第五讲 单片机

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第八届皖西学院智能车培训,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第八届皖西学院智能车培训,*,第五讲,单片机,16,位系类,MC9S12DG128,MC9S12XS128,DSC,56F8013,单片机,32,位系类,32,位,Kinetis,系列,(K10 K60),32,位,ColdFire,系列,32,位,MPC56xx,系列,第八届皖西学院智能车培训,16,位,S12,系列,第八届皖西学院智能车培训,32,位,MPC56,系列,第八届皖西学院智能车培训,32,位,ColdFire,系列,第八届皖西学院智能车培训,第八届皖西学院智能车培训,第八届皖西学院智能车培训,MC9S12XS128,性能概述,MC9S12XS128,只是,S12,家族中的一员，该器件包括大量的片上存储器和外部,I/O,口，它是一个,16,位器件，由,16,位中央处理单元、,128KB,程序,Flash,、,8KB RAM,、,8KB,数据,Flash,组成内部存储器。同时还包括,2,个异步串行通信接口（,SCI,）、,1,个串行外设接口（,SPI,）、,1,个,8,通道输入捕捉,/,输出比较定时器（,TIM,）、,16,通道,12,位,A/D,转换器和一个,8,通道脉冲宽度调制模块（,PWM,）。,第八届皖西学院智能车培训,MC9S12XS128,单,片机,各个引脚的介绍,各个模块的介绍,实例,第八届皖西学院智能车培训,引脚,通用的,I/O,口,PWM,输出口,中断口,A/D,口,串口,第八届皖西学院智能车培训,各个模块,锁相环模块,I/O,输入和输出,PWM脉宽调制模块,定时器模块,A/D转换模块,串行口通信模块,第八届皖西学院智能车培训,PLL,锁相环,MC9S12XS128,的时钟和复位发生器（,CRG,）模块，提供了锁相环（,PLL,）功能，单片机使用,PLL,功能能够获得更高的总线频率，这对于需要提高单片机运行速度的应用场合非常必要。,相关频率计算公式,f(vco,)=2*,f(osc,)*(SYNR+1)/(REFDV)/VCO,时钟频率,f(PLL,)=f(vco)/(2*POSTDIV)/,锁相环频率,f(BUS,)=f(PLL)/2 /,总线频率为锁相环频率的,1/2,第八届皖西学院智能车培训,PLL,锁,相环（实例设置总线频率,40M,）,void SetBusCLK_40M(void)/,函数名称,CLKSEL_PLLSEL=0 x00;/,禁止锁相环时钟,PLLCTL_PLLON=1;/,锁相环电路使能,SYNR=4,；等效（,0XC0|0X04,）,;/,设置时钟合成寄存器,REFDV=1,；等效（,0X80|0X01,）,;/,设置时钟参考分频寄存器,POSTDIV=0X00;/,设置时钟后分频寄存器,VCO,频率和,PLL,相同,_asm(nop);/,短暂延时，等待时钟频率稳定,_asm(nop);,while(!(CRGFLG_LOCK,=1);/,等待稳定 锁,相环,锁定,；,CLKSEL_PLLSEL=1;/,使能锁相环时钟,PLL_CLK=2*OSCCLK*(SYNR+1)/(REFDV+1),第八届皖西学院智能车培训,PLL,模块设定步骤,禁止锁相环时钟,锁相环电路使能,设置,CRG,时钟合成寄存器（,SYNR,）,设置,CRG,时钟参考分频寄存器（,REFDV,）,设置,CRG,时钟后分频寄存器（,POSTDIV,）,短暂延时，等待时钟频率稳定,锁相环频率锁定,使能锁相环时钟,第八届皖西学院智能车培训,I/O口,MC9S12XS128内部有非常丰富的输入,/,输出端口资源，同时也集成了多种功能模块，其输入,/,输出引脚大多为复用引脚。MC9S12XS128通用I/O口包括：,PORTA、PORTB、PORTE、PORTK、PORTT、PORTS、PORTM、PORTP、PORTH、PORTJ 以及 PORTAD,MC9S12XS128,除了,PORTK,有,7,个引脚以及,PORTJ,有,4,个引脚,第八届皖西学院智能车培训,相关寄存器介绍,其中PORTA、PORTB、PORTE、PORTK这四个口的寄存器包括：数据寄存器（Px）、数据方向寄存器（DDRx）、,上拉电阻寄存器（PUCR）、驱动控制寄存器（RDR）。,其中PORTT、PORTS、PORTM、PORTP、PORTH、PORTJ 这六个口的寄存器有：数据寄存器（Px）、输入寄存器（PTIx）、数据方向寄存器（DDRx）、上/下拉使能寄存器（PERx）、上/下拉选择寄存器（PPSx）、驱动控制寄存器（RDR）、中断使能寄存器（PIEx）、中断标志寄存器（PIFx）。,第八届皖西学院智能车培训,I/O,输入输出实例介绍,(,实现流水灯,),第八届皖西学院智能车培训,Void,delay(void,),unsigned i,j;,for(i,=0;i500;i+),for,（,j=0;j500;j+,）,;,Void,main(void,),unsigned char z;,DDRB=0 xff;,z=0;,While(1),switch(z,),case 0:PORTB=0 xFE;break;,.,case 7:PORTB=0 x7F;,Z+;if(z,=8),z=0;,Delay();,第八届皖西学院智能车培训,I/O,DDRA=0 x00;,DDRM=0 x00;,DDRS=0 x00;,PORTB=0 x3F;,DDRE=0XFF;,PORTE=0 x0C;,DDRT=0 xFF;,PTT=0 x31;,第八届皖西学院智能车培训,PWM模块结构组成及其特点,MC9S12XS128,的,PWM,模块具有,8,路,8,位独立,PWM,通道，通过相应设置也可变成,4,个,16,位,PWM,通道，每个,PWM,通道由独立运行的,8,位通道计数器,PWMCNT,、两个比较寄存器为通道周期寄存器,PWMPER,和占空比寄存器,PWMDTY,等组成。通过各寄存器的参数设置，确定,PWM,波形的输出周期和占空比，另外还可以通过通道极性寄存器,PWMPOL,和居中对齐使能寄存器,PWMCAE,设置,PWM,输出脉冲波形的极性和对齐方式,第八届皖西学院智能车培训,PWM输出口,PWM模块具有以下基本特征：,1.具有可编程周期和占空比的8个独立PWM通道；,2.每个PWM通道具有独立的计数器；,3.每个通道可编程允许/禁止PWM功能；,4.每个通道可软件选择PWM脉冲极性；,5.具有双缓冲的周期和占空比寄存器，当达到有效周期终点（PWM计数器到达0）或通道禁止时，修改值生效；,6.每个通道可编程中心对齐或左对齐输出；,7.8个8位通道或4个16位通道PWM分辨率；,8.4个时钟源（A、B、SA和SB）提供宽频带频率；,9.可编程时钟选择逻辑；,10.紧急关闭功能。,第八届皖西学院智能车培训,PWM寄存器,PWM模块包括以下寄存器：,PWM使能寄存器(PWME)、PWM极性寄存器（PWMPOL）、PWM时钟选择寄存器（PWMCLK）、PWM预分频时钟选择寄存器（PWMPRCLK）、PWM居中对齐使能寄存器（PWMCAE）、PWM控制寄存器（PWMCTL）、PWM比例因子A寄存器（PWMCLK）、PWM比例因子B寄存器（PWMSCLB）、PWM通道计数器（PWMCNT）、PWM通道周期寄存器（PWMPER）、PWM通道占空比寄存器（PWMDTY）、PWM关闭寄存器（PWMSDN）。,第八届皖西学院智能车培训,PWM,初始化步骤,禁止,PWM,PWM,PWME=0,选择时钟,PWMPRCLK,，,PWMSCLA,，,PWMSCLB,，,PWMCLK,选择极性,PWMPOL,选择对齐方式,PWMCAE,选择占空比和周期,PWMDTYx,，,PWMPERx,使能,PWM,PWM,PWME=1,左对齐方式：,输出周期,=,通道周期,PWMPERx,；,占空比,=(,PWMPERx,-,PWMDTYx,)/,PWMPERx,100%,中心对齐方式：,输出周期,=,通道周期,PWMPERx,2,占空比,=,PWMDTYx,/,PWMPERx,100%,第八届皖西学院智能车培训,PWM,void Init_PWMout(void),PWME=0 x00;/,关闭,pwm,PWME=0 x28;,PWMCAE=0 x00;/,左对齐方式,PWMPOL=0 x28;/,极性位,=1,duty=,高电平时间,PWMCTL=0 x70;/45.23.01,通道级联,PWMCLK=0 x28;,PWMPRCLK=0 x00;,PWMSCLA=6;,PWMSCLB=12;/clockSA=clock/(2*pwmscla),PWMPER23=20000;/P3,口输出频率,100HZ,PWMDTY23=3150;/,中心,=3150,；左极限,=3360,；右极限,=2940,PWMPER45=2000;/P5,口输出频率,20KHZ,PWMDTY45=1200;,PWME=0 xff;/,启动,pwm,第八届皖西学院智能车培训,定时器模块,一、TIM模块具有以下基本特征：,1.8个输入捕捉/输出比较通道；,2.时钟分频；,3.16位计数器功能；,4.16位脉冲累加器功能。,二、TIM模块有4种工作模式：,1.停止模式：时钟停止运行，关闭TIM模块；,2.冻结模式：除了TSCR1寄存器中的TSFRZ=1外，TIM模块保持运行状态；,3.等待模式：除了TSCR1寄存器中的TSFRZ=1外，计数器保持运行状态；,4.正常模式：除了TSCR1寄存器中的TEN=0外，TIM模块保持运行状态。,第八届皖西学院智能车培训,定时器的应用,产生波形输出,:,从,MCU,的,I/O,引脚上向外部电路输出一系列符合一定时序规范的周期信号,测量输入波形：从,MCU,的,I/O,引脚上检测外部电路输入的一系列周期信号的脉宽,统计脉冲或边沿个数：对端口引脚输入的、由外部事件产生的触发信号进行计数,作为定时基准：产生内部精确定时，例如用于定时采样等,智能车系统中的常用功能为计脉冲数或作为定时基准,第八届皖西学院智能车培训,定时器捕,捉脉冲举例,void,ect_init(void,),TIOS_IOS2=0;/,设置,2,为输入捕捉,TIOS_IOS3=0;,TSCR1_TFFCA=0;/FAST FLAG CLEAR,读取即清零 快速清零,TCTL4_EDG2A=1;,TCTL4_EDG2B=0;/,脉冲计数,(PT2),上升沿捕捉,TCTL4_EDG3A=1;,TCTL4_EDG3B=0;/,脉冲计数,(PT3),上升沿捕捉,TIE_C2I=1;/,中断请求允许,TIE_C3I=1;,第八届皖西学院智能车培训,A/D转换模块,ATD模块具有以下基本特征：,1.8位/10位/12位可选转换精度；,2.停止模式下转换使用内部时钟；,3.转换完成后为低功耗状态；,4.自动和可编程数值比较，可设定大于或者小于等于设定值时申请中断；,5.可编程采样时间；,6.左对齐/右对齐转换数值；,7.外部触发功能；,8.转换完成中断申请；,9.16路模拟输入通道多路开关；,10.可实现Vrh、Vrl和（Vrh+Vrl）/2特殊转换；,11.可转换序列长度为116；,12.连续转换模式；,13.多通道扫描功能；,12.外部触发功能可配置为A/D通道或4个外部附加触发输入端，外部触发源可选择片外或片内信号。,第八届皖西学院智能车培训,A/D,模块寄存器,MC9S12XS128,单片机,A/D,模块寄存器主要分为,ATD,控制寄存器,0,（,ATD0CTL0,）、,ATD,控制寄存器,1,（,ATD0CTL01,）、,ATD,控制寄存器,2,（,ATD0CTL02,）、,ATD,控制寄存器,3