Справочник - Ремизевич Т.В. - Микроконтроллеры для встраиваемых приложений: от общих подходов - к семействам HC05 и HC08 фирмы Motorola[2000, DjVu, RUS]

ВВЕДЕНИЕ.........................................................................................7
1. АРХИТЕКТУРА И АЛГОРИТМЫ РАБОТЫ 8-РАЗРЯДНЫХ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ......................................9
1.1. Структура современных 8-разрядных микроконтроллеров ....................................10
1.1.1. Направления развития элементной базы 8-разрядных МК................................10
1.1.2. Модульный принцип построения......................................................11
1.1.3. Процессорное ядро МК..............................................................12
1.1.4. Резидентная память МК..............................................................13
1.1.5. Порты ввода/вывода ................................................................16
1.1.6. Таймеры и процессоры событий ......................................................21
1.1.7. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи...............................27
1.1.8. Контроллеры последовательного ввода/вывода ........................................29
1.1.9. Минимизация потребления энергии в системах с МК....................................32
1.1.10. Мониторинг напряжения питания МК.................................................35
1.1.11. Аппаратные и программные решения по повышению надежности работы МК..............36
1.2. Последовательные интерфейсы встраиваемых микропроцессорных систем.....................37
1.2.1. Классификация и терминология ......................................................37
1.2.2. Последовательный интерфейс RS-232C............................................... 43
1.2.3. Последовательный периферийный интерфейс SPI ......................................44
1.2.4. Синхронный последовательный интерфейс 12С..........................................47
1.2.5. Протоколы нижнего уровня CAN....................................................... 50
1.3. Семейства 8-разрядных МК фирмы Motorola ................................................53
1.3.1. Сравнительная характеристика.......................................................53
1.3.2. Маркировка 8-разрядных МК фирмы Motorola ..........................................54
2. МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ СЕМЕЙСТВА НС05...............................................................55
2.1. Общая характеристика ...................................................................56
2.1.1. Номенклатура МК семейства НС05....................................................56
2.2. Центральный процессор ..................................................................67
2.2.1. Программно-логическая модель ......................................................67
2.2.2. Способы адресации.................................................................68
2.2.3. Система команд МК семейства НС05..................................................69
2.2.4. Команды загрузки и пересылки данных................................................69
2.2.5. Арифметические команды............................................................69
2.2.6. Логические команды и операции сдвига ...............................................70
2.2.7. Команды битового процессора .......................................................72
2.8.8. Команды передачи управления .......................................................72
2.2.9. Команды управления режимами энергопотребления ....................................75
2.3. Подсистема памяти МК семейства НС05....................................................75
2.3.1. Организация памяти и распределение адресного пространства...........................75
2.3.2. Таблицы регистров специальных функций..............................................77
2.3.3. Режимы работы EEPROM-ПЗУ........................................................78
2.4. Режимы работы..........................................................................79
2.4.1. Режимы пониженного энергопотребления..............................................79
2.4.2. Особенности работы в состоянии сброса..............................................82
2.4.3. Источники и механизм обработки прерываний..........................................82
2.4.4. Подсистема прерывания МК MC68HC705KJ1 и MC68HC705J1A...........................83
2.4.5. Особенности подсистемы прерывания МК МС68НС705Р6А...............................85
2.4.6. Таблицы векторов прерывания МК МС68НС705С8А/С9, МС68НС705В16 и MC68HC705L16 ... 85
2.4.7. Регистры конфигурации МК..........................................................86
2.5. Порты ввода/вывода .....................................................................87
2.5.1. Классификация типов линий .........................................................87
2.5.2. Регистры специальных функций портов ввода/вывода...................................88
2.5.3. Порты ввода/вывода МК MC68HC705KJ1 и MC68HC705J1A...............................89
2.5.4. Порты ввода/вывода МК МС68НС705Р6А ..............................................90
2.5.5. Порты ввода/вывода МК МС68НС705С8А/С9А и МС68НС705В16..........................90
2.5.6. Порты ввода/вывода МК MC68HC705L16...............................................91
2.6. Подсистема реального времени ...........................................................94
2.6.1. Модуль 16-разрядного таймера.......................................................94
2.6.2. Модуль ШИМ-генератора МК МС68НС705В16..........................................96
2.6.3. Модуль многофункционального таймера ..............................................96
2.6.4. Сторожевой таймер ................................................................ 97
2.7. Модуль аналого-цифрового преобразователя ...............................................98
2.8. Подсистема последовательного ввода/вывода ..............................................99
2.8.1. Контроллер синхронного последовательного интерфейса SPI ...........................100
2.8.2. Контроллер асинхронного последовательного интерфейса SCI ..........................102
3. МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ СЕМЕЙСТВА НС08..............................................................109
3.1.Общая характеристика МК семейства НС08.................................................110
3.1.1. Концепция построения МК семейства НС08...........................................110
3.1.2. Периферийные модули МК семейства НС08...........................................113
3.1.3. Состав семейства НС08.............................................................115
3.1.4. Перспективные модели семейства...................................................117
3.1.5. О том, что необходимо знать при размещении нового проекта на МК семейства НС08......118
3.2. Центральный процессор семейства НС08 ..................................................120
3.2.1. Программно-логическая модель...............................................-......120
3.2.2. Способы адресации................................................................121
3.2.3. Временные диаграммы выборки и выполнения команд .................................124
3.2.4. Работа в режимах пониженного энергопотребления....................................125
3.3. Система команд МК семейства НС08......................................................125
3.3.1. Команды загрузки и пересылки данных...............................................125
3.3.2. Арифметические команды ..........................................................126
3.3.3. Логические команды и операции сдвига ..............................................128
3.3.4. Команды битового процессора......................................................130
3.3.5. Команды передачи управления......................................................130
3.7. Подсистема реального времени ..........................................................191
3.7.1. Модуль процессора событий TIM08 ..................................................191
3.7.2. Модуль базового таймера ТВМ08 ....................................................202
3.7.3. Таймер интервальных прерываний PIT08 ..............................................203
3.7.4. Модуль сторожевого таймера CQP08 .................................................205
3.7.5. Модуль широтно-импульсного модулятора для управления электродвигателем PWM08 .....207
3.8. Порты ввода/вывода.....................................................................215
3.8.1. Общая характеристика ............................................................. 215
3.8.2. Регистры специальных функций портов ввода/вывода..................................216
3.8.3. Модуль сканирования клавиатуры KBI08 ..............................................220
3.9. Модуль аналого-цифрового преобразователя ADC08 ........................................223
3.9.1. Общая характеристика .............................................................223
3.9.2. Модуль аналого-цифрового преобразователя ADC08/8 .................................223
3.9.3. Модуль аналого-цифрового преобразователя ADC08/10 микроконтроллера HC908MR32/24 . 227
3.10. Подсистема последовательного ввода/вывода ............................................229
3.10.1. Модуль последовательного синхронного интерфейса SPI08 ............................229
3.10.2. Модуль последовательного асинхронного интерфейса SCI08 ...........................231
3.10.3. Модуль последовательного интерфейса msCAN08 ....................................235
4. СРЕДСТВА РАЗРАБОТКИ ВСТРАИВАЕМЫХ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ НА МК СЕМЕЙСТВ НС05 И НС08 .............. 241
4.1. Обзор средств проектирования...........................................................242
4.1.1. Особенности проектирования на МК семейств НС05 и НС08 .............................242
4.1.2. Средства отладки, предоставляемые фирмой Motorola .................................243
4.1.3. Программные симуляторы ..........................................................243
4.1.4. Внутрисхемные симуляторы M68ICS05/08 ............................................243
4.1.5. Внутрисхемные эмуляторы MMEVS и MMDS...........................................245
4.1.6. Программаторы ...................................................................248
4.1.7. Средства разработки третьих фирм..................................................248
4.1.8. Российские средства отладки .......................................................249
4.2. Краткое руководство пользователя внутрисхемного симулятора ICS05/08 .....................249
4.2.1. Состав пакета ICS05B Development Kit ................................................250
4.2.2. Интерфейс программного симулятора ICS05/08 .......................................250
4.2.3. Команды управления ICS05/08.......................................................254
4.2.4. Пример организации процесса отладки...............................................259
4.2.5. Интегрированная среда WinlDE Development Environment................................260
ПРИЛОЖЕНИЯ ...................................................................................263
Приложение 1. Перечень моделей и цоколевка МК семейства НС05 ...............................264
Микроконтроллер MC68HC705KJ1.........................................................264
Микроконтроллер MC68HC705J1A.........................................................264
Микроконтроллер МС68НС705Р6А.........................................................264
Микроконтроллер МС68НС705С8А.........................................................264
Микроконтроллер МС68НС705С9А.........................................................265
Микроконтроллер МС68НС705В16.........................................................266
Микроконтроллер MC68HC705L16.........................................................266
Приложение 2. Электрические характеристики МК семейства НС05,
входящих в программу “NO EXCUSES”.........................................................266
Предельные эксплуатационные данные ....................................................266
Параметры постоянного тока при напряжении питания VDD = 5.0 В ±10%........................267
Параметры постоянного тока при напряжении питания VDD = 3.3 В ±0.3 В .......................267
Приложение 3. Перечень моделей и цоколевка МК семейства НС08 ...............................268
Микроконтроллер MC68HC908GP32........................................................268
Микроконтроллер MC68HC908JL3.........................................................268
Микроконтроллер MC68HC908JK3.........................................................268
Микроконтроллер MC68HC908JK1.........................................................269
Микроконтроллер MC68HC908MR32 .......................................................269
Микроконтроллер MC68HC908MR24 .......................................................269
Микроконтроллер MC68HC908AZ60........................................................269
Приложение 4. Электрические характеристики МК семейства НС08 ...............................269
Предельные эксплуатационные данные ............................................................................269
Параметры постоянного тока при напряжении питания VDD = 5.0 В ±10%........................270
Параметры постоянного тока при напряжении питания VDD = 3.0 В ±10%........................270
Приложение 5. Перечень технических описаний МК семейства НС05 и НС08........................271
Приложение 6. Перечень статей по применению МК семейства НС05 .............................271
Приложение 7. Перечень статей по применению МК семейства НС08 ..............................272
Приложение 8. Учебно-методические и консультационные центры фирмы MOTOROLA
в технических университетах России и странах СНГ ..........................................................272