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第2章MC9S12DG128的结构与工作原理

第2章MC9S12DG128的结构与工作原理

2.1 MC9S12DG128的内部结构
2.1.1 CPU12内核(Star Core)
（2）间址/变址寄存器(Index Register) X、Y
❖ CPU12内部有两个16位地址寄存器IX和IY，称为间接寻址寄 存器，简称间址寄存器或变址寄存器。一般情况下作为指针 寄存器，用于多种寻址方式下的地址计算，也可用于临时存 放数据或参与一些运算，只能按照16位方式访问。
❖ 若把一个16位数据存入累加器D中，则高8位在A寄存器中，低8位在B 寄存器中。与此相对应，若把D寄存器中的一个16位数据存入存储器， 则高8位在存储器的低位地址，低8位在存储器的高位地址。
❖ 注意，任何Motorola (Freescale)公司独立设计的16位、32位CPU中， 寄存器与存储器字节的对应关系都是高位数据存放于低位地址，低位数 据占用高位地址，这与Intel公司的CPU数据存放格式正好相反。
2.1 MC9S12DG128的内部结构
2.1.1 CPU12内核(Star Core)
❖ SP主要用于堆栈管理，用于中断和子程序调用时保存系统地址信息，也 可以存储临时信息，一般不做他用。
❖ 在不影响其内容的前提下，也可替补用作所有变址寻址方式下的变址寄 存器，通常不参与运算。
❖ 惟一例外的是，在符号扩展指令中用作目的寄存器。此外，还具有自身 的加、减1指令。
(Program State Word)，但不同的是，它还可以参与控制CPU的行为。 ❖ 条件码寄存器中各位的定义：
CCR中的各位包括两部分： ➢5个算术特征位(Arithmetic Flag Bit) ，即H、N、Z、V、C，它们反映上一条指令执 行结果的特征(状态)； ➢3个MCU控制位，即中断屏蔽位X、I和STOP指令控制位，这3位通常由软件设定， 以控制CPU的行为。复位后，X、I两位默认状态为1，屏蔽系统中断。CCR是真正的 专用寄存器，除了C、H位以外，其他各位不参与任何运算。

飞思卡尔单片机S12使用方法及程序

飞思卡尔单片机S12使用方法及程序

飞思卡尔单片机S12使用方法及程序单片机简介：9S12XS128MAA单片机是16位的单片机80个引脚，CPU是CPU12X，内部RAM 8KB,EEPROM:2KB,FLASH:128KB,外部晶振16M，通过内部PLL可得40M总线时钟。

9S12XS128MAA单片机拥有：CAN:1个，SCI:2个，SPI:1个，TIM：8个，PIT：4个，A/D：8个，PWM:8个下面介绍下我们项目用到的几个模块给出初始化代码1、时钟模块初始化单片机利用外部16M晶振，通过锁相环电路产生40M的总线时钟（9S12XS128系列标准为40M），初始化代码如下：view plaincopy to clipboardprint?/******************系统时钟初始化****************/void Init_System_Clock(){asm { // 这里采用汇编代码来产生40M的总线LDAB #3STAB REFDVLDAB #4STAB SYNRBRCLR CRGFLG,#$08,*//本句话含义为等待频率稳定然后执行下一条汇编语句，选择此频率作为总线频率BSET CLKSEL,#$80}}/******************系统时钟初始化****************/void Init_System_Clock(){asm { // 这里采用汇编代码来产生40M的总线LDAB #3STAB REFDVLDAB #4STAB SYNRBRCLR CRGFLG,#$08,*//本句话含义为等待频率稳定然后执行下一条汇编语句，选择此频率作为总线频率BSET CLKSEL,#$80}上面的代码是汇编写的，这个因为汇编代码量比较少，所以用它写了，具体含义注释已经给出，主函数中调用此函数即可完成时钟初始化，总线时钟为40M.2、SCI模块初始化单片机电路做好了当然少不了和PC之间的通信，通信通过单片机串口SCI链接到PC 端的COM口上去。

第5章 MC9S12XS输入输出端口模块及其应用实例PPT课件

第5章 MC9S12XS输入输出端口模块及其应用实例PPT课件
3 《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》 单片机原理及嵌入式系统开发》单片机原理及嵌
5.2 输入/输出端口寄存器及设置
通用I/O口通过配置相应寄存器位，可以设置输入/输出端口、驱 动能力、内置上拉/下拉电阻使用、中断输入方式等多种功能。通过 对DDR、I/O、RDR、PE、PS和IE等寄存器的设置，用户可以获得 通用I/O口的不同工作方式。其中，DDR（数据方向寄存器）设定I/O 口为输入/输出端口。数据寄存器（I/O寄存器）用于设定I/O口的高低 电平。RDR（驱动控制寄存器）用于设定I/O口的输出驱动能力。PE （上拉/下拉使能寄存器）用于当I/O口为输入口时使能内置上拉电阻 或下拉电阻的使用。PS（上拉/下拉选择寄存器）当中断允许位置位 时，用于选择上升沿触发或下降沿触发中断；当使能内置上拉/下拉 电阻时，用于选择使用上拉电阻或下拉电阻。IE（中断使能寄存器） 用于使能I/O口的中断功能。
11 《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》 单片机原理及嵌入式系统开发》单片机原理及嵌
5.2 输入/输出端口寄存器及设置
5.2.2 PORTT、PORTS、PORTM、PORTP、PORTH和PORTJ
4．驱动控制寄存器（RDRx）
如果端口为输出口时，RDRx可以设置端口对应引脚的输出驱动能力。如 果RDRx某位为“1”，则对应引脚的输出驱动能力为正常时的1/5；如果某位 为“0”，则对应引脚输出为正常驱动能力。复位后，驱动控制寄存器值为 0x00，即MCU复位后引脚默认为满功率驱动输出。
张 阳，吴 晔，滕 勤 Email：，， TEL：，
1 《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》 单片机原理及嵌入式系统开发》单片机原理及嵌
第5章
MC9S12XS输入/输出端口模块 及其应用实例

单片机原理及应用-S12汇编程序设计与实例

单片机原理及应用-S12汇编程序设计与实例

【例】將A中的兩個4位十六進制數轉換為ASCII碼，分別存入 $2080、$2081中。(0~9的ASCII碼:$30~$39,A~F:$41~$46）
;主程序段******************** ORG $8000
HEXA: TFR A,X ANDA #$0F JSR TRANS STAB $2080
總時間=100x1000T =100000T
2MHz晶振時，匯流排頻率 =1MHz T=1us
;////////////////////////////////////////////////////////////////////
;副程式DELAY:利用寄存器X、Y，
;
執行兩重迴圈實現延時。
;////////////////////////////////////////////////////////////////////
故：TCOUNT=3996.25≈3996
DLOOP: DEX
;1
BNE DLOOP ;3/1
PULX
;3
RTS
;5
注：其他時間可套用此，如20ms改TCOUNT為39996（或40000）
【又例】雙重迴圈的 100ms延時。
忽略配合指令的執行時間，粗 略估算：
內迴圈=200 x (1+1+3)T =1000T
ORG $2000 FCC ’ABCD’
空間保留指令
DS.B ( Define Space Byte ) 例如： VAR1: DS.B 10
( 相當於 VAR1： DB 10 DUP(?) )
DS.W ( Define Space Word ) 例如： VAR2: DS.W 4

飞思卡尔s12单片机-ATD模块

飞思卡尔s12单片机-ATD模块

Page 6
二、ATD模块简介
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第十章 单片机片内外模块 ——ATD
S12单片机ADC特性如下：
8/10/12位可选
转换速度较高，8位、8MHz、单次转换时间为2us 采样时间可编程设置 多种转换模式：数据对齐方式、单次/连续转换、转换结果比较 外触发控制 转换序列结束可产生中断，能够使能比较中断 模拟输入引脚与通用I/O口复用 多通道扫描， 1~16 转换序列长度。
ETRIGLE –外部信号触发条件选择位 ETRIGP -
ACMPIE - Internal Clock in Stop Mode Bit 0 = 禁止比较中断 1 = 使能比较中断
ATD Registers 4/12 第十章 单片机片内外模块 ——ATD
ATD Control Register 3 (ATDCTL3)
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ATD Registers 1/12 第十章 单片机片内外模块 ——ATD
ATD Control Register 0 (ATDCTL0)
WRAP[3-0] - Wrap Around Channel Select
0 = Reserved
X = WRAP[3:0]; 多通道转换模式下，从ANx回绕到AN0 1≤x ≤ 15 仅在ATDCTL5的MULT=1时有效
S8C, S4C,S2C, S1C - Conversion Sequence Length
ATD Registers 5/12 第十章 单片机片内外模块 ——ATD
ATD Control Register 4 (ATDCTL4)
注：写ATDCTL4会终止当前转换序列
SMP[2:0] - Sample Time Select， 采样时间包含的ATD时钟周期

第六讲MC9S12单片机IO接口和功能模块ppt课件

第六讲MC9S12单片机IO接口和功能模块ppt课件
设置方向寄存器（DDRx）为输入（0X00） 随时读取I/O口的数据寄存器（PORTx）
I/O口作为输出使用
设置方向寄存器（DDRx）为输出（0XFF） 设置驱动能力寄存器（非必须） 拉电阻选择（非必须） 随时写入I/O口数据寄存器（PORTx）
1、通用I/O接口
例二
使用PORTJ中断口功能的例子，本例的原理是： 设置A口为输出口，PTA的第6脚跟PTJ的第6脚 硬件相连，PTB输出，用来控制8个LED灯， PTJ开中断，并且设置为上升沿触发。首先PTA 初始化为0，PTB为0xFF，此时等灭。在大循环 冲设置PTA第6位为高电平，产生中断，灯低4 个亮，高4个不亮。使用单步运行查看效果。
无符号的转换结果； 转换完毕可产生中断； 使用PAD7外部触发控制。
9S12的A/D模块外部引脚
VRH（60）、VRL（61）：A/D 转换模块的参考 高电压和参考低电压。实验板上，VRH和VRL分 别接VCC和GND。
VDDA（59）、VSSA（62）：A/D 模块提供电源。 实验板上，VDDA接到VCC，VSSA接到GND。
通道0、1、4、5可选CLOCKA或CLOCKSA； 通道2、3、6、7可选CLOCKB或CLOCKSB。
9S12 PWM模块的计数器
每个通道的计时器都有一个8 位计数器、一 个8位周期寄存器和一个8 位占空比寄存器。 输出波形的周期受周期寄存器的控制，当
计数器的计数值等于周期寄存器的值时， PWM波周期结束。PWM的波形还跟占空比 寄存器、输出极性和对齐方式有关。
控制寄存器2—ATDCTL2
ADPU：A/D模块的电源管理。1=正常模式，0=低功耗 模式。
AFFC：标志位快速清零。1=对转换结果寄存器访问会 自动清除标志位，0=正常模式，访问结果寄存器前读状 态寄存器1可以清楚转换完成标志CCF。

飞思卡尔s12单片机-动态数码管显示与键盘模块 共23页PPT资料


PTP=DisplayDecode[showdata[DisplayNumber]];
if(DisplayNumber==2) PTP&=0x7f;
switch(DisplayNumber) {
case 0:
PTT=0xfe;
break;
case 1:
PTT=0xfd;
break;
case 2:
PTT=0xfb;
利用视觉暂留现象，定时更改
位控制信息和段控制信息，得
到稳定的数字显示
位控制
多个LED同时点亮的电流都经 过公共端，MCU的IO无法承受 ，必须使用三极管
为了减小MCU的灌入电流，段 注：所有引脚都是低电平有效
控制端都连接了输出驱动器
74LS07
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第十四章数码管的显示与键盘识别 —数码管的显示
12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 T3 P0 P5 T2 T1 P1 T0 P6 P2 P7 P3 P4
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第十四章数码管的显示与键盘识别 —数码管的显示
14.1.4 数码管显示软件设计
显示一位数字： const unsigned char DisplayDecode[]={~0x3f,~0x06,~0x5b,~0x4f,~0x66,~0x6d,~0x7d,~0x07, ~0x7f,~0x6f,~0x77,~0x7c,~0x39,~0x5e,~0x79,~0x71}; //0-9 ABCDEF
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第十四章数码管的显示与键盘识别 —数码管的显示
示例程序 //unsigned char showdata[4];
void Show(){
unsigned char DisplayNumber;

S12单片机


//enable PWM3;
ECT

输入捕捉 输出比较 脉冲累加 倒数定时器
ECT
void ECTIntl(void){ TIOS=0X10; TCTL4=0X01; TIE=0X01; TSCR2=0X03; ICOVW=0X00; ICSYS=0X02; TSCR1=0X80; //input capture selection; //capture on the rasing edge; channal 1; //enable captured interrupt; //bit7=0:overflow interrupt disable, //bit[2:0]:timer=bus clock/8 //overwrite by the new data; //queue mode; //enable the timer; fast clear flag disable;
ATD
void atd_init(void){ ATD0CTL3=0X08; //conversion sequence length=1 ATD0CTL4=0X81; //bit 7: 8-bit resolution, prescaler=4; ATD0CTL5=0XA0; //right adjust mode; scan=1; ATD0CTL2=0XC0; //Enble ATD, fast flag clear }
S12中断
INT
中断执行过程
1.
2. 3. 4. 5.
中断应用
1.
中断发生 中断队列 现场入栈 中断执行 中断返回
开全局中断
EnableInterrupts; DisableInterrupts
2.

MC9S12单片机原理及嵌入式应用开发技术第2章 单片机内部结构


4个要素 Two input data -- operands(操作数) instruction -- operation（运算） Status -- flag(标志位) one output data -- result(运算结果)
Quiz： 下面几个操作中，4要素分别为？ A+B=C A>B? A >>= 1
ms CAN 1
ms CAN 0 or BDLC
PIM
AD0
AD1
PWM 8 CHAN
College of Communication Engineering, Jilin University
4
2.1 MC9S12XS单片机的性能
2.1.2 S12XS系列单片机主要功能模块
1.16位CPU 2.内部RAM或ROM: 3.A/D模块：16路8位、10位或12位； 4.CAN模块：支持CAN2.0A、B两种协议，1Mbps； 5.TIM模块：标准定时器，输入捕捉、输出比较 6.PIT模块：4通道24位递减计数器 7.PWM模块：8通道8位，或4通道16位，占空比可编程； 8.串口模块：两个SCI，支持LIN协议；一个SPI； 9.中断模块：最多20个带位中断的外部中断引脚，中断源 细分 为7级； 10.时钟模块：可通过内部锁相环使片内总线速度提升到最高 40MHz。
Memory peripheral
College of Communication Engineering, Jilin University
11
A complete CPU
College of Communication Engineering, Jilin University
12
CPU – the core of microcontroller

单片机原理及应用-S12仿真与调试

注：CW功能龐雜，其他深入操作須在實踐中摸索。
有中斷的程式安排
在整個根源程式的末尾聲明中 斷副程式的所對應的向量 地址，格式如例;
該程式實現當IRQ引腳電平有 下降沿時觸發跑馬燈顯示， 按複位鍵後恢復等待。
注：CW中外部中斷寄存器的 名字為IRQCR，而不是
INTCR
一個需要關心的檔是自動 生成的 .prm鏈接檔，主要 是代碼地址定位資訊； 其中最後:
VECTOR 0 Entry
給出了複位向量地址是標號 Entry的地址，而Entry在 main.asm中，也就意味著 複位後首先執行main.asm 檔中的內容。
另一個需要關心的檔是自 動生成的 .inc包含檔，主要 是記憶體映像地址和寄存器 地址的別名定義。
S12仿真與調試
不使用仿真器 傳統的單片機硬體調試往往採用價格不菲的仿真器，借用仿真器的MCU實 現並不完全的仿真，最後才擦寫晶片固化程式； 而如今的S12系列MCU都已採用了內置的可以反復擦寫10萬次以上的Flash 存儲區，並且支持線上調試系統、線上下載程式，使得單片機的開發調試 更為方便快捷。
目標板------擴展的介面、麵包板、集成的USB-BDM調試器等；
開發板套件通過一根連接目標板方形USB介面的線纜連接至PC機的USB介 面；供電通過外接9V電源或直接由PC機的USB供電；
核心板 ↓
目標板 →
核心板介面資源↓
核心板與目標板的連接 插口(J1)引腳定義 →
13.2 PC機的設置 不好，不用！
Component菜單Open 選擇並設置一些仿真部件可進行模擬實驗。
例選Io-led，為使該部件和程式對應，在部件圖形上右擊 setup 設置：數據寄存器PORT為PORTB，其地址DDR為01
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Low Voltage Inhibit
1-2 x 2-ch 16-Bit Timer
XTAL or RC oscill
6 pin LED Drive
Low End HC08 JL and JK-family
Flash ROM RAM Timer I/O Serial ADC Operating Voltage Max Bus Frequency Temp Package Status 908JL8 8k 256 2-ch 16-Bit IC,OC,PWM 23 / 27 SCI 12-ch 8-Bit 3 to 5 8MHz C, M LQFP 32 SDIP32 SOIC 28 DIP 28 LQFP 32 SDIP32 SOIC 28 DIP 28 20 SOIC DIP 20 20 SOIC DIP 20 DIP 28 SOIC 48 LQFP 32 DIP 28 SOIC 48 LQFP 32 DIP 20 20SOIC DIP 20 SOIC 20 DIP 20 SOIC 20 MC
HC08 Technology Improvement HC08 CPU Core:
Lower Cost - Down to 0.35um Technology
High level language C Available
Lower Power - Low voltage operation 2.7 to 5.5 Volt Operation (standard) 2.0 Volt Operation (Optional) Higher Flexibility - Flash Technology In Circuit Programming (ICP) Multiple Field Firmware Upgrade (FFU) Better Noise Immunity and EMC Protection Oscillator with Electrical Fast Transient (EFT) Circuit More robust design & layout for better ESD and EMI
晶振:
内部 时钟:
晶振 ＝ 4M, 时钟 ＝2M, 读写 ＝2M, 指令 ＝ 1~2.5μS (2~5 Cycles)
2007年汽车类MCU主要厂商市场份额
Automotive MCUs
Freescale Semiconductor NEC Electronics Renesas Technology Infineon Technologies Texas Instruments Fujitsu STMicroelectronics Toshiba Microchip Technology Micronas All Others Market Total Market Growth Rate in 2007 Source: iSuppli (Mar'08) 2007 Revenues ($M) $1,205 $835 $575 $565 $290 $285 $222 $104 $98 $48 $69 $4,296 3.5% 2007 Share 28% 19% 13% 13% 7% 7% 5% 2% 2% 1% 2%
I/O 6
ADC 4-ch 8-Bit
Operating Voltage 3 to 5
Max Bus Temp Package Frequency 8MHz C,M 8 SOIC 8 PDIP 8 QFN
Status
MC
908QT2
1.5k
128
6
4-ch 8-Bit
3 to 5
8MHz
C,M
MC
908QT1 908QY4 908QY2 908QY1
1.5k 4k 1.5k 1.5k
128 128 128 128
6 14 14 14
4-ch 8-Bit 4-ch 8-Bit -
3 to 5 3 to 5 3 to 5 3 to 5
8MHz 8MHz 8MHz 8MHz
C,M C,M C,M C,M 16 SOIC 16 PDIP 16 SSOP
Status MC MC
MC68HC(9)08JLx and JKx
128 / 256 RAM
Advantages
JL8 - SCI
Pin and feature compatible family from 20-32pin and 1.5K – 8K flash.
1.5K, 4K, 8K Flash / ROM 12-ch 8-Bit ADC
MC68HC908QT/QY Family
Low Voltage – MC68HLC908QT/QY
Flash ROM RAM 908QT4 4k 128
Timer 2-ch 16-Bit IC, OC, PWM 2-ch 16-Bit IC, OC, PWM 2-ch 16-Bit IC, OC, PWM 2-ch 16-Bit IC, OC, PWM 2-ch 16-Bit IC, OC, PWM 2-ch 16-Bit IC, OC, PWM
Performance / Features
8位单片机——MC68HC05, 08
Registers
7 0
A
7 0
Accumulator
H
15
X
0
Index Register
IP
15 0
Program Counter
0000011
Stack Pointer
4
3
2
1
0
H
I
N
Z
C
Condition Code Register
应用系统的单片化解决方案设计
——单片机的广泛选择
《嵌入式系统中的双核技术》——第1章补充内容
Intel 8031/51 与 MC68xx的主要区别
不要企图用一种单片机去适应所有应用！
8031/51:
晶振: ALE
晶振 ＝ 12M, 时钟 ＝6M, 读写 ＝1M, 指令 ＝ 1～4μS
MC68xx:
Body control modules Gateways Instrument clusters
General Body Electronics
Door modules, lighting, steering column, sunroof, occupant detection, keyless entry, TPMS
I/O 13 13
Serial SCI SCI
ADC 4-ch 8-Bit 4-ch 8-Bit
Operating Max Bus Temp Package Voltage Frequency 3 or 5 3 or 5 8 MHz 8 MHz 16 DIP 16 SOIC 16 DIP C, V, M 16 SOIC C, V, M
In Circuit Programming Application
1. Blank Flash Programming 2. Firmware Upgrade Application System
RS232
Single Wire Interface
08SPGMR
68C908 MCU
Only ONE single pin is required for programming
汽车类应用MCU
S08 (8-bit)
S12(X) (16-bit)
Power Architecture™ MPC55xx (32-bit)
Power Architecture & i.MX (32-bit)
Telematics & Infotainment Powertrain Electronics
08JL8
8k
256
2-ch 16-Bit IC,OC,PWM
23 / 27
SCI
12-ch 8-Bit
3 to 5
8MHz
C, M
Under Develop MC Under Develop MC
908JK8 08JK8
8k 8k
256 256
2-ch 16-Bit IC,OC,PWM 2-ch 16-Bit IC,OC,PWM 2-ch 16-Bit IC,OC,PWM 2-ch 16-Bit IC,OC,PWM 2-ch 16-Bit IC,OC,PWM 2-ch 16-Bit IC,OC,PWM 2-ch 16-Bit IC,OC,PWM
MC MC MC MC
MC68HC908KXx
Advantages
192 RAM 2K or 8K Flash Low Voltage Inhibit Internal Clock Generator Time Base Module KBI • 4-ch 8-Bit ADC Internal Clock Generator eliminates need for external clock source, improves accuracy across temperature and voltage and allows programming at a target frequency Smallest IC with SCI in the portfolio
Carry/Borrow Zero Negative Interrupt Mask
Half Carry
16位单片机—— HCS12 CPU
68HC11 = 68HC12 = HCS12 Programmers Model
7 15 1SP PC 7 7 B 0 8-Bit Accumulators A and B 0 or 16-Bit Double Accumulator D 0 Index Register X 0 Index Register Y 0 Stack Pointer 0 Program Counter 0