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1、.,1,第二章 Freescale单片机概述,2-1 Freescale单片机发展历程 2-2 Freescale 8位单片机 2-3 Freescale 16位单片机 2-4 Freescale 32位单片机,内容提要:,.,2,2-1 Freescale单片机发展历程,Freescale公司单片机的发展演变概况,.,3,2-2 Freescale 8位单片机,主流的8位单片机中，主要有3个系列： MC68HC08 MC68HCS08 MC68RS08 分别是CPU08、S08和RS08内核,RS08,HC08,HCS08,简化的S08 低成本，小封装,通用，型号广泛,高性能 低功耗,.,4
2、,MC68HC08系列 MC68HC08系列单片机采用CPU08内核，于1999年中期推出，以逐步实现MC68HC05各系列产品的升级换代。 MC68HC08系列单片机包含十几个系列，一百多个型号。所有型号的单片机都集成了看门狗模块，定时器都是16位的，且具有输入捕捉、输出比较和脉宽调制功能。内含系统集成模块（System Integration Module，SIM），它是协调CPU与各模块时序关系的系统级控制器，主要实现时钟控制系统、复位控制系统和中断控制系统。,.,5,1. 带液晶驱动的MC68HC908LJ/LK系列单片机 2.彩色液晶监视器控制的MC68HC908LD60、MC68H
3、C908LD64 它们可产生液晶监视器用的行同步信号和场同步信号、极性探测与控制信号等 。 3.带CAN总线接口的GZ系列和AZ系列 带有SCI(异步串行通信接口 )、SPI(同步串行通信接口 )和CAN(控制器局域网)串行通讯总线接口 。 4.带USB模块的MC68HC908JB、JG、JT、JW、LD、BD等系列 5.用于电机变频控制的MC68HC908MR8/16/32 内带有6路12位的脉宽调制模块PWM，可设定为中心对齐或边沿对齐方式，用于交流电动机、直流无刷电动机和开关磁阻电动机等的控制。 6.带无线发射功能的MC68HC908RF2,.,6,MC68HCS08系列 MC68HCS
4、08系列单片机采用了比CPU08速度快的S08内核。 有多种电压管理模式，包括具有20nA的power-down模式。 采用“零组件”设计，实现MCU从“STOP”模式的自动启动，电流可降到0.7mA。 工作电压为2.1V时，CPU和总线速率最高分别可达40MHz与20MHz；工作电压为1.8V时，CPU和总线的最高速率分别为16MHz和8MHz。 第三代0.25m的Flash技术，提供应用程序的重复编写和数据存储能力。 高度集成了4个串行通信接口，1个8路10位的模数转换器和最多8个定时器/PWM。 低功耗和高性能的特性决定了S08内核产品更适合用在电池供电或便携式应用中。,.,7,MC9R
5、S08系列 在小型产品应用中，也许并不需要CPU08或S08所具备的丰富功能，且8位单片机正逐渐向着小型化应用发展，于是Freescale推出了效率更高、成本更低的基于RS08内核的MC9RS08系列单片机。 RS08内核是精简的S08指令集内核，它精心为16K以下的Flash和引脚数目较少的设备而设计。,.,8,Freescale单片机的命名规则,产品状态。MCFully Qualified（合格）；PCProduct Engineering（测试品） ； XC表示部分合格品，有限质量保证，用于性能评估的器件 。 存储器类型标志。“无”表示片内带ROM或片内没有程序存储器；7表示片内带EPR
6、OM或一次可编程ROM（one time programmable ROM，OTPROM）；8表示片内带EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) ;9表示片内带闪存Flash EEPROM。 芯片内核类型。如08表示HC08内核、S08表示HCS08内核、RS08表示RS08内核、S12是基于速度更快的CPU12内核等。,.,9,子系列型号标志。如GP、GB、GZ等。 存储器大小。如256表示内部集成256KB的Flash等。 Flash版本标志，反映不同的擦写电压、时间等。 工作温度范围标志。“无”表示商用温度范
7、围070；C表示-4085；V表示-40105；M表示-40125。 封装形式 。如:P为双列直插DPI封装。选用某款芯片制作电路板时要特别注意封装形式。 E表示lead free packaging，即无铅封装。 在之后有些还有一个可选项，例如MC68HC912B32ACFUE8，此处的“8”表示总线速度为8MHz。,.,10,2-3 Freescale 16位单片机,根据内核的不同，可把Freescale的16位单片机分为 MC68HC12系列 MC9S12系列 MC9S12X系列 MC68HC12系列单片机 MC68HC12系列目前有A、B、D三个子系列，十几种型号。,MC68HC12B
8、系列单片机,.,11,MC68HC12D系列单片机,.,12,MC9S12系列单片机 MC9S12系列单片机（也称为HCS12系列，简称S12系列）是基于速度更快的CPU12内核的单片机系列。目前该系列单片机有MC9S12A、B、C、D、E、G、H、K、Q、R、T等系列。,MC9S12A系列单片机,.,13,MC9S12G系列单片机,MC9S12E系列单片机,.,14,带CAN总线的MC9S12B系列单片机,.,15,带CAN总线的MC9S12D系列,.,16,带液晶驱动的MC9S12H系列单片机,.,17,不同点 ROM大小 RAM大小 EEPROM大小 Flash容量 I/O口数 串行口
9、A/D转换器,.,18,MC9S12X系列单片机 S12X系列单片机最大的特点是增加了一个平行处理的外围协处理器XGATE模块。 XGATE是一个独特的、完全独立可编程的协处理器，可单独对所有的外围模块和RAM进行操作。 专门处理中断和I/O,提高系统的实时性能。,如图所示，XGATE模块直接读取ADC数据，并在RAM中对数据进行处理，然后发送到CAN总线上，这期间不需CPU的介入。,.,19,S12X V1 S12XD系列：带有CAN总线； S12XHZ系列：带LCD和步进电机驱动模块。 S12X V2 S12XE系列：12位ADC； S12XS系列：没有XGate。,.,20,MC9S12
10、XA系列单片机,MC9S12XB系列单片机,.,21,MC9S12XD系列单片机,.,22,MC9S12XE系列单片机,.,23,2-4 Freescale 32位单片机,1979年，Motorola推出的MC68000（68K）系列的CPU，片内寄存器32位，外部总线16位。在此基础上，以后继续推出了M.CORE系列、PowerPC系列、Dragon Ball（龙珠）系列和ColdFire（冷火）系列的微控制器。 1. 以CPU32/68K系列为CPU的32位单片机 CPU32/68K系列是一款经典的、设计相当成功的32位CPU，它有68K M683xx系列、68K M680 x0系列和Dr
11、agonBall系列。其中M680 x0系列包括MC68000、MC68020、MC68030、MC68040和MC68060。,.,24,2. 以ColdFire为CPU的32位单片机 Freescale的ColdFire单片机系列是传统的68K系列的替代产品。ColdFire继承了68K的内核技术，采用了与68K源码级兼容的指令系统，具有变长RISC架构，同时增强了多媒体处理和外部连接能力。ColdFire目前已经有V2、V3、V4等多种内核版本。 3. 以PowerPC为CPU的32位单片机 90年代，Apple、IBM和Motorola共同开发了基于精简指令流RISC技术的32位CPU
12、 PowerPC（Performance Optimized With Enhanced RISC Powerful CPU），其特点是可伸缩性好、方便灵活。以PowerPC为CPU的32位Freescale单片机目前有MPC5xx系列、MPC52xx系列、MPC55xx系列、MPC6xx、MPC7xx系列、MPC7xxx系列和PowerQUICC系列。其中PowerQUICC又分多个系列。,.,25,4. ARM系列32位单片机 ARM是英国的著名半导体设计公司，只出售设计，自己不生产芯片。ARM公司设计的32位RISC处理器，内核耗电少、成本低、功能强，特有16/32位双指令集，已成为移动
13、通信、手持计算、多媒体数字消费等嵌入式解决方案的RISC标准，市场占有率超过了75。 5. 以M.Core为CPU的32位单片机 M.Core是Freescale公司自行设计的一款RISC级低功耗32位CPU内核，性能和功耗方面都优于ARM7。M.Core 仅用了8万个晶体管, 0.25mm工艺下面积只有1.1mm2。M.Core 有较高的码密度和编程效率，应用程序比其它32位CPU少占用约30%存储空间。该系列单片机有MMC2001/3、MMC2107、MMC2113/4等型号 。,.,26,芯片封装知识简介,双列直插式 (Dual Inline Package, DIP) 绝大多数中小规模
14、IC均采用这种封装形式，引脚100,Intel CPU 4004,.,27,芯片封装知识简介,塑料方型扁平式 (Plastic Quad Flat Package, PQFP) 塑料扁平式（Plastic Flat Package， PFP） 间距小，管脚细，管脚数100 专用工具（表面安装设备SMD ）装卸 高频使用、可靠性高，封装面积小,.,28,芯片封装知识简介,引脚网格阵列（Pin Grid Array，PGA） 专用PGA插槽 操作方便，可靠性高，但电耗大 Intel CPU中80286、80386和某些486 ZIF（Zero Insertion Force）插座，486以后,.,29,芯片封装知识简介,球状网格阵列（Ball Grid Array，BGA） 100MHz, 208Pin BGA封装引脚数虽然增多，但引脚间距大于QFP 传输延迟小，散热性能好(可控塌陷封装法) 共面焊接，可靠性提高,.,30,9S08单片机实验系统,.,31,MC9S12DG128实验系统,.,32,COLDFIRE实验系统,.,33,单片机种类繁多，令人眼花缭乱，每种单片机都有其应用定位。 选择最合适的单片机来应用，而不是给单片机接口以适应不同的应用。,.,34,谢谢！,