单片机飞思卡尔课程设计Word格式.docx
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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
2.2.1MC9S08AW60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HC08CPU指令集，S08CPU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AW60MCU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AW60MCU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：
S08CPU、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
2.3.1MAX232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。
VS+（2脚）：
VS+=2VCC-1.5V=8.5V。
VS-（6脚）：
VS-=-2VCC-1.5V=-11.5V。
C2+、C2-（4、5脚）：
一般接1μF的电解电容。
表6MAX232芯片输入输出引脚分类与基本接法
组别
TTL电平引脚
方向
典型接口
232电平引脚
1
11（T1IN）
12（R1OUT）
输入
输出
接MCU的TxD
接MCU的RxD
13
14
连接到接口，与其它设备通过232相接
2
10（T2IN）
9（R2OUT）
8
7
C1+、C1-（1、3脚）：
在正常情况下，
（1）T1IN=5V，则T1OUT=-9V；
T1IN=0V，则T1OUT=9V。
（2）将R1IN与T1OUT相连，令T1IN=5V，则R1OUT=5V；
令T1IN=0V，则R1OUT=0V。
MAX232芯片进行电平转换的基本原理：
（1）发送过程：
MCU的TxD（TTL电平）经过MAX232的11脚（T1IN）送到MAX232内部，在内部TTL电平被“提升”为232电平，通过14脚（T1OUT）发送出去。
接受过程：
外部232电平经过MAX232的13脚（R1IN）进入到MAX232的内部，在内部232电平被“降低”为TTL电平，经过12脚（R1OUT送到MCU的RxD，进入MCU内部。
2.3.2串行通信的电路原理
从基本原理的角度看，串行通信接口SCI的主要功能是：
接收时，把外部的单线输入的数据变成一个字节的并行数据送入MCU内部；
发送时，把需要发送的一个字节的并行数据转换为单线输入。
为了设置波特率，SCI应具有波特率寄存器。
为了能够设置通信格式、是否校验、是否允许中断等，SCI应具有控制寄存器。
而要知道串口是否有数据可收、数据是否发送出去等，需要有SCI状态寄存器。
当然，若一个寄存器不够用，控制与状态寄存器可能有多个。
而SCI数据寄存器存放要发送的数据，也存放接受的数据，这并不冲突，因为发送与接收的实际工作是通过“发送移位寄存器”和“接收以为寄存器”完成的。
编程时，程序员并不直接与“发送移位寄存器”和“接收移位寄存器”打交道，只与数据寄存器打交道，所以MCU中并没有设置“发送移位寄存器和“接收移位寄存器”的映像地址。
发送时，程序员通过判定状态寄存器的相应位，了解是否可以发送一个新的数据。
若可以发送，则将待发送的数据放入“SCI数据寄存器”中就可以了，剩下的工作由MCU自动完成：
将数据从“SCI数据寄存器”送到“发送移位寄存器”，硬件驱动将“发送移位寄存器”的数据一位一位地按照规定的波特率移到发送引脚TxD，供对方接收。
接收时，数据一位一位地从接收引脚RxD进入“接收移位寄存器”，当收到一个完成字节时，MCU会自动将数据送入“SCI数据寄存器”，并将状态寄存器的相应位改变，供程序员判定并取出数据。
2.4液晶显示模块
LCD（YM1602C）
MCU控制液晶显示接口接线图
点阵字符型LCD是专门用于显示数字、字母、图形符号及少量自定义符号的液晶显示器。
这类显示器把LCD控制器、点阵驱动器、字符存储器、显示体及少量的阻容元件等集成一个液晶显示模块。
鉴于字符型液晶显示模块目前在国际上已经规范化，其电特性及接口特性是统一的，因此，只要设计出一种型号的接口电路，在指令上稍加修改即可使用各种规格的字符型液晶显示模块。
点阵字符型液晶显示模块的控制器大多数为日立公司生产的HD44780及其兼容的控制电路，如SED1278（SEIKOEPSON）、KS0066（SAMSUNG）、NJU6408（NERJAPANRADIO）等。
字符型液晶显示模块的主要特点如下：
1.液晶显示屏是以若干5*8或5*11点阵块组成的显示字符群。
每个点阵块为一个字符位，字符间距和行距都为一个点的宽度。
2.主控制电路为HD44780（HITACHI）及其他公司的兼容电路。
从程序员的角度来说，LCD的显示接口与编程是面向HD44780的，只要了解HD44780的编程结构即可进行LCD的显示编程。
3.内部具有字符发生器ROM，可显示192种字符（160个5*7点阵字符和32个5*10点阵字符）。
4.具有64字节的字符发生器RAM，可以定义8个5*8点阵字符或4个5*11点阵字符。
5.具有64字节的数据显示RAM，供显示编程时使用
6.标准接口特性，与MC9S08系列MCU容易接口。
7.模块结构紧凑、轻巧、装配容易。
8.单+5V电源供电（宽温型需要加-7V驱动电源）。
9.低功耗、高可靠性。
第三章系统软件设计
3.1MCU方（C）程序
Main.c:
#include"
Includes.h"
timer.h"
SCI.h"
LCD.h"
GPIO.h"
//在此添加全局变量定义
uint8g_time[8];
uint8g_DisplayInit[8];
uint8i;
uint8m;
#defineGPIO_Run_PORTPORT_E
voidmain（void）
{
uint8remember;
uint32mRuncount=0;
m=1;
//1关总中断
DisableInterrupt（）;
//禁止总中断
//2芯片初始化
MCUInit（）;
//3指示灯初始化
Light_Init（Light_Run_PORT,Light_Run,Light_OFF）;
TPMinit（TPM_NUM_1）;
LCDinit（）;
SCIInit（SCI_NUM_1,SYSTEM_CLOCK,9600）;
g_time[0]=0;
g_time[1]=0;
g_time[2]='
:
'
;
g_time[3]=0;
g_time[4]=0;
g_time[5]='
g_time[6]=0;
g_time[7]=0;
remember=g_time[7];
m=GPIO_Get（Light_Run_PORT,0）;
EnableSCIReInt（）;
EnabletimerInt（TPM_NUM_1）;
EnableInterrupt（）;
SCISendN（SCI_NUM_1,8,g_time）;
//LCDshow（g_time）;
//4主循环
while
（1）
{m=GPIO_Get（GPIO_Run_PORT,0）;
mRuncount++;
if（mRuncount>
=40000）{
mRuncount=0;
Light_Change（Light_Run_PORT,Light_Run）;
}
/**/if（g_time[7]!
=remember）{
//SecAdd1（g_time）;
for（i=0;
i<
8;
i++）{
if（i!
=2&
&
i!
=5）
g_DisplayInit[i]=g_time[i]+'
0'
else
g_DisplayInit[i]=g_time[i];
}
SCISendN（SCI_NUM_1,8,g_DisplayInit）;
//SCISendN（SCI_NUM_1,8,g_SCIreceive_data）;
LCDshow（g_DisplayInit）;
//g_SCIFlag=0;
SCISendN（SCI_NUM_1,3,g_time）;
remember=g_time[7];
};
}
Isr.c:
//头文件
//#include"
isr.h"
//此处为用户新定义中断处理函数的存放处
interruptvoidisrT1Out（void）{
uint8temp;
if（m==0）SecAdd1（g_time）;
TPM_CSTR
（1）&
=~（TPM1SC_TOF_MASK）;
}
/*
interruptvoidisrSCIre（void）{
uint8SerialBuff[1];
temp=SCIReN（1,1,SerialBuff）;
if（temp==0）SCISendN（1,1,SerialBuff）;
}*/
//未定义的中断处理函数,本函数不能删除
interruptvoidisrDummy（void）
//中断处理子程序类型定义
typedefvoid（*ISR_func_t）（void）;
//中断矢量表,如果需要定义其它中断函数,请修改下表中的相应项目
constISR_func_tISR_vectors[]@0xFFCC=
isrDummy,//0xFFCC//时基中断
isrDummy,//0xFFCE//IIC中断
isrDummy,//0xFFD0//ADC转换中断
isrDummy,//0xFFD2//键盘中断
isrDummy,//0xFFD4//SCI2发送中断
isrDummy,//0xFFD6//SCI2接收中断
isrDummy,//0xFFD8//SCI2错误中断
isrDummy,//0xFFDA//SCI1发送中断
//isrSCIre,//0xFFDC//SCI1接收中断
isrDummy,//0xFFDC//SCI1接收中断
isrDummy,//0xFFDE//SCI1错误中断
isrDummy,//0xFFE0//SPI中断
isrDummy,//0xFFE2//TPM2溢出中断
isrDummy,//0xFFE4//TPM2通道1输入捕捉/输出比较中断
isrDummy,//0xFFE6//TPM2通道0输入捕捉/输出比较中断
isrT1Out,//0xFFE8//TPM1溢出中断
//isrDummy,//0xFFE8//TPM1溢出中断
isrDummy,//0xFFEA//TPM1通道5输入捕捉/输出比较中断
isrDummy,//0xFFEC//TPM1通道4输入捕捉/输出比较中断
isrDummy,//0xFFEE//TPM1通道3输入捕捉/输出比较中断
isrDummy,//0xFFF0//TPM1通道2输入捕捉/输出比较中断
isrDummy,//0xFFF2//TPM1通道1输入捕捉/输出比较中断
isrDummy,//0xFFF4//TPM1通道0输入捕捉/输出比较中断
isrDummy,//0xFFF6//ICG的PLL锁相状态变化中断
isrDummy,//0xFFF8//低电压检测中断
isrDummy,//0xFFFA//IRQ引脚中断
isrDummy//0xFFFC//SWI指令中断
//RESET是特殊中断,其向量由开发环境直接设置（在本软件系统的Start08.o文件中）
};
Timer.h:
#ifndeftimeR_H
#definetimeR_H
MC9S08AW60.h"
Type.h"
#defineTPM_CSTR（x）（*（vuint8*）（0x00000020+（x-1）*64））
#defineTPM_CNTH（x）（*（vuint8*）（0x00000021+（x-1）*64））
#defineTPM_CNTL（x）（*（vuint8*）（0x00000022+（x-1）*64））
#defineTPM_MODH（x）（*（vuint8*）（0x00000023+（x-1）*64））
#defineTPM_MODL（x）（*（vuint8*）（0x00000024+（x-1）*64））
#defineEnabletimerInt（x）TPM_CSTR（x）|=TPM1SC_TOIE_MASK
#defineDisabletimerInt（x）TPM_CSTR（x）&
=~TPM1SC_TOIE_MASK
#defineTPM_NUM_11
#defineTPM_NUM_22
#defineTPM1_CH_00
#defineTPM1_CH_11
#defineTPM1_CH_22
#defineTPM1_CH_33
#defineTPM1_CH_44
#defineTPM1_CH_55
#defineTPM2_CH_00
#defineTPM2_CH_11
voidTPMinit（uint8TPMNo）;
voidSecAdd1（uint8*p）;
#endif
Timer.c:
voidTPMinit（uint8TPMNo）{
if（TPMNo>
2）
TPMNo=2;
elseif（TPMNo<
1）
TPMNo=1;
TPM_CSTR（TPMNo）=0b00010110;
TPM_CNTH（TPMNo）=0x00;
TPM_CNTL（TPMNo）=0x00;
TPM_MODH（TPMNo）=0x7A;
TPM_MODL（TPMNo）=0x12;
voidSecAdd1（uint8*p）{
*（p+7）+=1;
if（*（p+7）>
9）{
*（p+7）=0;
*（p+6）+=1;
if（*（p+6）>
5）{
*（p+6）=0;
*（p+4）+=1;
//if（*p>
=24）
//*p=0;
if（*（p+4）>
*（p+4）=0;
*（p+3）+=1;
if（*（p+3）>
*（p+3）=0;
*（p+1）+=1;
if（*（p+1）>
*（p+1）=0;
*p+=1;
if（*（p+1）==4&
*p==2）{
*p=0;
3.1.1串行通信子程序
SCI.h:
#ifndefSCI_H
#defineSCI_H
#include"
#defineSCI_BDH（x）（*（vuint8*）（0x00000038+（x-1）*8））
#defineSCI_BDL（x）（*（vuint8*）（0x00000039+（x-1）*8））
#defineSCI_C1（x）（*（vuint8*）（0x0000003A+（x-1）*8））
#defineSCI_C2（x）（*（vuint8*）（0x0000003B+（x-1）*8））
#defineSCI_S1（x）（*（vuint8*）（0x0000003C+（x-1）*8））
#defineSCI_S2（x）（*（vuint8*）（0x0000003D+（x-1）*8））
#defineSCI_C3（x）（*（vuint8*）（0x0000003E+（x-1）*8））
#defineSCI_D（x）（*（vuint8*）（0x0000003F+（x-1）*8））
#defineEnableSCIReInt（）SCI1C2|=（SCI1C2_RIE_MASK）
#defineDisableSCIReInt（）SCI1C2&
=~（SCI1C2_RIE_MASK）
#defineSCI_NUM_11
#defineSCI_NUM_22
voidSCIInit（uint8SCINo,uint8sysclk,uint16baud）;
voidSCISend1（uint8SCINo,uint8ch）;
voidSCISendN（uint8SCINo,uint16n,uint8ch[]）;
uint8SCIRe1（uint8SCINo,uint8*p）;
uint8SCIReN（uint8SCINo,uint16n,uint8ch[]）;
voidSCISendString（uint8SCINo,char*p）;
SCI.c:
voidSCIInit（uint8SCINo,uint8sysclk,uint16baud）
uint16ubgs;
ubgs=0;
if（SCINo>
2）{
SCINo=2;
ubgs=sysclk*（10000/（baud/100））/16;
SCI_BDH（SCINo）=（uint8）（（ub
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