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Freescale HC08/S08/RS08 MCU概述
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更新于2023-07-12
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Freescale的08系列单片机由于其稳定性高、开发周期短、成本低、型号多种多样、兼容性好而被广泛应用。本章概要介绍08系列单片机的类型、基本结构,并从总体上阐述其性能特点。主要内容有:在介绍08系列单片机的命名规则和资源状况的基础上,分别以MC908GP32、MC9S08GB60及MC9RS08KA2为例讲述HC08系列、HCS08系列及RS08系列单片机的基本结构和特点。了解这些基本知识,不仅可以为实际开发应用中的单片机选型提供参考,也对后续章节的学习有很大的帮助。 本书以GP32为主要芯片阐述嵌入式系统基本硬件与软件原理,2.2节讨论的GP32引脚功能、硬件最小系统及GP32的存储器框图是重点掌握的内容。硬件最小系统是芯片运行的基本条件,应该对此有清晰的理解。对于GP32不具备的功能,本书将使用其他芯片进行阐述,但编程语言体系是相同的。
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第2章 Freescale HC08/S08/RS08 MCU概述
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第2章 Freescale HC08/S08/RS08 MCU概述
Freescale 的 08 系列单片机由于其稳定性高、开发周期短、成本低、型号多种多样、
兼容性好而被广泛应用。本章概要介绍 08 系列单片机的类型、基本结构,并从总体上
阐述其性能特点。主要内容有:在介绍 08 系列单片机的命名规则和资源状况的基础上,
分别以 MC908GP32、MC9S08GB60 及 MC9RS08KA2 为例讲述 HC08 系列、HCS08 系
列及 RS08 系列单片机的基本结构和特点。了解这些基本知识,不仅可以为实际开发应
用中的单片机选型提供参考,也对后续章节的学习有很大的帮助。
本书以 GP32 为主要芯片阐述嵌入式系统基本硬件与软件原理,2.2 节讨论的 GP32
引脚功能、硬件最小系统及 GP32 的存储器框图是重点掌握的内容。硬件最小系统是芯
片运行的基本条件,应该对此有清晰的理解。对于 GP32 不具备的功能,本书将使用其
他芯片进行阐述,但编程语言体系是相同的。
2.1 08系列单片机简介
目前,Freescale 的 08 系列单片机主要有 HC08、HCS08 和 RS08 三种类型。HC08
是 1999 年开始推出的产品,种类也比较多,针对不同场合的应用都可以选到合适的型
号。HCS08 是 2004 年左右推出的 8 位 MCU,资源丰富,功耗低,性价比很高,是 08
系列单片机的发展趋势。HC08 与 HCS08 的最大区别是调试方法不同与最高频率的变
化。RS08 是 HCS08 架构的简化版本,于 2006 年推出,其内核体积比传统的内核小 30%,
带有精简指令集,满足用户对体积更小、更加经济高效的解决方案的需求。RAM 及 Flash
空间大小差异、封装形式不同、温度范围不同、频率不同、I/O 资源差异等形成了不同
型号,为嵌入式应用产品的开发提供了丰富的选型。
2.1.1 Freescale单片机的命名规则
Freescale 单片机的型号庞大,但同一系列的 CPU 是相同的,也就是说具有相同的
指令系统,多种型号只是为了适用于不同的场合。为了方便实际应用时选型,需要了解
Freescale 单片机的命名方法,其基本命名规则如下:
хх х хх хх хх х хх
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
①指产品状态。MC—Fully Qualified(合格);PC—Product Engineering(测试品)。
在实际应用中,通常都是选用 MC 类型的产品。如 MC908GP32、MC9S08GB60、
MC9RS08KA2 等。
②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
EPROM 或一次可编程 ROM(OTPROM ,One Time Programmable ROM);8 表示片内带
第2章 Freescale HC08/S08/RS08 MCU概述
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EEPROM;9 表示片内带闪存 Flash EEPROM。
③芯片内核。如 08 表示 HC08 内核、S08 表示 HCS08 内核、RS08 表示 RS08 内核
等。
④子系列型号标志。如 GP、GB、GZ 等。
⑤存储器大小。如:2 表示 2KB、32 表示 32KB、60 表示 60KB 等。
⑥工作温度范围标志。“无”表示商用温度范围 0~70℃;C 表示-40~85℃;V 表示
-40~105℃;M 表示-40~125℃。
⑦封装标志。如:P 为双列直插 DIP 封装。选用某款芯片制作电路板时要特别注意
封装形式。关于封装的详细资料,读者可以参见附录 E。
特别说明:Freescale HC08 芯片以前命名中包含了“68HC”部分,如:MC908GP32
芯片以前的名称是 MC68HC908GP32,在很多资料中对于 HC08 芯片都沿用了这种方法。
2.1.2 08系列单片机资源简介
Freescale 的 08 系列单片机型号有一百多种。在这些不同型号的单片机中,资源各
不相同,即使是同一种型号的单片机,也有多种封装形式,其 I/O 引脚数目也不相同。
如 MC68HC908JB8 就有 20 脚的 DIP、28 脚的 SOIC、44 脚的 QFP 和 20 脚的 SOIC 四
种封装形式。表 2-1 表现了 08 系列单片机的资源差异情况。
表 2-1 08 系列单片机的资源差异情况表
产品型号
ROM
(字节)
RAM
(字节)
EEPROM
(字节)
Flash
(字节)
I/O数
Serial
A/D
最大的总线
频率
(MHZ)
MC9S08GB60
-
4K
-
60K
56
I
2
C
2 SCI
SPI
8通道
10位
20.0
MC68HC08AZ60
60K
2K
1K
-
48
SCI
SPI
CAN
15通
道
10位
8.4
MC68HC08AB16A
16K
512
512
-
51
SCI
SPI
8通道
10位
8.0
MC68HC908EY16
-
512
-
16K
24
ESCI
SPI
8通道
10位
8.0
MC68HLC908QT2
-
128
-
1.5K
6
-
4通道
8位
8.0
MC9RS08KA2
-
48
-
2K
6
-
-
10.0
从表 2-1 可以看出 08 系列单片机内置资源差异很大,内存容量(RAM)最大的达到
4K 字节,而最少的只有 48 个字节;最多的 I/O 引脚数有 56 个,最少的只有 6 个;闪
第2章 Freescale HC08/S08/RS08 MCU概述
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存(Flash)最大的达到了 60K 字节,而最少的只有 1.5K 字节。这种差异非常适合于各种
不同的应用系 统。 例如 :我们 在开 发一 个消防 警报 系统 时选用 资源 相对 较少 的
MC68HLC908QT2 就满足了系统要求;在开发一个工业以太网系统时就必须选用资源
丰富的 MC9S08GB60 才能满足系统要求。在实际应用开发过程中,选择合适的单片机
是非常重要的。
HC08/S08/RS08 系列 MCU 有很多类型,各种类型除了拥有 08 系列的共同特点外,
又具有其自身的特点,可以满足特定的实际需求,如表 2-2 所示。
第2章 Freescale HC08/S08/RS08 MCU概述
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表 2-2 Freescale 08 系列 MCU 的主要类型及特点
类 型
特 点
代表性型号
HC08AB
内置了保存数据的EEPROM
MC68HC08AB16A
MC68HC908AB32
HC08AS/AZ
集成了J1850/CAN通信协议,可
应用于汽车和工业电子产品
MC68HC08AS32/32A
MC68HC908AS32A/60
MC68HC08AZ32A/60A
HC08AP
包含了通用的10位A/D、I
2
C,该
系列所有型号引脚兼容。
MC68HC908AP8/16/32/64
HC08EY
集成了LIN通信协议,可应用于汽
车和工业电子产品
MC68HC908EY16
HC08G
用于包含各种外围设备的工业、
消费类电子产品的通用器件
MC68HC08GP16A/32A
MC68HC908GR4/8/16
MC68HC908GR8A/32A
MC68HC908GT8 /16
HC08GZ
针对需要简易CAN通信的应用
MC68HC908GZ8/16/32/48/60
HC08JB/JT/JW
针对需要简易的USB的PC外设
MC68HC08JB1/8
MC68HC908JB8/12/16
MC68HC08JT8
MC68HC908JW32
HC08JK/JL
低成本,本系列所有型号引脚兼
容
MC68HC908JK1E/3E
MC68HC08JL3E
MC68HC908JL8
MC68HC908JK8
HC08KX
少针脚型接口并内置ICG
MC68HC908KX2
MC68HC908KX8
HC08LD
可用于数字监视系统
MC68HC908LD60
MC68HC908LD64
HC08LJ/LK
含有简易的LCD接口
MC68HC908LJ12/24
MC68HC908LK24
HC08MR
三相电机控制
MC68HC908MR8/16/32
HC08QL
集成了LIN通信协议,可应用于汽
车和工业电子产品
MC908QL2/4
MC908QL3/4
HC08QT/QY
低成本、封装小
MC68HC908QT1/2/4
MC68HC908QY1/2/4
HC08RF
集成了RF模块,可用于远程控制
和便携电池的应用中
MC68HC908RF2
HC08SR
可用于智能电池、温度传感等仪
器设备,并支持SCI, SPI, I
2
C
MC68HC908SR12
S08AW
低电压、高精确度的内部晶振
MC9S08AW16/32/48/60
S08G
S08通用系列
MC9S08GB32A/60A
MC9S08GT32A/60A
MC9S08GB32/60
MC9S08GT16/32/60
S08QG
S08低端应用
MC9S08QG4/8
S08R
S08低功耗
MC9S08RC8/16/32/60
MC9S08RD8/16/32/60
MC9S08RE8/16/32/60
MC9S08RG32/60
RS08KA
低成本、封装小
MC9RS08KA1/2/4/8
2.2 HC08系列单片机
HC08 系列单片机的基本结构大致相同,本节以 MC908GP32 单片机为例介绍其基
本结构,其 CPU 介绍参见第 3 章 HC08 CPU 部分的内容。通过浏览内部结构简图,可
以了解 MC908GP32 单片机的基本特性,目的是建立对 HC08 单片机的总体印象。引脚
功能按分类进行介绍,通过对引脚功能的学习,加深对 MC908GP32 单片机功能的理解,
为实际应用打下基础。
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