1、MC9S12XS128 单片机简介1、HCS12X 系列单片机简介 Freescale 公司的 16 位单片机主要分为 HC12 、HCS12、HCS12X 三个系列。HC12核心是 16 位高速 CPU12 核，总线速度 8MHZ；HCS12 系列单片机以速度更快的 CPU12 内核为核心，简称 S12 系列，典型的 S12 总线速度可以达到 25MHZ。HCS12X 系列单片机是Freescale 公司于 2005 年推出的 HCS12 系列增强型产品，基于 S12 CPU 内核，可以达到 25MHz 的 HCS12 的 2-5 倍性能。总线频率最高可达 40 MHz。S12X 系列单片机
2、目前又有几个子系列：MC9S12XA 系列、MC9S12XB 系列、MC9S12XD 系列、MC9S12XE 系列、MC9S12XF系列、MC9S12XH 系列和 MC9S12XS 系列。MC9S12XS128 就是 S12X 系列中的一个成员。 2、 MC9S12XS128 性能概述 MC9S12XS128 是 16 位单片机，由 16 位中央处理单元（CPU12X）、128KB 程序Flash(P-lash)、8KB RAM、8KB 数据 Flash(D-lash)组成片内存储器。主要功能模块包括： 内部存储器 内部 PLL 锁相环模块 2 个异步串口通讯 SCI 1 个串行外设接口 SP
3、I MSCAN 模块 1 个 8 通道输入/输出比较定时器模块 TIM 周期中断定时器模块 PIT 16 通道 A/D 转换模块 ADC 1 个 8 通道脉冲宽度调制模块 PWM 输入/输出数字 I/O 口3、输入/输出数字 I/O 口 MC9S12XS128 有 3 种封装，分别为 64 引脚、80 引脚、112 引脚封装。其全名分别为MC9S12XS128MAE、MC9S12XS128MAA、MC9S12XS128MAL。MC9S12XS 系列具有丰富的输入/输出端口资源，同时集成了多种功能模块，端口包括 PORTA、PORTB、PORTE、PORTK、PORTT、PORTS、PORTM、
4、PORTP、PORTH、PORTJ 和 PORTAD 共 11 个端口。端口引脚大多为复用口，往往具有多重功能，所有端口都具有通用 I/O 口功能。 PORTA、PORTB、PORTK 为通用 I/O 口 PORTE 中的 IRO 和 XIRQ 引脚可作为外部中断输入 PORTT 集成了 TIM 模块功能 PORTS 集成了 SCI 和 SPI 模块功能 PORTM 集成了 CAN 总线模块 PORTP 集成了 PWM 模块功能 PORTH、PORTJ 可作为外部中断输入口 PORTAD 集成了 ATD 模块功能在 MC9S12XS128 单片机中有些特殊功能可定义为多个引脚，如 PWM、SC
5、I1 模块。对于这些具有相同功能的引脚定义，由端口 T 路径寄存器 PTTRR 和模块路径寄存器 MODRR 确定。 MC9S12XS128 的 3 种封装的引脚数目不一样，所具有的通用端口的引脚和功能有一定差异，下表列出 3 种封装对应的引脚和引脚数目。4、 输入输出端口功能和配置 通用 I/O 通过配置相应寄存器位，可以设置为输入/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。下面我们以 80 引脚的 MC9S12XS128 单片机讨论其各个 I/O 的配置和功能: 1. PORTA：PORTA 为通用 I/O 口, 共 8 个,作为通用数字 I/O 口使用,未集成特
6、殊功能.主要配置寄存器有：数据寄存器 PORTA、数据方向寄存 DDRA、上拉电阻控制寄存器PUCR 和驱动控制寄存器 RDR。a. 数据寄存器 PORTA通过写 1/0 使单片机对应引脚输出高低电平，或通过读取数据寄存器获得对应引脚的高低电平值 。例：PORTA_PB0=1b. 数据方向寄存器 DDRADDRA 寄存器配置引脚为输出口还是输入口，“0”，输入口；“1”，输出口。MCU 复位后，DDRA 值为 0x00, 引脚默认为输入口。例：DDRA=0xFF /配置 PORTA 口为输出 c. 上拉电阻控制寄存器 PUCR PORTA 、PORTB、PORTE、PORTK 端口都有内置上拉
7、电阻，它们共用上拉电阻控制寄存器 PUCR 。PUCR 的 7、4、1、0 位分别设置这 4 个端口。“1”对应端口上拉电阻使能 ；“0”上拉电阻禁止。PUCR 第 6 位设置 BKGD 引脚上拉电阻, 复位为 1,默认使用上拉。 例：PUCR_PUPAE=1 /使能 PORTA 上拉电阻d. 驱动控制寄存器 RDR当 PORTA 、PORTB、PORTE、PORTK 端口设置为输出口时，驱动控制寄存器 RDR 的 7、4、1、0 位分别设置这 4 个端口的输出驱动能力。“1”输出驱动能力降低；“0”正常输出驱动方式。 2. PORTB：PORTB 为通用数字 I/O 口, 共 8 个。其使用
8、与 PORTA 基本一样。主要配置寄存器有：数据寄存器 PORTB、数据方向寄存 DDRB。上拉电阻控制寄存器 PUCR 和驱动控制寄存器 RDR 与 PORTA 、PORTB、PORTE、PORTK 共用。a.数据寄存器 PORTBb.数据方向寄存器 DDRB3. PORTE：PORTE 可作为通用数字 I/O 口使用, 80 封装也有共 8 个引脚。其使用与PORTA 基本一样。但是 PORTE 中集成了外部中断输入功能，其 PE0/XIRQ 和 PE1/IRO 引脚可作为外部中断输入。并且这两位只能作为输入口使用。主要配置寄存器有：数据寄存器 PORTE、数据方向寄存 DDRE。a. 数
9、据寄存器 PORTEb. 数据方向寄存器 DDRE4. PORTK：PORTK 为通用数字 I/O 口。但从前表可以看出 112 封装单片机 PORTK 口有 7 个，80 封装和 64 封装没有 PORTK 口。其使用与 PORTA 基本一样。主要配置寄存器有：数据寄存器 PORTK、数据方向寄存 DDRK。 5. PORTH：PORTH 可作为通用数字 I/O 口使用, 也集成了外部中断输入功能。但 80封装没有 PORTH 口，在此不作详细描述。6. PORTT 、PORTS 、PORTM 、PORTP 、PORTH 、PORTJ：此 6 个端口的寄存器名称和功能基本上是一样的。主要配置
10、寄存器有：数据寄存器 PTx、输入寄存器 PTIx、数据方向寄存 DDRx、驱动控制寄存器 RDRx、上拉/下拉使能寄存器 PERx 和上拉/下拉选择寄存器 PPSx 共 6 个寄存器。因 PORTP 、PORTH 、PORTJ 三个端口具有外部中断功能，增加了中断使能寄存器 PIEx 和中断标志寄存器 PIFx 两个寄存器。 a.数据寄存器 PTx: 与通用通用 I/O 口的数据寄存器操作和功能基本一样。只是PORTJ 只能对最低两位和最高两位进行有效操作。b.输入寄存器 PTIx 输入寄存器是只读寄存器，对应引脚为输入时，读取 PTIx 返回引脚电平值。 c.数据方向寄存 DDRx:与通用
11、 I/O 口的数据方向寄存器操作和功能基本一样。 d.驱动控制寄存器 RDRx 与通用 I/O 口的驱动控制寄存器 RDR 操作和功能基本一样。“1”输出驱动能力为正常时的 1/5；“0”正常输出驱动方式。 e.上拉/下拉使能寄存器 PERx “1”选择使用内部上拉/下拉电阻，“0”禁用，复位值为 0。 f.上拉/下拉选择寄存器 PPSx “1”选择使用内部下拉电阻，“0”选择使用内部上拉电阻，复位值为 0。 PORTP 、PORTH 、PORTJ 具有外部中断功能,当对应引脚使能中断时，则 PPSx 对应位为“1”时，中断为下降沿出发，“0”中断为上升沿出发。 G.中断使能寄存器 PIEx
12、PORTP、 PORTH 、PORTJ 中断使能位,“1”允许中断，“0”禁止中断，复位为 0。 H.中断标志寄存器 PIFx 使用中断时，对应引脚的中断标志位。向对应位写“1”清除中断标志位。 5、 电源相关引脚 MC9S12XS128 单片机的电源引脚汇总参见下表：引脚名称（17）额定电压/V描述VDDR5.0外部电源，为内部电压调节器供电VSSR0VDDX2、VDDX15.0外部电源和地，为 I/O 口供电VSSX2、VSSX10/VDDA5.0A/D 转换器工作电源和地，为内部电压调节器提供参考电源，允许单独为 A/D 提供工作电压VSSA0VRH5.0A/D 转换器参考电源和地 VR
13、L0VDD1.8内部电源和地，由内部调节器为内核供电 VSS1、VSS2、VSS30VDDF2.8内部电源和地，由内部调节器为内部 NVM 供电 VDDPLL1.8为锁相环（PLL）提供工作电源和地，由内部电压调节器产生。允许单独为 PLL 提供工作电压VSSPLL06、 其他引脚1.XTAL 和 EXTAL（35、34） 振荡器引脚 2.RESET （30） 外部复位引脚 3.BKGD/MODC（15） 背景调试和模式引脚 4.TEST（67） 工厂内部用，需接地 7、 MC9S12XS128 的存储器映射 MC9S12XS128 内置 128KB 程序 Flash(P-lash)、8 KB
14、 RAM 和 8 KB 数据 Flash(D-lash)。下图列出单片机本地存储器映射和全局存储器地址映射。 2 KB 寄存器地址：从 0x0000-0x07FF 是 2 KB 寄存器地址空间 8 KB 数据 Flash(D-lash)：0x0800-0x0bff 1 KB 是数据 Flash(D-lash)页面空间，可通过 EPAGE 寄存器将这 1 KB 的页面区映射到数据 Flash 页面中。8 KB D-lash 分为 8页，每页为 1 KB，每 256B 为 1 扇区，共 32 个扇区。8 KB 数据 Flash 其全局地址空间为 0x10_0000-0x10_1FFF。本地地址映射
15、分别为： EEPROM_00 0x000800 TO 0x000BFF EEPROM_01 0x010800 TO 0x010BFF EEPROM_02 0x020800 TO 0x020BFF EEPROM_03 0x030800 TO 0x030BFF EEPROM_04 0x040800 TO 0x040BFF EEPROM_05 0x050800 TO 0x050BFF EEPROM_06 0x060800 TO 0x060BFF EEPROM_07 0x070800 TO 0x070BFF 8 KB RAM：从 0x2000-0x3FFF 是 8 KB 固定 RAM 地址空间 RAM
16、 0x2000 TO 0x3FFF 128 KB 程 序 Flash(P-lash) ： 从 本 地 地 址 0x4000-0xFFFF 共 48 KB 是 程 序Flash(P-lash)存储空间，共分为 3 个 16 KB 空间。第一 16 KB 空间 0x4000-0x7FFF 和最后一个 16 KB 空间 0xC000-0xFFFF 是固定程序空间，中间 16 KB 空间 0x8000-0xBFFF是程序 Flash 分页映射窗口。可通过 PPAGE 寄存器将这 16 KB 的页面区映射到程序 Flash页面中。128 KB P -lash 分为 8 页，两个固定页和 6 个映射页面空
17、间，每页为 16 KB，每 1 KB 为 1 扇 区 ， 共 128 个 扇 区 。 128 KB 程 序 Flash 其 全 局 地 址 空 间 为0x7E_0000-0x7F_FFFF。本地地址映射分别为： PAGE_F8 0xF88000 TO 0xF8BFFF PAGE_F9 0xF98000 TO 0xF9BFFF PAGE_FA 0xFA8000 TO 0xFABFFF PAGE_FB 0xFB8000 TO 0xFBBFFF PAGE_FC 0xFC8000 TO 0xFCBFFF PAGE_FE 0xFE8000 TO 0xFEBFFF MC9S12XS128【用途】 16位单片机【性能 参数】 MC9S12XS128是一款针对汽车电子市场的高性能16位单片机，具有速度快、功能强、成本低、功耗低等特点。特性： 1）总线速度高达40 MHz； 2）128 KB程序Flash和8 KB DataFlash，用于实现程序和数据存储，均带有错误校正码（ECC）； 3）可配置8位、10位或12位ADC，3s的转换时间； 4）内嵌MSCAN模块用于CAN节点应用，内嵌支持LIN协议的增强型SCI模块及SPI模块； 5）4通道16位计数器； 6）出色的低功耗特性，带有中断唤醒功能的10，实现唤醒休眠系统的功能； 7）8通道PWM，易于实现电机控制。
