1级联,形成一个16位PWM 通道,由通道 1 的使能位控制PWM 的输出。
单片机IO口介绍单片机(Microcontroller)是一种集成了微处理器、存储器和各种I/O接口的芯片。
其中,I/O口是单片机与外部设备进行数据交换的通道,它是单片机最重要的功能之一、本文将详细介绍单片机的I/O口。
一、I/O口的基本概念在单片机中,I/O口是单片机与外部设备进行数据交换的接口。
它通过I/O线与外部设备相连接,可以实现数据的输入和输出。
单片机的I/O口可以分为通用I/O口和特殊功能I/O口两种类型。
通用I/O口是单片机常用的一种I/O口,它可以通过软件编程实现不同的功能,包括数字输入、数字输出和模拟输入输出等。
通用I/O口可以根据实际需求进行设置,提供灵活的数据交换方式。
特殊功能I/O口是单片机固定的一些特殊功能接口,通常用于特定的应用,如定时器、比较器、串行通信等。
特殊功能I/O口具有特殊的功能和特殊的操作要求,需要根据具体的应用进行设置。
二、通用I/O口的工作原理通用I/O口是单片机最常用的一种I/O口,它可以通过软件编程实现不同的功能。
通用I/O口的工作原理如下:1.输入模式:通用I/O口可以设置为输入模式,接收来自外部设备的输入信号。
在输入模式下,通用I/O口通常通过上拉或下拉电阻来实现输入的稳定性,并通过软件读取输入信号的状态。
2.输出模式:通用I/O口可以设置为输出模式,向外部设备输出信号。
在输出模式下,通用I/O口可以输出高电平或低电平信号,并通过软件控制输出的状态。
通用I/O口的状态可以通过软件进行设置和读取,可以实现灵活的数据交换。
通用I/O口的应用非常广泛,可以用于控制开关、驱动显示、读取按键等。
三、特殊功能I/O口的工作原理特殊功能I/O口是单片机固定的一些特殊功能接口,通常用于特定的应用。
特殊功能I/O口具有特殊的功能和特殊的操作要求,需要根据具体的应用进行设置。
下面介绍一些常见的特殊功能I/O口。
1.定时器/计数器:定时器/计数器是特殊功能I/O口中最常用的一个。