飞思卡尔8位单片机-第3章 单片机最小系统设计

1、第三章第三章 MC9S08QG8最小系统设计最小系统设计3.1 电源电路设计电源电路设计MC9S08QG8的三种时钟模式的三种时钟模式 ICS 内部时钟源模块内部时钟源模块，包括由内部或外部参考控制包括由内部或外部参考控制的锁频环的锁频环(FLL)和精确调整的内部参考时钟。同时和精确调整的内部参考时钟。同时还还支持从支持从1 MHz到到10 MHz的总线频率的总线频率 XOSC 低电压振荡器模块低电压振荡器模块，可软件选择晶体或者陶可软件选择晶体或者陶瓷谐振器（频率范围从瓷谐振器（频率范围从31.25 kHz到到38.4 kHz或者从或者从1 MHz到到16 MHz）起振，并且支持高达）起振，

2、并且支持高达20Mhz的有源的有源外部时钟外部时钟 计算机正确运行计算机正确运行(COP) 看门狗可选择从专用的看门狗可选择从专用的1 kHz内部时钟源或总线时钟运行内部时钟源或总线时钟运行3.2 时钟电路设计时钟电路设计3.2.1 MC9S08QG8内部时钟源时钟源模块内部结构时钟源模块内部结构31.25kHz1分频16MHz2分频8MHzFLL内部时钟源工作模式FEI：FLL engaged internal mode；FEE：FLL engaged external mode；FBI：FLL bypassed internal mode；FBILP：FLL bypassed intern

3、al low power mode；FBE：FLL bypassed external modeFBELP： FLL bypassed external low power modestop：FE或或FB：ICSOUT是否来自于锁频环，是否来自于锁频环，FE是，是，FB否否I或或E：IICSOUT来自外部，来自外部，EICSOUT来自内部参考来自内部参考LP：低功耗，低功耗，LP的模式下锁频环被禁止，此时可以给的模式下锁频环被禁止，此时可以给BDC模块模块供电的来自于供电的来自于FLL二分频输出的二分频输出的ICSLCLK不再存在。不再存在。Freescale内部时钟源内部时钟源控制寄存器内部

4、时钟源控制寄存器1 (ICSC1)7:6CLKSICSOUT时钟源选择00-选择FLL输出； 01-选择内部参考时钟；10-选择外部参考时钟；11-保留,默认为00.5:3RDIV锁频环输入信号的分频数，由于锁频环将输入信号固定512倍频输出，要求锁频环输入信锁频环输入信号范围是号范围是31.25kHz到到39.0625kHz.该参数主要针对采用外部时钟的情形，因为内部时钟大约就是31.25kHz，缺省1分频就行。由于39.0625k * 128 = 5M,因此要求外部时钟不超过5MHz。0001分频(复位缺省) 0012分频0104分频 0118分频10016分频 10132分频11064分

5、频 111128分频2IREFS选择FLL的输入时钟源：1-选择内部参考时钟； 0-选择外部参考时钟1IRCLKEN内部参考时钟ICSIRCLK的使能控制1-ICSIRCLK允许；0-ICSIRCLK停止0IREFSTEN控制当ICS进入停止状态时内部参考时钟是否保持使能.1-如果IRCLKEN设置或者ICS在进入停止前为FEI,FBI或者FBILP模式时,内部参考时钟保持使能.0-ICS进入停止状态时，内部参考时钟也禁止。Freescale内部时钟源内部时钟源控制寄存器内部时钟源控制寄存器2 (ICSC2)7：6BDIVICSOUT输出前的分频数:001分频; 012分频(复位时缺省状态);

6、104分频; 118分频.5RANG外部振荡器频率范围选择：1外部振荡器为高频范围；0外部振荡器为低频范围4HGO控制外部振荡器电路工作在高增益状态还是低功耗状态：1高增益模式；0低功耗模式。3LP控制FLL旁路模式中，FLL是否禁止（低功耗）.1FLL在旁路状态中被禁止（BDM背景调试模式除外）；0FLL在旁路状态中仍然活动。2EREFS外部参考源模式选择：1外部参考源为振荡器；0外部参考源为整形后的时钟；1ERCLKEN外部参考时钟信号ICSERCLK（可用于RTI模块）的使能控制1ICSERCLK活动；0ICSERCLK停止0EREFSTEN控制当在ICS进入停止状态时外部参考时钟是否保

7、持使能：1如果ERCLKEN设置或者ICS在进入停止前为FEI,FBI或者FBILP模式时,外部参考时钟保持使能；0在停止中禁止外部参考时钟。MC9S08JM60MC9S08JM32Frequency Range Select Selects the frequency range for the external oscillator or external clock source.1 High frequency range selected for the external oscillator of 1 MHz to 16 MHz (1 MHz to 40 MHz for exter

8、nal clock source)0 Low frequency range selected for the external oscillator of 32 kHz to 100 kHz (32 kHz to 1 MHz for external clock source)Freescale内部时钟源内部参考时钟调节寄存器内部参考时钟调节寄存器(ICSTRM) 该寄存器与 ICSSC的最低位FTRIM ，一共九位，用于调节内部参考时钟的周期。TRIM值越大，周期越长，频率越低。经过测试并调节好的TRIM值建议存储在非易失FLASH的寄存器区中，比如0 xFFAE用于存储TRIM的最低位，

9、而0 xFFAF则存储高8位。存储在FLASH寄存器区中的部分参数在上电时会自动拷贝到零页相应的寄存器中，但这里的TRIM数值需要在初始化阶段手工操作，比如： extern volatile byte NVICSTRM 0 x0000FFAF; if (NVICSTRM != 0 xFF) ICSTRM = NVICSTRM;/ load trim value if location not blank Freescale内部时钟源内部参考时钟状态与控制寄存器内部参考时钟状态与控制寄存器(ICSSC)7:4保留位，保持为0。3:2CLKST时钟源选择指示，稳定后应该与ICSC1寄存器中的CLK

10、S一致，由于内部时钟同步延时的问题，建议修改CLKS后等待一定时间再读取CLKST的状态。00选择FLL输出. 01FLL旁路,选择内部参考时钟.10FLL旁路,选择外部参考时钟. 11保留.1OSCINIT外部振荡器稳定状态指示，一般与ICSC2中的EREFS配合使用。如果ERCLKEN置位，或者ICS工作于模式FEE,FBE或FBELP（也就是选择外部时钟模式），并且EREFS置位（即选择振荡器模式，该模式需要稳定时间），则当振荡器稳定后，OSCINIT置位。该状态位只有当ERCLKEN或者EREFS清除时,才被清除。0FTRIMICS内部参考调整精度控制，置位FTRIM使得TRIM的调节

11、刻度变大，相反刻度变小，如需要微调，应该清除该位。输出时钟的应用情况输出时钟的应用情况Freescale内部时钟源void main(void) unsigned char cnt1=0,cnt2=0; /EnableInterrupts; SOPT1 = 0 x43; /SOPT2 = 0 x0; PTBDD = 0 xff; for(;) if(cnt1+%10) = 0) cnt2+; ICSC2 = (cnt2%4)*64; PTBD_PTBD6 = 1; delay(200); PTBD_PTBD6 = 0; delay(200); /_RESET_WATCHDOG(); #incl

12、ude /* 中断 */#include “derivative.h” /* 外设定义 */void delay(unsigned int cnt) unsigned int i,j; for(i=0;i=cnt;i+) for(j=0;j200;j+) asmnop 体验总线时钟的变化体验总线时钟的变化SOPT1外部时钟电路设计外部时钟电路设计可去掉可去掉MCUMCU被触发复位后，系统作出如下反应：被触发复位后，系统作出如下反应：l 停止当前运行的所有程序。停止当前运行的所有程序。l 大部分控制和大部分控制和状态状态寄存器强制置寄存器强制置为为初始初始值。值。l 从复从复位矢量位矢量处处(0

13、 xFFFE:0 xFFFF)(0 xFFFE:0 xFFFF)加加载载用用户户定定义义的程序人口的程序人口地址到程序地址到程序计数计数器器PC中，程序中，程序从从此此处开处开始始运运行行。l 屏屏蔽蔽片内片内I/O模模块块，I/OI/O管脚配置成通用管脚配置成通用，高阻高阻输输入入，其下其下拉功能被拉功能被屏屏蔽蔽。l 条条件代件代码码寄存器寄存器(CCR)(CCR)中的中的I I位置位置1 1， 屏屏蔽可蔽可屏屏蔽中蔽中断断。l 堆栈指针堆栈指针SP强制置强制置为为0 x00FF。 3.3 复位电路设计复位电路设计复位源复位源外部硬件复位和内部软件复位外部硬件复位和内部软件复位。 硬件复位

14、：硬件复位：由由reset管脚产生的低电平脉冲导致的管脚产生的低电平脉冲导致的复位，复位脉宽最小值复位，复位脉宽最小值100ns。 软件复位：软件复位：系统内部检测到复位源后触发复位，系统内部检测到复位源后触发复位，包括：包括： 低电压检测低电压检测(LVD) COP看门狗复位看门狗复位 非法的操作码检测非法的操作码检测 (ILOP) 非法的地址检测非法的地址检测(ILAD）3.3.1 复位功能复位功能位名称功能描述7POR加电复位：上电检测到电压逻辑跳变将会导致复位0：复位不是POR产生 1：复位由POR产生6PIN外部管脚复位：外部复位管脚的有效低电平脉冲产生复位0：复位不是外部复位管脚产

15、生 1：复位来自外部复位管脚5COP计算机正常运行(COP)(COP)看门狗： COP看门狗计数器溢出产生复位。这个复位源可通过COPE=0屏蔽0：复位不是由COP溢出产生 1：复位由COP溢出产生4ILOP非法操作码 ： 试图执行一个不可实现的或者非法的操作码将产生复位0：复位不是由一个非法操作码产生 1：复位由非法操作码产生3ILAD非法地址：复位由试图对非法的或不可实现的存储器地址进行访问导致0：复位不是由非法地址产生 1：复位由非法地址产生1LVD低电压监测：如果LVDRE位置1和供电电压小于LVD门槛电压，将产生LVD复位。此位也能被POR置10：复位不是由LVD或者POR产生 1：

16、复位由LVD或POR产生复位状态寄存器复位状态寄存器SRS：指示：指示MCU复位的原因复位的原因系系统背景调试强制复位寄存器统背景调试强制复位寄存器(SBDFR)(SBDFR)位位名称名称功能描述功能描述0 0BDFRBDFR背景背景调试强制复位调试强制复位：上位机可通过：上位机可通过背景调试串行背景调试串行命令如命令如WRITE_BYTWRITE_BYT能能强制系统复位从而进行程序强制系统复位从而进行程序调试调试。对此位写对此位写1 1强制一强制一次次MCUMCU复位复位。此位不能此位不能从从一个用户程序来写一个用户程序来写。使用背景调试时使用背景调试时，BKGDBKGD管脚管脚必必须在发送

17、须在发送WRITE_BYTEWRITE_BYTE命令后命令后马上拉高马上拉高。 注：BDFR只可通过串行背景调试命令而不能从用户程序写。 3.3.2 COP看门狗看门狗 应用软件与期望的运行不相符时，应用软件与期望的运行不相符时， COP看门狗试图强制系看门狗试图强制系统复位。看门狗中有一个计数器，为防止系统从统复位。看门狗中有一个计数器，为防止系统从COP器复器复位，应用程序必须在计数器溢出前清空位，应用程序必须在计数器溢出前清空COP计数器，亦称计数器，亦称为为“喂看门狗喂看门狗”。如果应用程序丢失和。如果应用程序丢失和COP计数器溢出，计数器溢出，将使系统复位。将使系统复位。控制位控制位

18、时钟源时钟源COPCOP溢出值溢出值COPCLKSCOPCLKSCOPTCOPT0 00 01KHZ1KHZ2 25 5 周期周期(32ms)0 01 11KHZ1KHZ2 28 8周期周期(256ms)1 10 0总线总线2 21313周期周期 1 11 1总线总线2 21818周期周期 SOPT1（45页）位名称功能描述7COPE0：屏蔽COP看门狗定时器1：使能看门狗定时器6COPTCOPT和SOPT2中的COPCLKS确定了COP的时间溢出周期0：选择短时间溢出周期1：选择长时间溢出周期5STOPE0：屏蔽停止状态1：使能停止状态1BKGDPE背景调试状态管脚使能位0：PTA4/ACM

19、PO/BKGD/MS 管脚作为PTA4或者ACM PO1：PTA4/ACMPO/BKGD/MS 管脚作为BKGD/MS0RSTPE复位管脚使能位0：PTA5/IRQ/TCLK/RESET管脚功能为PTA5, IRQ或者TCLK1：PTA5/IRQ/TCLK/RESET管脚工功能为RESETSTOP2 (46页）位名称功能描述7COPCLKSCOP看门狗时钟选择位，只能写一次，决定COP看门狗的时钟源0：内部1kHz时钟提供给COP1：总线时钟提供给COP1IICPSIIC管脚选择位，决定IIC模块SDA和SCL管脚的位置0：SDA在PTA2上,SCL在PTA31：SDA在PTB6,SCL在PTB70ACIC模拟比较器输出到输入捕获使能这位连接ACMP的输出到TPM输入通道00：ACMP输出不连接到TPM输入通道01：ACMP输出连接到TPM输入通道03.3.3 低电压监测系统（低电压监测系统（