微控制器原理与接口技术

1、概述定时器 计算机处理与时间有关的事件实时时钟：年月日、时分秒计算机用于工业控制定时采取参数并进行处理计算机处理与时间有关的事件的方法软件方法、硬件方法硬件方法硬件电路：计数器、定时器累加输入到计数器的个数定时器对两事件发生的时间间隔进行计量计数工作方式增量计数器、减量计数器定时工作方式延时操作：只关心时间间隔和延时终到的时刻 计时操作：随时了解现在时刻的标准时间微控制器原理与接口技术PCRTC-Real Time Clock微控制器原理与接口技术计数器/定时器-8253、8254、82C54 CLK0 GATE0 OUT0RD CLK1WR GATE1 A0 OUT1A1CS CLK2 GA

2、TE2 OUT2数据缓冲总线读写逻辑控制字寄存器计数器0计数器1计数器2D7D082C54的体系结构微控制器原理与接口技术D7D0 CLK0 GATE0RD# OUT0WR# CLK1A0 GATE1A1 OUT1 CLK2CS # GATE2 OUT282C5482C54的方框图微控制器原理与接口技术MCU-作为外围模块集成1定时器具有定时溢出、输入捕捉、输出比较、PWM脉冲输出等功能。定时溢出：计数器计满后产生标志。输入捕捉：把外部信号发生跳变的时刻记录下来。输出比较：把实际的时间和设定的时间进行比较，符合时输出特定信号。PWM脉冲输出：输出周期、宽度（占空比）均可改变的脉冲信号。微控制器

3、原理与接口技术MCU-作为外围模块集成2定时器有很多的应用：利用输入捕捉测量脉宽、测量频率；输出特定的波形；直接输出脉宽调制波（PWM）；使用输入捕捉配合输出比较来输出同步波形以及用于延时等 HCS08系列MCU一般有2个定时器模块微控制器原理与接口技术定时器的结构及功能 每一：8位TPMxSC16位TPMxCNTH:TPMxCNTL16位预置计数器寄存器，TPMxMODH:TPMxMODL每个通道：8位TPMxCnSC16位TPMxCnVH:TPMxCnVL 8位TPMxSC8位TPMxSC8位TPMxSC8位TPMxSC16位TPMxCNTH:TPMxCNTL16位TPMxMODH:TPM

4、xMODL8位TPMxCnSC16位TPMxCnVH:TPMxCnVL 微控制器原理与接口技术各寄存器分析16位的自由运行计数器在TPM允许后，从$0000开始连续计数，当达到最大值$FFFF时翻转到$0000，同时将状态寄存器的溢出位TOF置1，然后重新开始计数 。可通过TPMxCNTH:TPMxCNTL 随时读出。 2MHz，32分频，1.0486 S（65536 16S）后溢出微控制器原理与接口技术各寄存器分析预置计数-模计数 TPMxMODH:TPMxMODL 16位寄存器 2MHz，32分频，16S，1S（62500 16S）后溢出；预置值：$F423微控制器原理与接口技术各寄存器分

5、析定时器状态和控制寄存器TPMxSC TOF定时器溢出标志位；1-溢出，0-无溢出 TOIE定时器溢出中断允许位 ；1-允许，0-不允许CPWMSPWM中心对齐控制位 ；1-中心对齐，0-其它CLKSB:CLKSA时钟源选择控制位 微控制器原理与接口技术PS2:PS1:PS0定时器分频因子选择控制位 微控制器原理与接口技术各寄存器分析8位状态和控制寄存器TPMxCnSC CHnFChannel n Flag 1-有输入捕捉、输出比较等发生 0-没有发生输入捕捉、输出比较等CHnIEChannel n Interrupt Enable 0 Channel n interrupt requests

6、 disabled (use software polling) 1 Channel n interrupt requests enabled微控制器原理与接口技术MSnB：MSnAMode Select B、A for TPM Channel nELSnB:AEdge/Level Select Bits16位寄存器TPMxCnVH:TPMxCnVL。可读写，2个字节缓 冲机制， 对应2个字节地址微控制器原理与接口技术各功能说明输入捕捉 微控制器原理与接口技术各功能说明输入捕捉 微控制器原理与接口技术各功能说明输出比较微控制器原理与接口技术各功能说明输出比较微控制器原理与接口技术各功能说明开始

7、下个周期达到输出比较值(16位TPMxCnVH:TPMxCnVL )，变低变为0，开始加计数由预置计数值，开始减计数达到输出比较值，变高开始下个周期达到预置值(16位TPMxMODH:TPMxMODL )，从0开始达到输出比较值，变低脉冲周期： 16位TPMxMODH:TPMxMODL 脉冲宽度： 16位TPMxCnVH:TPMxCnVL PWM输出脉冲宽度、占空比微控制器原理与接口技术同步串行外设接口SPI（serial peripheral interface） 概述 串转并和并转串移位寄存器、A/D变换器、LCD控制器，需要同步时钟 工作原理从机微控制器原理与接口技术主SM功能框图移位寄

8、存器时钟引脚控制及引脚错误检测中断控制设置寄存器微控制器原理与接口技术SPI寄存器控制寄存器SPI1C1控制寄存器SPI1C2 微控制器原理与接口技术波特率寄存器SPI1BR 微控制器原理与接口技术SPI模块波特率总线频率/（预分频因子分频因子） 微控制器原理与接口技术状态寄存器SPI1S 数据寄存器SPI1D SPRFSPI Receive Buffer Full FlagSPTEFSPI Transmit Buffer Empty FlagMODFMaster Mode Fault Flag微控制器原理与接口技术数据时钟时序在第一个周期开始发生时钟MISO提前半个数据位在第一个周期中间发生

9、时钟MISO拖后半个数据位微控制器原理与接口技术SPI与SCI的主要差异SPI：同步，传递速度（波特率）：10MHz SCI：异步，传递速度（波特率）：115KHzSPI：收发同时进行 SCI：收发分别进行SPI：有时钟信号与数据等信号的时间顺序（时序）问题 SCI：无时序问题微控制器原理与接口技术A/D转换模块 概述A/D转换器的作用:模拟信号数字信号；D/A相反A/D转换器的指标工作原理逐次比较式、双积分式、V/F、精度：转换结果的位数速度：非线性接口形式：并行、串行（SPI、I2C等）电源与功耗工作环境：电源指标、温度、湿度等微控制器原理与接口技术AD7705/AD7706微控制器原理与

10、接口技术HCS08系列MCU的ADCGT60：8/10位；单次在10位转换精度、2M的转换频率条件下，单次A/D转化只需要14us；转换模式选择；最多可有输入8路模拟信号。AW60： 8/10位；单次在10位转换精度、8M的转换频率条件下，单次A/D转化只需要3.5us；转换模式选择；最多可有输入28路模拟信号;比较功能。DZ60： 8/10/12位；单次在10位转换精度、8M的转换频率条件下，单次A/D转化只需要3.5us；转换模式选择；最多可有输入28路模拟信号;比较功能。微控制器原理与接口技术MC9S08GT60ADC逐次ADC状态与控制寄存器结果寄存器转换寄存器多路开关时钟转换模式控制

11、状态机模拟、数字微控制器原理与接口技术MC9S08AW60ADC多达28个输入启动方式4个时钟源比较逻辑微控制器原理与接口技术MC9S08GT60ADC寄存器的设置A/D控制寄存器 ATDPU：A/D模块允许控制位。1=允许A/D转换；0=禁止A/D转换，降低系统功耗。DJM：数据格式控制位 。1=右对齐；0=左对齐 微控制器原理与接口技术RES8：A/D转换精度控制位。1=8位转换精度；0=10位转换精度 微控制器原理与接口技术SGN：转换结果数据类型控制位，指示转换结果在DJM=0（左对齐）时是有符号数还是无符号数。1=有符号数；0=无符号数微控制器原理与接口技术PRS：时钟分频因子控制位

12、，设置A/D转换时钟频率 微控制器原理与接口技术A/D状态和控制寄存器 CCF：转换完成标志位。这个只读标志位在每次转换完成后自动置1。当写入ATD1SC或者读取数据结果寄存器（ATD1RH或ATD1RL）将清除该标志位。ATDIE：A/D中断允许控制位。如果允许中断，系统将在转换完成时产生中断（由CCF触发）。ATDCO：A/D连续转换控制位。1=连续转换模式 ；0=单次转换。 微控制器原理与接口技术AW、DZ系列使用AW、DZ系列使用1F关断ADCATDCH：A/D输入信道选择控制位 微控制器原理与接口技术A/D数据结果寄存器 A/D数据结果寄存器包括ATD1RH和ATD1RL。它们是只读

13、存储器，它的值由A/D转换器在每一次转换完成后自动更新。 管脚允许寄存器 ATDPEn：ATD 管脚允许控制位。1=允许该管脚为A/D模块使用；0=不允许该管脚为A/D模块使用 微控制器原理与接口技术KBI模块概述键盘的工作原理： 可自动复位的按键编码键盘：硬件电路产生键码和选通脉冲非编码键盘：按键仅产生通断，需要程序配合。PC的101键盘采用8048单片机微控制器原理与接口技术输入口键按下建键值表对应键的位置关键字判断有键按下?去抖和窜健处理查表，求键值转相应处理程序输出口微控制器原理与接口技术KBI模块的作用GTAWDZ：发展很大MC9S08AW60KBI方框图PG口：04PD口：2,3,

14、7下降或低上升或高下降或低0=边沿主从D带CLR触发器，下跳沿触发中断响应，清除中断CPU停止同步或非门微控制器原理与接口技术触发器的触发翻转分为两个节拍：（1）当CP变为1时，TG1开通，TG2关闭。主触发器接收D信号。同时，TG3关闭，TG4开通，从触发器保持原状态不变。（2）当CP由1变为0时，TG1关闭，TG2开通，主触发器自保持。同时，TG3开通，TG4关闭，从触发器接收主触发器的状态。微控制器原理与接口技术KBIMOD=1,KBIPE0=1KBIMOD=0 ,KBIPE0=1HLLL微控制器原理与接口技术KBI的寄存器KBI Status and Control Register

15、(KBI1SC)KBEDG：0 Falling edges/low levels；1Rising edges/high levelsKBF：0No KBI interrupt pending；1KBI interrupt pendingKBACK：Keyboard Interrupt Acknowledge；1Clear KBFKBIE：0KBF does not generate hardware interrupts (use polling) 1KBI hardware interrupt requested when KBF = 1KBIMOD：Keyboard Detection Mode。 0Edge-only detection 1Edge-and-level detection微控制器原理与接口技术KBI Pin Enable Register (KBI1PE)KB