单片机飞思卡尔课程设计Word格式.docx

1、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

2、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

3、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2.2.1 MC9S08AW60单片机性能概述 （1）最高达40MHz的CPU工

4、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HC08 CPU指令集，S08 CPU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

5、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AW60 MCU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AW60 MCU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：S08 CPU、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

6、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2.3.1 MAX232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

7、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1F的电解电容。表6 MAX232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111（T1IN）12（R1OUT）输入输出接MCU的TxD接MCU的RxD1314连接到接口，与其它设备通过232相接210（T2IN）9（R2OUT）87 C1+、C1-（1、3脚）： 在正常情况下，（1）T1IN=5V，则T1OUT=-9V；T1IN=0V，则T1OUT=9V。（2）将R1

8、IN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

9、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

10、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

11、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（SEIKO EPSON）、KS0066（SAMSUNG）、NJU6408（NER JAPANRADIO）等。字符型液晶显示模块的主要特点如下：1

12、.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

13、.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3.1 MCU方（C）程序Main.c:#include Includes.htimer.hSCI.hLCD.hGPIO.h/在此添加全局变量定义uint8 g_time8 ;uint8 g_DisplayInit8 ;uint8 i;uint8 m;#define GPIO_Run_PORT PORT_E void main（void） uint8 remember; uint32 mRuncount = 0; m=1; /1 关总中断 DisableInterrup

14、t（）; /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_time0 = 0; g_time1 = 0; g_time2 = :; g_time3 = 0; g_time4 = 0; g_time5 = g_time6 = 0; g_time7 = 0; remember = g_time7; m=GPIO_Get（Light_Run

15、_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_time7!=remember） / SecAdd1（g_time）;

16、 for（ i=0;i 2） TPMNo = 2; else if（TPMNo 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:#ifndef SCI_H #define SCI_H #include #define SC

17、I_BDH（x） （*（vuint8 *）（0x00000038+（x-1）*8） #define SCI_BDL（x） （*（vuint8 *）（0x00000039+（x-1）*8） #define SCI_C1（x） （*（vuint8 *）（0x0000003A+（x-1）*8） #define SCI_C2（x） （*（vuint8 *）（0x0000003B+（x-1）*8） #define SCI_S1（x） （*（vuint8 *）（0x0000003C+（x-1）*8）#define SCI_S2（x） （*（vuint8 *）（0x0000003D+（x-1）*8）#def

18、ine SCI_C3（x） （*（vuint8 *）（0x0000003E+（x-1）*8）#define SCI_D（x） （*（vuint8 *）（0x0000003F+（x-1）*8）#define EnableSCIReInt（） SCI1C2 |=（SCI1C2_RIE_MASK）#define DisableSCIReInt（） SCI1C2 &=（SCI1C2_RIE_MASK）#define SCI_NUM_1 1#define SCI_NUM_2 2void SCIInit（uint8 SCINo,uint8 sysclk,uint16 baud）;void SCISend1

19、（uint8 SCINo,uint8 ch）;void SCISendN（uint8 SCINo,uint16 n,uint8 ch）;uint8 SCIRe1（uint8 SCINo,uint8 *p）;uint8 SCIReN（uint8 SCINo,uint16 n,uint8 ch）;void SCISendString（uint8 SCINo,char *p）;SCI.c:void SCIInit（uint8 SCINo, uint8 sysclk, uint16 baud） uint16 ubgs; ubgs=0; if（SCINo2） SCINo=2; ubgs=sysclk*（10000/（baud/100）/16; SCI_BDH（SCINo）=（uint8）（ub