飞思卡尔单片机结构
飞思卡尔单片机 第1节-CPU寄存器
CPU寄存器
CPU寄存器
累加器 (A) 累加器A是一个通用8位寄存器。经常用于暂存一个输入到算 术逻辑单元(ALU)的操作数，并且用于存放(ALU)的计算结果。 复位对累加器A的内容没有影响。 索引寄存器(H:X) 这个16位寄存器实际上分为两个8位寄存器(H和X)，它们作为 一个16位的地址指针一起工作，H存放一个地址的高位字节 和X存放地址的低位字节。所有索引寻址模式指令利用H:X中 全部16位值作为一个索引参考指针；然后，为了与早先 M68HC05家族兼容,一些指令只在低8位(X)中运行，并且H在 复位过程中强制为0x00。复位对X的内容没有影响。
HCS08 CPU的特点包括:
▪目标代码完全向上兼容M68HC05和M68HC08家族 ▪所有寄存器和存储器映射在单块64 Kbyte地址空间 ▪16位堆栈指针SP(64 Kbyte地址空间中的任意大小堆栈) ▪16位索引寄存器(H:X)的强大的寻址索引模式 ▪多种寻址模式 ▪8位累加器(A) ▪支持存储器到存储器的数据传送 ▪高效的位操作指令 ▪快速的8位乘8位和16位除以 8位指令 ▪STOP和WAIT指令唤醒低功耗运行状态
条件代码寄存器(CCR) 条件代码寄存器 8位条件代码寄存器存放中断屏蔽位(I)和5个指出刚执行指令 结果的标志。第5和第6位永远设置为1。如图：
I 位是中断屏蔽控制位，与其他位不同的是它在CCR 中不是处 理器状况位。在CCR的六个可执行位中，I 位也是复位后唯一可 被初始化的位。I 位复位后置为1，这使得中断被屏蔽直到堆栈 指针被初始化。其他五个状态位(V、H、N、Z 和C)在复位后是 未知的，只有在执行一个指令后才能知道。复位后无须强制这 些位为特定的值，因为直到执行了一个影响它们的指令后，与 这些位相关的条件转移才有意义。 这五个状态位标志了运算和其他指令的结果。条件转移指令 根据CCR 内状态位的值来决定是直接转移到一个新的程序地址， 还是继续执行下一个指令。简单的条件转移指令(BCC、BCS、 BNE、BEQ、BHCC、BHCS、BMC、BMS、BPL 和BMI)所导 致的转移取决于单一的CCR 位状态，而其他转移指令则被两三 个更复杂的CCR 位控制。例如，若布尔表达式[(Z) | (N⊕V)]真， 则将产生小于等于转移(BLE).
飞思卡尔16位单片机的资源配置
以MC9S12XS128MAL为例，其实DG128之类的类似。
如图一，128代表的是单片机中的FLASH大小为128K Byte，同理64代表的是单片机中的FLASH大小为64 K Byte，256代表的是单片机中的FLASH大小为256 K Byte。
但是S12(X)所使用的内核CPU12(X)的地址总线为16位，寻址范围最大为2^16 =64K Byte，而这64K Byte的寻址空间还包括寄存器、EEPROM （利用Data Flash模拟）、RAM等，因此不是所有的64K Byte都是用来寻址FLASH。
所以在S12(X)系列单片机中，很多资源是以分页的形式出现的，其中包括EEPROM、RAM、FLASH。
EEPROM的每页大小为1K Byte，RAM的每页大小为4K Byte，FLASH的每页大小为16K Byte。
因此XS128中EEPROM的页数为8K/1K = 8页，RAM的页数为8K/4K = 2页，Flash的页数为128K/16K = 8页。
图一图二在单片普通模式中，复位后，所有内存资源的映射如图二所示，其中从0x0000-0x07FF 的2K范围内映射为寄存器区，如I/O端口寄存器等，当然寄存器没有那么多，后面的一部分其实没有使用；从0x0800-0x0BFF，共1K的空间，映射为EEPROM区，由上面的分析，XS128中共有8页的共8K的EEPROM，所以这8页的EEPROM都是以分页的形式出现的，可以通过设置寄存器EPAGE选择不同的页并进行访问；从0x0C00到0x0FFF的1K空间为保留区（其实这里面也有学问，以后探讨）；从0x1000到0x3FFF的12K空间为RAM区，分为三页，但是和前面所说的EEPROM不同，这三页中有2页（对于XS128和XS256）或一页（对于XS64）为固定页，位于12K空间的后一部分，以XS128为例，其内部的RAM资源为8K，所以其三页中的最后两页（0x2000-0x3FFF）为固定页，第一页（0x1000-0x1FFF）为窗口区，通过设置寄存器RPAGE来映射其他分页的RAM，当然在单片普通模式下，XS128内部已经没有其他的RAM了，所以这一页其实也没有用。
飞思卡尔单片机教学
沿锁存。LSTRB：在外部使用2片8位宽度存储器时和ADDR0，R/W配合使用。可可转转到到9页页图图。。
模式选择和PORTE复用 TEST：保留脚，接地 XIRQ：非屏蔽中断 IRQ：可屏蔽中断
RAM
EEPROM
Flash/ROM
外部扩展存储器
低
§3-5 复位及时钟—复位
上电复位
单片机自动检测VDD端的正跳变，启动自动工作。
外部复位
通过RESET引脚加一低电压，拉低超过一定时间 后可实现复位。
看门狗复位
帮助系统在软件跑飞后自动复位。
时钟监视器复位
利用内部的RC电路来保证时钟频率满足要求。
MC9S12DG128拥有128K的FLASH，8K的RAM，2K的EEPROM。
用于给单片机内部提供合适的电源电压,9S12单片机内核使用2.5V供电.VDD1\2,VSS1\3,VDDPLL若使用电压调整模块,这些引脚
电压调整模块及相关引脚 只用接去耦电容.注意VDD1.2的箭头是向外出的.
电压调整模块
存储器容量寄存器
RAM_SW2-RAM_SW0：分配系统RAM存储空间
寄存器区映射寄存器－INITRG
指定内部寄存器区基址的高5位。 则最小基址是$0000，最大基址为$7FFF(D7=0决定)。
使用时，一般定位在$0000开始的1K中。 因为前256个字节可以用直接地址（8 bit地址）访问，如果
Z： 0标志，当运算结果为0时，该位置1。
V： 2补码运算溢出标志，当运算结果出现2补码溢出时，该位置1。
飞思卡尔8位单片机—飞思卡尔8位单片机基础知识
2.2、单片机的命名规则及选择
2.2.1、单片机选型需要关心的事项
供电电压、速度及功耗 管脚数量、并口与串口、功能复用、外扩能力 存储器资源：ROM、RAM、是否分页 外设接口 定时器数量、PWM、捕捉、比较 SPI、IIC、UART、CAN、USB、YITAI 中断源 模拟量处理 特殊接口:VGA、LCD、MOTOR 封装
选型要学会查找资源差异表
Freescale的08系列单片机型号有一百多种。在 这些不同型号的单片机中，资源各不相同，即使 是同一种型号的单片机，也有多种封装形式，其 I/O引脚数目也不相同。如MC68HC908JB8就有 20脚的DIP、28脚的SOIC、44脚的QFP和20脚 的SOIC四种封装形式。
7〉 管脚的复用
注意： 0、管脚功能复用时的优先 级见右表，高优先级接管管 脚时，对低优先级模块会产 生杂乱信号，因此切换前应 先停止不使用的功能。 1、PTA5作为只能输入管脚 而言，输入电压不能超过 VDD。 2、IIC使用的端口可以通过 设置SOPT2 寄存器中的 IICPS位重新定位到PTB6和 PTB7，复位时缺省使用 PTA2 and PTA3。 3、如果ACMP和ADC被同 时使能，管脚PTA0和PTA1 可同时使用。
第二章 飞思卡尔8位单片机基础知识
2.1、飞思卡尔8位单片机系列简介 2.2、飞思卡尔单片机命名规则与单片机选型 2.3、 MC9S08QG8硬件结构
8bit 单片机的Core type
HC08系列、HCS08系列、RS08系列。 HC08是1999年开始推出的产品，种类多，针对不同场合 的应用都可以选到合适的型号。 HCS08是2004年左右推出的8位MCU，资源丰富，功耗 低，性价比高，是08系列单片机的发展趋势。HC08与 HCS08的最大区别是调试方法不同与最高频率的变化 。 RS08是HCS08架构的简化版本，2006年推出，其内核体 积比传统的内核小30%，带有精简指令集，满足用户对 体积更小、更加经济高效的解决方案的需求。RAM及 Flash空间大小差异、封装形式不同、温度范围不同、 频率不同、I/O资源差异等形成了不同型号，为嵌入式 应用产品的开发提供了丰富的选型。
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7〉 管脚的复用
注意： 0、管脚功能复用时的优先 级见右表，高优先级接管管 脚时，对低优先级模块会产 生杂乱信号，因此切换前应 先停止不使用的功能。 1、PTA5作为只能输入管脚 而言，输入电压不能超过 VDD。 2、IIC使用的端口可以通过 设置SOPT2 寄存器中的 IICPS位重新定位到PTB6和 PTB7，复位时缺省使用 PTA2 and PTA3。 3、如果ACMP和ADC被同 时使能，管脚PTA0和PTA1 可同时使用。
管脚及其功能
6〉 管脚控制寄存器
位于高页面的管脚控制寄存器，可以独立设置每个管 脚的输出驱动强度、输出信号变化速度、输入脚的内部 上拉允许等。内部上拉的设置有些时候自动失效，比如 管脚设为输出、管脚被外设使用、管脚作为模拟电路使 用等。如果管脚被用于键盘中断KBI模块,，并设置上升 沿触发，则允许上拉时实际是配置了下拉电阻。 对输出管脚设置了输出变化速度控制后，可以减少 EMC辐射，变化速度控制对输入脚无效。 输出管脚的输出驱动强度控制，可以选择更大的驱 动电流，虽然每个输出管脚都可以设置成大电流驱动， 但总电流不能超出芯片的工作范围。同时大驱动电流对 EMC辐射也会有一定影响。
• EPROM
EPROM（Erasable Programmable ROM，可擦除可编 程ROM）芯片可重复擦除和写入，。EPROM芯片在其正 面的陶瓷封装上，开有一个玻璃窗口，透过该窗口，可以 看到其内部的集成电路， 紫外线透过该孔照射内部芯片 就可以擦除其内的数据，完成芯片擦除的操作要用到 EPROM擦除器。EPROM内资料的写入要用专用的编程 器，并且往芯片中写 内容时必须要加一定的编程电压（ VPP=12—24V，随不同的芯片型号而定）。EPROM的型 号是以27开头的，如27C020(8*256K)是一片 2M Bits容 量的EPROM芯片。EPROM芯片在写入资料后，还要以 不透光的贴纸或胶布把窗口封住，以免受到周围的紫外线 照射而使资料受损
飞思卡尔16位单片机概述
飞思卡尔16位单片机概述飞思卡尔提供所有16位汽车电子解决方案。
飞思卡尔有着30多年汽车电子的领导地位，并将继续开拓微控制器技术，是全球领先的汽车工业半导体供应商。
飞思卡尔是全球第十大半导体厂商，也是最大的汽车和通讯产业嵌入芯片制造商。
2004年，飞思卡尔从摩托罗拉中剥离了出来。
目前，它为摩托罗拉提供绝大多数手机用芯片。
S12X系列的性能达到了原HCS12器件五倍。
S12X系列尽管增加了172条额外指令来提高分页访问功能并执行32位计算，但其设计宗旨是实现与先前编写的HCS12代码的完全兼容性。
此外，S12X系列还提供了业界首个XGATE模块。
这个多用途、高效处理器实现了高达80 MIPS 的附加处理能力，将一些诸如基本网关活动和相关外设处理的任务从主CPU上卸载。
其并行架构实现了对于中断可进行更多的决定性处理并使设计工程师可以避免核心功能与中断处理间的冲突。
相关系列S12XB系列面向通用市场进行了特性/成本优化，针对相对S12XD需要更精简外设的应用；提供128K 到256K Flash和80到112个管脚的封装。
S12XD系列面向通用市场的全功能系列，满足很广泛的应用需求，在可裁减性、兼容性和整体系统成本上提供极高的价值。
提供64K到512K Flash和80……S12XE系列S12X系列中性能最好的产品，带有XGATE和增强的系统集成特性。
提供128K到1MB的Flash 和80到208个管脚的封装。
S12XF系列面向底盘节点中执行器和传感器应用的Flex Ray系列；提供128K Flash和64到112个管脚的封装。
S12XH系列MC9S12XHZ系列16位微控制器是工业界第一款集成片上TFT图形显示驱动的产品，扩充了低端仪表板的图形显示能力。
MC9S12XHZ512……S12XS系列S12XS 16位微控制器（MCU）系列针对广泛的低成本汽车车身电子应用进行了优化。
提供64K到256K Flash和48到112个管脚的封装。
单片机原理及应用-S12X单片机的结构与组成
单片机原理及应用-S12X单片机的结构与组成单片机原理及应用S12X 单片机的结构与组成在当今的电子技术领域，单片机的应用可谓无处不在。
从智能家居到工业控制，从汽车电子到医疗设备，单片机都扮演着至关重要的角色。
其中，S12X 单片机以其出色的性能和独特的结构组成，在众多单片机中脱颖而出。
S12X 单片机是飞思卡尔（现恩智浦）推出的一款高性能 16 位单片机。
它采用了增强型的 HCS12 内核，相较于传统的 8 位单片机，具有更强的处理能力和更丰富的功能。
从硬件结构上看，S12X 单片机主要由以下几个部分组成：1、中央处理器（CPU）：这是单片机的核心，负责执行指令和进行数据处理。
S12X 的 CPU 采用了 16 位的架构，具有较高的运算速度和处理能力。
2、存储器：包括程序存储器（Flash 或 ROM）和数据存储器（RAM）。
程序存储器用于存储用户编写的程序代码，而数据存储器则用于存储运行过程中的临时数据。
S12X 单片机通常具有较大的存储空间，以满足复杂应用的需求。
3、输入/输出（I/O）端口：用于与外部设备进行数据交换。
这些端口可以配置为不同的工作模式，如输入、输出、高阻态等，以适应各种接口需求。
4、定时器/计数器：用于实现定时、计数和脉冲宽度调制（PWM）等功能。
S12X 单片机通常配备多个定时器/计数器，以满足不同的定时和计数需求。
5、串行通信接口：如SCI（串行通信接口）、SPI（串行外设接口）和 IIC（集成电路间总线）等，用于与其他设备进行串行数据通信。
6、模数转换器（ADC）：用于将模拟信号转换为数字信号，以便单片机进行处理。
7、脉宽调制模块（PWM）：可以生成不同占空比的脉冲信号，用于控制电机、灯光等设备。
在软件方面，S12X 单片机通常使用特定的开发工具和编程语言进行编程。
常见的编程语言有 C 语言和汇编语言。
开发人员可以使用这些语言编写程序，并通过下载工具将程序烧录到单片机的存储器中。
第二章 飞思卡尔单片机简介
2.2 HCS12X系列单片机概述
2.2.3 XGATE的基本特性
（5）互斥信号量 主处理器与XGATE 之间常用的通信方式是共享资源。 由于这两个内核可以独立异步的访问内存及片上外设，就会 产生数据完整性问题。为了保证共享数据的完整性，XGATE 集成了8 个硬件互斥信号量（Semaphore）。用户可以通过 硬件信号量来同步两个内核对共享数据的访问。信号量有3种 状态：释放、主处理器锁定和XGATE 锁定。每个内核在访问 共享资源前，应当首先锁定相应的信号量；在访问结束后应 当释放相应的信号量。
2.2 HCS12X系列单片机概述
S12X系列单片机与S12系列单片机的主要区别
2.2 HCS12X系列单片机概述
2.2.2 XGATE协处理器与主处理器的关系
在S12X系列中，中断控制器硬件产生的中断可以选择由XGATE 或者S12XD主处理器来处理。XGATE对于任何中断的处理都会减轻 主处理器的中断负荷，并且XGATE 完全有能力响应整个中断。
2.2.1 HCS12X系列单片机主要特点 Freescale公司于2005年推出HCS12X系 列单片机（也称为MCU），该系列是 HCS12系列的增强型产品，基于S12 CPU 内核，可以达到25 MHz的HCS12的2～5倍 的性能。S12X系列增加了172条指令，可 以执行32位运算，总线频率最高可达40 MHz，并且改进了中断处理能力。
2.2 HCS12X系列单片机概述
2.2.3 XGATE的基本特性
（4）XGATE事件驱动线程
XGATE的代码执行是由事件驱动的，这里的事件就是指 中断。所谓事件驱动就是指由中断来触发XGATE运行。没有 中断时，XGATE 不执行任何指令，从而也没有功耗。可见 XGATE 的代码就是一组中断服务程序，没有主程序或空闲时 的循环程序。XGATE 的中断服务程序也称做线程。
飞思卡尔MC9S12XS128单片机各模块使用方法及寄存器配置
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。
飞思卡尔单片机 DG128 Timer模块介绍
Timer模块介绍1、简述MC9S12XS128定时器模块与MC9S12DG128 ECT部分功能完全类似，以下均以ECT模块介绍xs128定时器模块。
HC12 增强型捕捉计时器模块在HCS12标准定时器的基础上增加了一些特点，用以扩展它的应用范围，特别是在汽车ABS 方面。
基准计时器的核心仍然是一个16 位的可编程计数器，其时钟源来自一个预分频器。
该计时器可以被应用于多个方面，包括在对输入波形进行测量的同时产生一个输出波形。
波形的脉宽可以在几微秒到数秒的范围内变化。
增强型定时器模块（ECT）的结构框图如下，ECT功能相当于高速的I/O口，由一个4位预分频器、一个16位自由运行计数器，8个16位IC/OC通道，2个16位脉冲累加器以及一个16位模数递减计数器组成。
ECT实际上是一个16位的可编程计数器，它的基本时钟频率可以通过预分频器设置，用于产生波形输出，测量输入波形，统计脉冲个数，可以作为定时中断功能和独立时钟基准。
2、运行模式停止：由于时钟停止，计时器和计数器均关闭。
冻结：计时器和计数器均保持运行，直到T SCR($06)的T SFRZ 位被置1。
等待：计数器保持运行，直到T SCR($06)的T SW AI 位被置1。
正常：计时器和计数器均保持运行，直到T SCR($06)的T EN 位和M CCTL($26)的M CEN 位被分别清0。
IC 通道组IC 通道组由四个标准的缓冲通道IC0-IC3 和四个非缓冲通道IC4-IC7 组成，两部分的基本功能都是捕捉外部事件发生的时刻，但是缓冲通道除了IC／OC 寄存器TCn 外，还设有保持寄存器TCnH，此外还在入口设置了延迟计数器，用来提高抗干扰能力。
非缓冲通道没有保持寄存器，入口也没有延迟计数器，但每个通道入口设置了一个 2 输入端的多路器，事件触发信号可以是来自本通道的输入引脚PORTn，也可以是来自其关联通道PORT(n-4)的延迟计数器输出，使用更加灵活。
第二章 飞思卡尔单片机简介
2.2 HCS12X系列单片机概述
2.2.3 XGATE的基本特性
（5）互斥信号量 主处理器与XGATE 之间常用的通信方式是共享资源。 由于这两个内核可以独立异步的访问内存及片上外设，就会 产生数据完整性问题。为了保证共享数据的完整性，XGATE 集成了8 个硬件互斥信号量（Semaphore）。用户可以通过 硬件信号量来同步两个内核对共享数据的访问。信号量有3种 状态：释放、主处理器锁定和XGATE 锁定。每个内核在访问 共享资源前，应当首先锁定相应的信号量；在访问结束后应 当释放相应的信号量。
2.2 HCS12X系列单片机概述
S12X系列单片机与S12系列单片机的主要区别
2.2 HCS12X系列单片机概述
2.2.2 XGATE协处理器与主处理器的关系
在S12X系列中，中断控制器硬件产生的中断可以选择由XGATE 或者S12XD主处理器来处理。XGATE对于任何中断的处理都会减轻 主处理器的中断负荷，并且XGATE 完全有能力响应整个中断。
2.2 HCS12X系列单片机概述
2.2.4 典型S12X系列单片机简介
（4）MC9S12XS系列 MC9S12XS系列单片机是高性能MC9S12XE系列单片机 的经济性、高效性产品的补充，带有一套为汽车车身和乘客 舒适度应用而优化设计的改进型片上外围设备、存储器等模 块，可应用于汽车座椅控制模块、空调控制模块、各种车身 控制模块等的设计应用。
2.2 HCS12X系列单片机概述
2.2.4 典型S12X系列单片机简介
（1）MC9S12XA、MC9S12XB和MC9S12XD系列
这三个系列的单片机是以低成本和低功耗为目的设计的，具有良好的电磁兼 容性和高效的代码执行效率。MC9S12XA系列主要包括MC9S12XA256和 MC9S12XA512两种型号的单片机，其中MC9S12XA512包含外部总线接口EBI， 模块映像控制MMC功能，中断控制器INT，用于监控HCS12X CPU和XGATE总 线活动的调试模块DBG和背景调试模式BDM功能，具有2个A/D模块，每个为12 通道10位分辨率，具有4个独立暂停期限的定时器PIT，暂停期限可以在1～224总 线时钟周期之间选择，同时还有CRG模块，具有低噪声/低功耗皮尔斯（Pierce） 振荡器、PLL、COP监视器、实时中断、时钟监控器等功能。 MC9S12XB系列目前主要包括MC9S12XB128和MC9S12XB256两种型号的 单片机。它们的总线频率均为33 MHz，该系列单片机与MC9S12XD系列单片机 完全兼容，相比于S12XD系列而言，S12XB系列单片机精简了一些功能，并通过 降低总线速率来减少成本。
飞思卡尔单片机简介
2.2 HCS12X系列单片机概述
S12X系列单片机的最大特点是增加了一个并行处理的 外围协处理器XGATE模块，它是一个独立于主处理器 （S12XD）的可编程RISC 内核。XGATE可作为一个高效 的DMA 控制器使用，能够自主地实现外设与RAM 之间的 高速数据传输，并在数据传送过程中灵活进行数据处理； XGATE也可作为一个单独的算法单元完成运算功能，如 通信协议的实现；XGATE 还可作为虚拟外设使用，如使 用通用I/O口模拟串行通信口功能，或对简单的外设通过 软件包装实现功能强大的个性化外设功能等。集成 XGATE的目的就是在日益复杂的嵌入式系统中，减轻 S12XD主处理器的负担，以增强系统的数据吞吐能力和应 用功能设计的灵活性。
列单片机（也称为MCU），该系列是 HCS12系列的增强型产品，基于S12 CPU 内核，可以达到25 MHz的HCS12的2～5倍 的性能。S12X系列增加了172条指令，可 以执行32位运算，总线频率最高可达40 MHz，并且改进了中断处理能力。
2.2 HCS12X系列单片机概述
S12X系列单片机采用复杂指令集计算 机（CISC）架构，集成了中断控制器，具 有丰富的寻址方式。中断有7个优先级，并 且内核支持优先级的的调度，最多可以有 117个中断源。
2.2 HCS12X系列单片机概述
2.2.3 XGATE的基本特性
（3）XGATE访问空间
S12X的全局存储空间共有8 MB， XGATE可以访问其中片内的64 KB空间。 这64 KB空间包括2 KB的片上外设寄存 器，30 KB的片上闪存和最大32 KB 的 片内RAM。注意XGATE不能访问 EEPROM 空间或片外资源。XGATE的 访问空间完全限制在主处理器内部访问 空间范围内。地址仲裁的规则是主处理 器的优先级总高于XGATE，如图所示。
飞思卡尔单片机教学课件
THANKS
具体实现方法：首先需要将LED灯连接到单片机的某个I/O端口上，然后在程序 中配置该I/O端口的输出模式，通过循环语句控制LED灯的亮灭状态，从而实现 LED闪烁的效果。
按键输入程序
按键输入程序是单片机编程中常见的应用之一，通过编实现方法：首先需要将按键连接到单片机的某个I/O端口 上，然后在程序中配置该I/O端口的输入模式，通过检测该 I/O端口的电平变化来判断按键是否被按下，从而实现按键输 入的功能。
随着物联网和嵌入式系统 的发展，对单片机的功耗 要求越来越高，低功耗设 计成为未来的重要趋势。
多核处理器
为了提高处理能力和效率， 单片机将向多核处理器方 向发展，实现更复杂的功 能和更高的性能。
无线连接
无线连接技术的发展，使 得单片机能够更好地与外 部设备进行通信和控制， 扩展了应用范围。
飞思卡尔单片机的未来
IAR Embedded Workbench： 另一款流行的单片机开发软件，
提供丰富的工具链。
MPLAB X IDE：适用于XC8和 XC16系列单片机的开发环境，
由Microchip公司出品。
03 飞思卡尔单片机编程实 践
LED闪烁程序
LED闪烁程序是单片机编程的基础实践之一，通过编写程序控制LED灯的亮灭， 可以帮助学生理解单片机的I/O端口操作和程序执行流程。
更高效的生产工艺
更智能的算法支持
随着半导体技术的不断发展，飞思卡 尔单片机的生产工艺将更加高效，性 能和集成度更高。
随着人工智能和机器学习技术的发展， 飞思卡尔单片机将集成更智能的算法， 实现更高级的功能和应用。
更丰富的外设接口
为了满足各种应用需求，飞思卡尔单 片机将提供更丰富的外设接口，如 USB、HDMI等。
飞思卡尔单片机结构
Flash编程中的错误 （错误标志FACCERR ）
• 未设置FCDIV，得到合理的内部FLASH时钟之前，对FLASH某地址写数。 •FCBEF（命令缓冲空）标志位未设置的情形下，对FLASH写数。 •提交命令之前多次对FLASH某地址写数据。 •提交命令之前多次写FCMD寄存器。 •对FLASH某地址写数据后，不是接着写FCMD，而是其他控制寄存器。 •对FCMD写入的不是5个命令(0x05, 0x20, 0x25, 0x40, or 0x41)之一。 •写完FCMD之后不是去写FSTAT以清除FCBEF并提交命令，而是操作其他 FLASH 控制寄存器。 •正对FLASH编程或擦除时，MCU突然进入stop模式时。 •当MCU设置了安全保护，BDC对FLASH只能执行空检查和整体擦除命令，如 果此 时BDC试图执行字节编程、突发编程、页擦除命令(0x20、0x25、0x40)时会 出错。 • 对FCBEF写0以取消当前设置命令的执行时，会设置出错标志。
BKGD
GND NC REST NC VDD
BDM
寄存器与片内存储器
存储器： ROM、RAM、FLASH 哈佛结构（分开） 普林斯顿结构（共用） MC9S08QG8存储器配置 数据存储器RAM，flash，寄存器 （直接页面寄存器00-5F) ( 高页面寄存器1800-184F) (非易失寄存器FFB0-FFBF)
飞思卡尔单片机结构
ห้องสมุดไป่ตู้
飞思卡尔8位单片机MC9S08
MC9S08QG8的基本组成
MC9S08QG8引脚及功能
PTA[0:5] PTA5输入；PTA4输出；PTB[0:7] 通用I/O
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主要内容 讲述单片机的结构，系统，程序设计和应用。 课程安排 1-4周理论教学，5-8周金工实习， 9-20周理论教学，实验教学（待定） 考试 80%理论+20%实验 教材与参考文献 MCS-51教材，李朝青（？） 飞思卡尔8位单片机适用教程，李刚，2009 单片机原理及系统设计，胡汉才，2002 应用文献与网站
参数
需要的FCLK周期数
FCLK=200kHz时所需时间
字节编程
页擦除
9
4000
45 µs
20 µs 20 ms
字节编程（突发） 4
整体擦除
20，000
100 ms
Flash编程和擦除方法
在FCDIV寄存器被初始化，且FSTAT寄存器中的所有错误标志都被清零之后，对FLASH 编程和擦除的操作步骤如下： 对某FLASH单元写入数据值，且此次写的地址和数据信息都被锁存在FLASH接口中， 这种写入操作是执行任何FLASH命令的第一步。对于擦除和空检查命令而言，写入的数 据信息被忽略；对于页擦除命令，地址可以是该512字节页的任何地址；对于整体擦除 和空检查命令，地址可以是FLASH空间的任何地址。对于字节编程命令,必须给相应地 址单元赋实际要写入的值。注意在编程之前必须先擦除，否则会破坏FLASH中的数据。 对命令寄存器FCMD写入有效的5个命令之一：空检查 (0x05)、字节编程(0x20)、突发模 式编程(0x25)、页擦除(0x40)和整体擦除(0x41)。 对状态寄存器FSTAT 中的FCBEF写“1”以清除该位， 标明已有命令等待执行，同时提 交命令。如果在写1之前，向其写0会取消命令的执行。这种取消命令的方式会将出错标 志FACCERR置位，且在执行新命令之前需要人工清除错误标志。 观察命令执行完成标志(FCCF，Flash Command Complete Flag) 是否被设置，以便知道命 令是否完成。下图是非突发模式编程流程。 注意：在FLASH进行编程操作时，FLASH仍是不能读的，也就是说，对FLASH的操作程 序不在FLASH中进行，而是将程序复制到RAM执行。
飞思卡尔单片机结构
飞思卡尔8位单片机MC9S08
MC9S08QG8的基本组成
MC9S08QG8引脚及功能
PTA[0:5] PTA5输入；PTA4输出；PTB[0:7] 通用I/O
Pin介绍
电源：VCC/VSS，1.8~5.5V 复位 PAT5/IRQ/TCLK/REST共用，低电平有效， STOP1(RSTPE=1) 背景/状态选择 PAT4、ACMP0/BKGD/MS STOP1(BKGDPE=1), 背景调试通信 通用I/O和外围接口 12个（PTA0~3;PTB0~7;PTA4(出);PTA5(入)) 多功能复用（定时器,SCI,ADC,KEY) *驱动与上拉输出
CPU/ROM/RAM/FLASH/ADC/DAC/UART/TIM ER/SCI/I2C/WDT/SPI/BCD/ASCII/USB……
ISP(In System Programming )
MCS-51 (89C51)
40Pin P0-P3共32个I/O口 2个定时器 1个UART 5级中断 无ISP ……
Flash块保护
块保护功能可以防止被保护的FLASH区域被意外擦除或更改。保护的区域设置由寄存 器FPROT决定，而FPROT不能被用户程序修改，该高页面寄存器的数值是复位后自 动从FLASH寄存器NVPROT中拷贝过来的。块保护的区域是最高地址0xFFFF往低地 址512字节的整数倍。由于NVPROT位于地址最高的，可保护的第一个512字节块里， 只要启动块保护，寄存器NVPROT自己也被保护起来，不能被用户程序访问。由于寄 存器FPROT的内容可被BDC修改，因此BDC可以先将FPROT设置成无保护状态，然 后就可以擦除、重编程被保护的FLASH块了。 编程中为了允许块保护，需要配置NVPROT寄存器，将其高7位（FPS7-FPS1）设 为最后一个未被保护的字节地址的高7位。例如,为了保护存储器中最后的1536（3*512） 个字节(地址从0xFA00到0xFFFF)，则最后一个未被保护的地址是0xF9FF。所以寄存器 NVPROT的高7位需设置为1111 100，同时，NVPROT中的0位（FPDIS）必须写为0， 以确保块保护。因此NVPROT必须写入0xF8以保护最后的3块FLASH页。 块保护功能的一个应用，就是保护监控程序不被破坏
基于PSOC单片机（CYPRESS)
MSP430单片机内部结构
增强型51-C8051F120（Cygnal）
飞思卡尔单片机
概述（结构和基本组成） 飞思卡尔单片机最小系统 存储器地址、配置和功能 CPU寄存器和系统初始化 端口寄存器
FreeScale 8位机系列
系列识别 MC 9 S08 GB 60 X XX E
主要内容
基于微处理器的应用（医学） 微型计算机组成、发展及工作原理 单片机系统及结构 引脚配置及功能 外围硬件组成 常用电路设计 存储器配置 最小单片机系统
数据采集系统结构
模拟信号与数字信号的连接
生物医学信号采集与系统
core
血压计
心电图与便携式心电机
脉搏血氧监测仪
MCU
微型计算机的组成、发展
复位方式 外部复位电路（如前） 内部复位源触发： 低电压监测（LVD）；COP看门狗；非法操 作码监测（ILOP）；非法的地址检测（ILAD）； 在BDM调试中触发背景调试强制复位源复位。
下载调试电路BDM
片内嵌入式背景调试控制器（BDC）和调 试模块（DBG)组成，单线连接； RS232(USB)MCU BDM插槽
BKGD
GND NC REST NC VDD
BDM
寄存器与片内存储器
存储器： ROM、RAM、FLASH 哈佛结构（分开） 普林斯顿结构（共用） MC9S08QG8存储器配置 数据存储器RAM，flash，寄存器 （直接页面寄存器00-5F) ( 高页面寄存器1800-184F) (非易失寄存器FFB0-FFBF)
Flash的突发模式编程
通常，执行编程或擦除命令时，FLASH阵列相关的电荷泵 打开，以对阵列提供高电压。完成该命令之后，电荷泵关 闭。突发编程命令用来对连续的字节进行编程，与使用标 准编程命令比较，它需要更少的时间。因为突发编程命令 不需要关闭两次编程操作之间加在FLASH阵列上的高电 压。在完成突发编程操作之后，如果同时满足以下两个条 件时电荷泵不会关闭： 在本次编程操作完成之前，下次编程命令已经排队等候。 下次编程字节与本次编程字节在同一行。 FLASH存储器中的一行由64个字节组成，每一行字节的 低6位从000000—111111依次递增。在突发模式中编程一 系列连续字节中的第一个字节所花的时间与正常模式编程 一个字节的时间相同，后续字节将以突发模式编程。若下 一个连续地址在另一行，则字节按标准模式编程。
二、数制及数制间的转换
（一）计算机中的数制
1、十进制 （Decimal) 0~9 10D 2、二进制（Binary) 0、1 %1010 3、十六进制（Hexadecimal） 0～9、A、B、C、D、E、F
$0A
（二）数制间的转换
单片机基础
概念 MCU（micro-controller) SCU (single chip unit) Soc ( System on chip) 位数：481632 主要名词
微型计算机的组成 软件：OS/AS/……. 硬件：CPU/MB/LCD/KB/……. 微型计算机的发展 微型计算机的工作原理
硬件DIY（机箱）
计算机内部基本组成
地址总线 AB
CPU
运算器
存 储 器
I/O 接 口
输 入 设 备
I/O 接 口
输 出 设 备
控制器
数据总线 DB
控制总线 CB
总线——连接多个功能部件的一组公共信号线
Flash编程中的错误 （错误标志FACCERR ）
• 未设置FCDIV，得到合理的内部FLASH时钟之前，对FLASH某地址写数。 •FCBEF（命令缓冲空）标志位未设置的情形下，对FLASH写数。 •提交命令之前多次对FLASH某地址写数据。 •提交命令之前多次写FCMD寄存器。 •对FLASH某地址写数据后，不是接着写FCMD，而是其他控制寄存器。 •对FCMD写入的不是5个命令(0x05, 0x20, 0x25, 0x40, or 0x41)之一。 •写完FCMD之后不是去写FSTAT以清除FCBEF并提交命令，而是操作其他 FLASH 控制寄存器。 •正对FLASH编程或擦除时，MCU突然进入stop模式时。 •当MCU设置了安全保护，BDC对FLASH只能执行空检查和整体擦除命令，如 果此 时BDC试图执行字节编程、突发编程、页擦除命令(0x20、0x25、0x40)时会 出错。 • 对FCBEF写0以取消当前设置命令的执行时，会设置出错标志。
MC/XC/PC/KMC/KXC 9-FLASH/0-ROM 60-模拟存储 X-温度 XX-封装，E-无铅
性能比较
闪存1/2/4/8/16/32/…256K; RAM 63/128/256/512/……8KB 定时器 1/2/3/4个； I/O 4/6/14/30/……70 通信口SCI/SPI/I2C/LCD/CAN/USB 工作电压：1.8~3.6/2.7~5.5V……
复位和中断入口地址
非易失寄存器
非易失寄存器包括8字节的后门钥匙，能够 选择性的用来获得对加密存储资源的访问。