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:,2-1 Freescale单片机发展历程,Freescale公司单片机的发展演变概况,由于CPU是MCU或DSP的核心部件，其性能，特别是字长，在很大程度上决定了MCU或DSP的性能，因此我们将以CPU的字长为主线来进行介绍。 字长：电脑技术中对CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。用8位字长的微处理
2、器作CPU，其数据总线宽度为8位。同理32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。 字节和字长的区别：通常就将8位称为一个字节。字长的长度是不固定的，对于不同的CPU、字长的长度也不一样。8位的CPU一次只能处理一个字节，而32位的CPU一次就能处理4个字节，同理字长为64位的CPU一次可以处理8个字节。,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
3、EPROM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内核等。,子系列型号标志。如GP、GB、GZ等。 存储器大小。如2表示2KB、32表示32KB、60表示60KB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”表示商用温度范围070；C表示-4085；V表示
4、-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。,2-2 Freescale 8位单片机,主流的8位单片机中，主要有3种不同的内核，分别是CPU08、S08和RS08。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
5、。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。,1. 带液晶驱动的MC68HC908LJ/LK系列单片机,IRSCI表示带有红外通信的编、解码功能的SCI接口。 “2/4/16”表示含有2个16位的该模块，共有4个通道。LCD的驱动方式一般有直接驱动（静态驱动）和多极驱动（时分割驱动）两种方式。采用直接驱动的LCD电路中，显示器件只有一个背极（即下玻璃电极基板），但每个
6、字符段都有独立的引脚；而多极驱动的LCD电路中，显示器具有多个背极，各字符段按点阵结构排列，这是显示字段较多时常采用的驱动方式。,2.彩色液晶监视器控制的MC68HC908LD60、MC68HC908LD64 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
7、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,MC68HCS08系列MC68HCS08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
8、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。,MC9RS08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。,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、M
9、C9S12系列、MC68HC16系列和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系列单片机,MC68HC12D系列单片机,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,MC9S12G系列单片机,MC9S12E系列单片机,带CAN总线的MC9S12B系列单片机,带CAN总线的MC9S12D系列,带液晶驱动的MC9S12H
10、系列单片机,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。,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。,MC9S12XA系列单片机,MC9S12XB系列单片机,MC9S12XD系列单片机,MC9S12XE系列单片机,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
11、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 M680x0系列和DragonBall系列。其中M680x0系列包括MC68000、MC68020、MC68030、MC68040和MC68060。,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
12、，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 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
13、系列、MPC7xxx系列和PowerQUICC系列。其中PowerQUICC又分多个系列。,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1.1m
14、m2。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 。,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IC均采用这种封装形式，引脚100,Intel CPU 4004,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,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,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,谢谢！,
