单片机(飞思卡尔)课程设计

课程设计报告

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开课时间：学年学期

目录

第一章系统概要 (1)

1.1 系统背景 (1)

第二章系统硬件设计 (2)

2.1 系统原理图 (2)

2.2 单片机（MCU）模块 (3)

2.2.1 MC9S08AW60单片机性能概述 (3)

2.2.2 内部结构简图 (3)

2.3 串行通信模块 (4)

2.3.1 MAX232引脚图 (4)

2.3.2 串行通信的电路原理 (5)

2.4 液晶显示模块 (6)

第三章系统软件设计 (8)

3.1 MCU方（C）程序 (8)

3.1.1串行通信子程序 (14)

3.1.2 LCD子程序 (18)

第四章系统测试 (21)

第五章总结展望 (24)

5.1 总结 (24)

5.2 展望 (24)

参考文献 (24)

第一章系统概要

1.1 系统背景

单片机（MCU）的基本定义是：在一块芯片上集成了中央处理器（CPU）、存储器（RAM/ROM等）、定时器/计数器及多种输入输出（I/O）接口的比较完整的数字处理系统。单片机自1976年由Intel公司推出MCS-48开始，迄今已有二十多年了。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗地、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，几乎“无处不在，无所不为”。单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。

Freescale的S08系列8位MCU由于稳定性高、开发周期短、成本低、型号多样、兼容性好被广泛应用。HC08是Freescale的08系列之一S08表示增强型HC08，它是在HC08基础上发展起来的，兼容HC08系列。S08是2004年左右推出8位MCU，资源丰富，功耗低，性价比很高，是08系列MCU发展趋势，其性能与许多16位MCU相当。MC9S08AW60是低成本、高性能8位微处理器S08家族中的成员，本次课程设计就是以该芯片为基础，来进行嵌入式的设计。

1.2 系统功能

当按下启动键，电子时钟从当前设定值开始走时。按秒刷新，要求在LCD 屏上显示。若按启动键，则时间暂停，再按，时间继续按秒刷新。

时间格式是”时:分:秒”（00：00：00）。通过向通用I/O端口的引脚输入高或低（1或0）电平，作为启动键，对电子钟进行控制——电子钟开始运行、暂停和继续运行。显示数据时，先把要显示的数据送到数据寄存器中，再通过发送寄存器将数据输入要LCD中显示。

第二章系统硬件设计

2.1 系统原理图

该系统由AW60最小系统电路为主要结构，利用串口进行数据的控制与采集。首先将开关接在AW60上的PORT_D口上，用于控制数字时钟系统的开关。然后将LCD的数据线7-14引脚（D0-D7）分别与MCU的PTA0-PTA7连接，LCD的控制线RS、R/W、E(4、5、6引脚)分别于MCU的PTC4、PTC6、PTF6连接，用于输出时间。数字时钟必须要有晶振电路，所以将该晶振电路与AW60的PTG5和PTG6相连，用于时间的自加。由于在运行系统时，以防电流不稳定，所以在PTB0端设

置一个下拉电阻，稳定电流。

2.2 单片机（MCU）模块

2.2.1 MC9S08AW60单片机性能概述

（1）最高达40MHz的CPU工作频率和20Hz的内部总线工作频率表；时钟源选项包括晶振、谐振器、外部时钟或内部产生的时钟。

（2）相比HC08 CPU指令集，S08 CPU增加了BGND指令。

（3）单线后台调试模式接口；增强的断点能力，允许单一的断点设置在线调试（在片内调试的模块增加了多于两个的断点）。

（4）内含32个中断/复位源；内含2KB的片内RAM；内含60KB的片内在线可编程Flash存储器，带有块保护和安全选项。

（5）可选的计算机正常操作（COP）复位；低电压检测和复位或中断；非法操作码检测与复位；非法地址检测与复位。

（6）ADC：多达16个通道，10位A/D转换器与自动比较功能；两个串行通信接口SCI模块与可选的13位中断；一个串行外设接口SPI模块；集成电路互连总线I2C模块运作高达100kbps的最高总线负载；8引脚键盘中断KBI模块。（7）Timers:1个2通道和1个6通道16位定时器/脉冲宽度调制器模板。具有输入、捕捉、输出比较、脉宽调制功能。

2.2.2 内部结构简图

1. 内部结构简图

如图所示，给出了AW60的内部结构图，它对于我们理解和应用AW60 MCU 有重要作用，在学习了基本有法后，应在反过来熟悉这个内部结构图，以便更好地理解AW60 MCU的基本原理。从内部结构图可以看出，AW60主要有以下几个部分：S08 CPU、存储器、定时器接口模块、定时器模块、看门狗模块、通用IO模块、串口通信模块（SCI）、串行外设接口（SPI）模块、I2C（IIC）模块、A/D转换模块、键盘中断模块、时钟发生模块、复位与中断模块等。

2.3 串行通信模块

2.3.1 MAX232引脚图

在MCU中，若用RS-232总线进行串行通信，则需外接电路实现电平转换。在发送端，需要用驱动电路将TTL 电平转换成RS-232电平；在接受端，需要用接收电路将RS-232电平。转化为TTL电平。电平转换器不仅可以由晶振管分立元件构成，也可以直接使用集成电路。目前使用MAX232芯片较多，该芯片使用单一+5V电源供电实现电平转换。如图所示，给出了MAX232的引脚说明。各引脚含义简要说明如下：

Vcc（16脚）：正电源端，一般接+5V。

GND（15脚）：地。

V S+（2脚）：V S+=2V CC-1.5V=8.5V。

VS-（6脚）：V S-=-2VCC-1.5V=-11.5V。

C2+、C2-（4、5脚）：一般接1μF的电解电容。