MC9S12XS128单片机简介(综合)

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 系列单片机目前

2、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 SPIMSCAN

3、 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 PIT16 通道 A/D 转换模块 ADC1 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 POR

4、TM PORTR PORTH PORTJ和 PORTAD 共 11 个端口。端口弓I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 弓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弓脚， 如 PWM SCI1

5、模块。 对于这 些具有相同功能的弓脚定义，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 定差异，下表列出 3种封装对应的引脚和引脚数目。Table U, Port Availability by Package OptionPort112 LQFPaOQFPG4LQFPPort AD/ADC Chanfte-ts16/16a/8B/8Ptr| A pin$a64Pori B pinsa84Port E pin客 ine 1RO/XIRQ input only34P&rl HB00Port

6、 J420Port K700PtxiM86Pbrl P876Port 5844Port T8右8Sum of Ports9144I/O Power Pair VDDX/VSSX2/22J22/2nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnTXD1 m 2.L_Kyit FWMIKWPl.-PPT U rxd i iiocaPwMaxWPtPPO U OCO.PTO 匚: ocmi uKXX-PT2 匚 gPT3 匚 VtWF 匚 07匚PVM1OC4JFT-1 匚 WEG APLPVJ5)OCiPT5 L UPWU7.)OC7T7 Umooc bkgd UP60 U (B1 CP酣C PB3 C

7、P&* CZ;。34S12XS Family50QFP78910111213f4Pins shown 血 BOLD 洛得15not avsitvbie on the16QFP package17IB19n達a弋狎翳线詐 护工闌ZJ Z n=n二n ZlVRHVDCAFJ0?/AWO7 P!KDOd/AhM)eWD03/AN03 WDQ2/AN02 FTO01.AW01 OOO/ANODVSS?VDGPATRAC 讯 ftUfK3WK2PAIRM)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

8、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 RDF。数据寄存器 PORTAAddlrfr OkOOOO (PRRjAgcms: thar 幅aM/wrnRW731 0F?FA5RMP*3PAIFAOR*M1QQQQgQ00Fktii 2-1, Port A Dau Rratt；JPORTA)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

9、应引脚的高低电平值。例：PORTA_PBO=1数据方向寄存器 DDRAAOdrMt (1x0002AccMt: Ufetr ruiVNntfr17343*210RCDFWM3COPUO000a00aFigure 2-3. Foci A OtB Direction Regiitr (ODRA)DDRA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冋Gpm 2-9. Forts ABEK Roduced Drfvo Register (RDRFV)AddfWK OrtlWOC (PRRAccss

10、LFserreftd.iwfnt754121aPUPE&Access： User iswiiwnie1fl-9i43-21QDDRB 于DDRBDDRBSDORH4DDRB3DDRB2DDRB1ORBO04Q0Cflfigure 2-4. Port B Data Oiwcnon Rflfiisur (DDRB)3. 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PE1IRO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

11、向寄存 DDRE数据寄存器 PORTE数据方向寄存器 DDREFlgu re 2-7. Pori E Data Diraction RegEstar ODRE)THUA13IC隹0PC3PE2一一ECLKJQ一-0 0 0 000一H的UMH r亩心*如Aliem.Fuhcbori:LrnpmpWTifMidnKj crvMiFtsurft Z屬，Port E Da(PORTE4. 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 POR

12、TK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。

13、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

14、“ 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，贝UPPSx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 PIExPORTP 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 PIFx1”清除中断标志位。使用中断时，对应引脚的中断标志位。向对应位写5、电源相关引脚6、其他引脚和 EXTAL（ 35、34）（30）MODC（ 15）（67）振荡器引脚外部复位引脚背景调试和模式引脚工厂内部用，需接地MC9S1

15、2XS128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VDDR外部电源，为内部电压调节器 供电VSSR0VDDX2、VDDX1外部电源和地，为 I/O 口供 电VSSX2 VSSX10/VDDAA/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VSSA0VRHA/D 转换器参考电源和地VRL0VDD内部电源和地，由内部调节器 为内核供电VSS1 VSS2 VSS30VDDF内部电源和地，由内部调节器 为内部NVM供电VDDPLL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VSSPLL0

16、7、MC9S12XS128的存储器映射MC9S12XS128 内置 128KB 程序 Flash（P-lash） 8 KB 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

17、Flash其全局地址空间 为0x10_0000-0x10_仆FF。本地地址映射分别为：EEPROM_00EEPROM_01EEPROM_02EEPROM_030x000800 TO OxOOOBFF0x010800 TO 0x010BFF0x020800 TO 0x020BFF0x030800 TO 0x030BFFEEPROM_040x040800 TO 0x040BFFEEPROM_050x050800 TO 0x050BFFEEPROM_060x060800 TO 0x060BFFEEPROM_070x070800 TO 0x070BFF8 KB RAM:从0x2000-0x3FFF 是

18、 8 KB 固定RAM 地址空间RAM0x2000 TO0x3FFF128 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_F80xF88000 TO 0xF8BFFFPAGE_F90xF98000 TO 0xF9BFFFPAGE_FA0xFA8000 TO 0xFABFFFPAGE_FB0xF