第2章 Freescale HC(S)08系列单片机概述.doc

第2章 Freescale HC08/S08/RS08 MCU概述第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： 指产品状态。MCFully Qualified（合格）；PCProduct 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。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EEPROM；9表示片内带闪存Flash EEPROM。芯片内核。如08表示HC08内核、S08表示HCS08内核、RS08表示RS08内核等。子系列型号标志。如GP、GB、GZ等。存储器大小。如：2表示2KB、32表示32KB、60表示60KB等。工作温度范围标志。“无”表示商用温度范围070；C表示-4085；V表示-40105；M表示-40125。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SerialA/D最大的总线频率(MHZ)MC9S08GB60-4K-60K56I2C2 SCISPI8通道10位20.0MC68HC08AZ6060K2K1K-48SCISPICAN15通道10位8.4MC68HC08AB16A16K512512-51SCISPI8通道10位8.0MC68HC908EY16-512-16K24ESCISPI8通道10位8.0MC68HLC908QT2-128-1.5K6-4通道8位8.0MC9RS08KA2-48-2K6-10.0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。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 MC68HC08AB16AMC68HC908AB32HC08AS/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/60MC68HC08AZ32A/60AHC08AP包含了通用的10位A/D、I 2C，该系列所有型号引脚兼容。MC68HC908AP8/16/32/64HC08EY集成了LIN通信协议，可应用于汽车和工业电子产品MC68HC908EY16HC08G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 MC68HC908GR4/8/16MC68HC908GR8A/32A MC68HC908GT8 /16HC08GZ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MC68HC08JB1/8MC68HC908JB8/12/16MC68HC08JT8 MC68HC908JW32HC08JK/JL低成本，本系列所有型号引脚兼容MC68HC908JK1E/3EMC68HC08JL3EMC68HC908JL8MC68HC908JK8HC08KX少针脚型接口并内置ICGMC68HC908KX2MC68HC908KX8HC08LD可用于数字监视系统MC68HC908LD60MC68HC908LD64HC08LJ/LK含有简易的LCD接口MC68HC908LJ12/24MC68HC908LK24HC08MR三相电机控制MC68HC908MR8/16/32HC08QL集成了LIN通信协议，可应用于汽车和工业电子产品MC908QL2/4MC908QL3/4HC08QT/QY低成本、封装小MC68HC908QT1/2/4MC68HC908QY1/2/4HC08RF集成了RF模块，可用于远程控制和便携电池的应用中MC68HC908RF2HC08SR可用于智能电池、温度传感等仪器设备，并支持SCI, SPI, I2CMC68HC908SR12S08AW低电压、高精确度的内部晶振MC9S08AW16/32/48/60S08GS08通用系列MC9S08GB32A/60A MC9S08GT32A/60A MC9S08GB32/60 MC9S08GT16/32/60S08QGS08低端应用MC9S08QG4/8S08RS08低功耗MC9S08RC8/16/32/60MC9S08RD8/16/32/60MC9S08RE8/16/32/60MC9S08RG32/60RS08KA低成本、封装小MC9RS08KA1/2/4/82.2 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。2.2.1 MC908GP32单片机的性能概述MC908GP系列单片机是HC08系列单片机大家族中具有通用性的一族，MC908GP32是MC908GP系列中的一个型号，MC908GP32单片机具有三种封装形式，它们分别为40脚、42脚、44脚。MC908GP32单片机的主要特点概述如下：512B片内RAM；32K片内Flash程序存储器，具有在线编程能力和保密功能。时钟发生器模块，具有32KHz晶振PLL电路，可产生各种工作频率；8MHz内部总线频率。增强的HC05 CPU结构；16种寻址方式(比HC05多8种)；16位变址寄存器和堆栈指针；存储器至存储器数据传送；快速88乘法指令；快速16/8除法指令；扩展的循环控制功能；BCD功能。33根通用I/O脚，包括26根多功能I/O脚和5或7根专用I/O脚；PTA、PTC和PTD的输入口有可选择的上拉电阻；PTC0PTC4有15mA吸流和放流能力，其他口有10mA吸流和放流能力 (总体驱动电流应小于150mA)；所有口有最高5mA输入电流保护功能。增强型串行通讯口SCI；串行外围接口SPI；两个16位双通道定时器接口模块(TIM1和TIM2)，每个通道可选择为输入捕捉、输出比较和PWM，其时钟可分别选为内部时钟的1、2、4、8、16、32和64的分频值；带时钟预分频的定时基模块有8种周期性实时中断(1、4、16、256、512、1024、2048和4096Hz)，可在STOP方式时使用外部32KHz晶振周期性唤醒CPU；8位键盘唤醒口。系统保护特性：计算机工作正常(COP)复位；低电压检测复位，可选为3V或5V操作；非法指令码检测复位；非法地址检测复位。具有PDIP40、SDIP42和QFP44封装形式。优化用于控制应用；优化支持C语言。2.2.2 内部结构简图与引脚功能1内部结构简图PTD7/T2CH1PTD6/T2CH0PTD5/T1CH1PTD4/T1CH0PTD3/SPSCKPTD2/MISOPTD1/MOSIPTD0/VDDAD/VREFHVSSAD/VREFLM68HC08 CPUCPU寄存器算术逻辑单元64B控制和状态寄存器模拟量驱动机构：将MCU送出的信号放大32KB片内Flash程序存储器512B片内RAM实际模拟信号307B监控ROM36B用户Flash矢量空间时钟发生模块32kHz振荡器锁相环PLL OSC1 OSC2CGMXFC8位A/D转换模块电源VDDVSSVDDAVSSA上电复位模块定时基模块TBM断点模块BRK低电压禁止模块LVI键盘中断控制模块KBI定时器接口模块TIM1定时器接口模块TIM2系统操作正常监视模块COP串行通信接口模块SCI串行外设接口模块SPI监控模块MON数据总线开关模块内存映像模块配置寄存器模块1配置寄存器模块2监视模式入口模块加密模块PORTAPTA7/PTA0/DDRAPORTBPTB7/AD7 PTB0/AD0DDRBPORTCPTC6PTC0DDRCPORTDDDRD内部总线系统集成模块SIM矢量空间外中断模块IRQ图2-1 MC908GP32结构框图（缺PTE01）MC908GP32单片机(以下简称GP32单片机)的三种封装形式只是引脚数量和形式有所区别，其它方面是一致的。图2-1给出了GP32的内部结构框图，它对于我们理解和应用GP32单片机有重要作用，在学习了基本应用方法后，我们应再反过来熟悉这个内部结构图，以便更好地理解GP32单片机的基本原理。图中I/O口是按44引脚的GP32给出的，对于42引脚的GP32单片机则没有PTC5、PTC6两个引脚，对于40引脚的GP32单片机则没有PTC5、PTC6及PTD6/T2CH0、PTD7/T2CH1四个引脚。从内部结构简图可以看出，GP32内部有以下主要部分：CPU08、存储器、定时器接口模块、定时基模块、看门狗模块、通用I/O接口、串行通信接口SCI、串行外设接口SPI、断点模块、A/D转换模块、键盘中断模块、时钟发生模块及锁相环电路、低电压禁止模块、复位与中断模块、监控模块MON和系统设置模块。2GP32单片机的引脚功能图2-2(a)给出了40引脚的MC908GP32单片机的引脚图，引脚功能分类简介如下：(1) 电源类引脚VDD、VSS(20脚、19脚)：电源供给端。VDDAD /VREFH、VSSAD /VREFL(31脚、32脚)：内部A/D转换器的电源供给及参考电压输入端。VDDA、VSSA(1脚、2脚)：时钟发生器模块(CGM)的电源供给端。(2) 控制类引脚(6脚)：外部低有效复位输入或输出脚，有内部上拉电阻。(14脚)：外部中断输入脚，有内部上拉电阻。(3) I/O类引脚PTA7/KBD7PTA0/KBD0(4033脚)：8位通用双向I/O口，每个可编程为键盘输入脚。PTB7/AD7PTB0/AD0(3023脚)：8位通用双向I/O口，也可作为8路8位A/D转换输入脚。PTC4PTC0(117脚)：5位通用双向I/O口。PTD5/T1CH1PTD0/(22、21、1815脚)：6种特殊功能、双向I/O口，其中T1CH1、T1CH0用于定时器模块(TIM1)。SPSCK、MOSI、MISO、用于串行外围接口(SPI)。PTE0/TxD、PTE1/RxD(12脚、13脚)：2位双向I/O口或串行通讯口。(4) 其它CGMXFC(3脚)：CGM的外部滤波电容连接脚。OSC1、OSC2(5脚4脚)：片内振荡器引脚。(b) 42-引脚SDIP封装(没有PTC5, PTC6)(a) 40-引脚PDIP封装(没有PTC5、PTC6、PTD6及PTD7)(c) 44 -引脚QFP封装 图2-2 MC908GP32的引脚图2.2.3 GP32最小系统上节讲述了以MC908GP32单片机为原型的HC08系列MCU的硬件结构，但仅有一个MCU(微控制器)是无法工作的，它必须与其他相应的外围电路一起，才能构成一个最小系统。如图2-3 所示，MC908GP32芯片(以40脚封装为例)最小系统的外围支撑电路包括电源与滤波电路、晶振电路和复位电路，其中各个部分的功能如下。图2-3 MC908GP32最小系统电路图1电源供给与滤波GP32芯片的20、19脚（VDD、VSS）为芯片的电源输入端，1、2脚（VDDA、VSSA）为内部PLL模块的电源供给。接在电源与地之间的0.1F电容为滤波电容。PLL电路目的在于由频率小的外部晶振产生较大频率的内部总线时钟，提高芯片的抗干扰性。由于这部分内容涉及的编程内容很少，但原理较难理解，所以放入第14章介绍。这里只要知道GP32内有PLL电路就可以了，而且GP32内的PLL电路模块需要外接电源。在MCU的第3脚，接有内部PLL模块的外部滤波电路。滤波电路的作用主要是增强电路工作稳定性。2晶振电路接MCU第4、5脚（OSC2、OSC1）之间的电路为晶振电路，这里选用的晶振频率为f=32.768KHz。通过内部PLL电路模块，可获得小于等于8MHz的内部总线频率。电路及其元件参数是由GP32参考手册确定的。实际开发中，嵌入式应用工程师往往根据参考手册提供的电路及参数，通过自己的实践，构筑MCU的外围支撑电路，而不深究其工作原理。3复位电路接在MCU第6脚()的电路为芯片硬件复位电路。正常工作时该脚通过10K电阻接到电源正极（这里设为5V电源供电），所以应为高电平。若按下复位按钮RST，则第6脚通过51接地，为低电平，芯片复位。2.2.4 GP32存储器组织CPU08可寻址64K地址空间，所以它的地址范围是$0000$FFFF，在这$0000$FFFF的寻址范围内，分成多个不同区段，每个区段的作用不同。MC908GP32单片机的存储器组织及地址分配见图2-4。图中只是画出了64K地址空间的简要映像，各区段的含义和使用方法将逐步说明。作为开始，本节学习512字节RAM的使用方法($0040$023F)，了解64字节I/O寄存器区($0000$003F)、控制及状态寄存器区($FE00$FE0C)等相对应的寄存器名和简明含义，为后续章节的进一步学习建立初步印象。1RAM区域及其作用用户RAM的地址范围是：$0040$023F，共512字节。这个区域既是用户RAM，也是堆栈RAM。一般情况下，这个区域安排用户数据和堆栈空间。由于这个空间较小，必须合理安排初始堆栈指针SP和用户数据，更好地发挥RAM的作用。$0000$003F64字节的I/O寄存器区$0040$023F512字节的RAM区$0240$7FFF32192字节未定义区$8000$FDFF32256字节Flash存储器区$FE00$FE0C控制及状态寄存器区$FE0D$FE1F18字节未定义区$FE20$FF52307字节监视ROM区$FF53$FF7D43字节未定义区$FF7EFlash保护寄存器(FLBPR)$FF7F$FFDB93字节未定义区$FFDC$FFFF36字节Flash向量区图2-4 GP32存储映像图在这个区域中，有192字节的RAM属于第0页，也就是地址的高8位为0，第0页RAM的地址范围是：$0040$00FF，这个地址范围寻址方便，合理分配使用这些内存地址对实际编程很有帮助。必须注意的是，由于堆栈也在RAM区域，且复位时SP=$00FF，位于第0页内，所以实际编程时，可以把SP从第0页移出，例如使之为$023F，也就是初始的SP在RAM的最高地址处，由于M68HC08系列单片机的进栈指令是使SP-1，所以是堆栈数据向低地址方向依次堆放，这样堆栈使用的地址空间是$023F更低地址方向。安排用户数据时，可以从RAM的最低地址$0040向更高地址空间安排，即用户数据使用的地址空间是$0040更高地址方向。这样从两头向中间使用，可以尽量避免两种数据交叠，发生错误。但是，用户数据不宜安排过多，要给堆栈留有足够的空间，否则运行时可能产生错误。若内存安排较满，必须精确计算堆栈最大可能深度，以保证程序的正常执行。2映像寄存器名及简明含义所谓映像寄存器，是指那些通过存储器地址访问的寄存器，它们不像寄存器A、H:X、SP、PC、CCR那样直接通过其“名”来使用它，而是通过它们对应的地址来使用它们。要通过其“名”来使用它们，必须用伪指令定义它们所占用的实际地址与“名”对应。附录C.1给出了映像寄存器简明列表。*2.3 HCS08系列单片机作为Freescale公司于2004年之后推出的HCS08系列MCU是高性能与低功耗的完美结合，其性能可与许多16位MCU相当。上一节中讲述的HC08主要针对汽车电子，消费类产品，如家电、PC外设等，其最高总线频率是8MHz，且成本较低。而HCS08更适合低功耗、高性能的应用，如便携式电子产品。HCS08不是用来替代HC08系列，而是HC08系列的一个有益补充。本节首先介绍HCS08系列MCU的基本特征，然后以HCS08家族中最早推出的MC9S08GB60为例介绍其基本结构，从而进一步理解HCS08系列MCU。2.3.1 HCS08系列MCU的基本特征1多种低功耗模式具有HC08的Wait模式，同时增加了3种Stop模式，系统时钟停止，电压调节器处于备用状态，用户可根据实际需要选择相应的Stop模式。Stop1：内部电路处于完全掉电状态，以达到最大的省电模式。Stop2：内部电路部分处于掉电状态，内存的数据仍然保存。Stop3：所有的内部电路处于待电状态，可快速恢复到正常工作模式。2更高的工作频率工作电压为2.1V时，CPU的总线频率可达20MHz；工作电压为1.8V时，CPU总线的最高频率为8MHz。3具有可编程的片内时钟发生器具有温度和电压补偿(典型漂移2)的片内可编程内部时钟发生器，能进一步减少系统成本。也可通过用户定义采用外接时钟。4新一代的闪存技术通过第三代0.25微米的闪存技术，提供应用程序的重复读写和数据存储能力。5集成片上调试器HCS08系列新产品中还集成了片上调试器(BDM)，实现了片上仿真、模拟等功能，极大地减少了开发工具的成本。在16位和32位MCU中集成BDM是很常见的，但在8位MCU中集成BDM还是第一次。6资源丰富内存高达4K字节；Flash存储器可达60K字节；高度集成了4个串行通信端口(SCI1、SCI2、SPI、IIC)；最多达8个定时器(PWM)、8通道的10位AD转换器。2.3.2 MC9S08GB60的内部结构简图与引脚功能1GB60单片机的内部结构简图60KB片内Flash程序存储器4KB片内RAM电压调节模块VDDVSS调试模块DBG8位键盘中断模块KBIIIC模块串行通信接口模块SCI1串行通信接口模块SCI2定时器接口模块TIM1串行外设接口模块SPI定时器接口模块TIM2内部总线HCS08 系统控制复位、中断操作模式、电源管理RTICOPIRQ内部时钟发生器低功率的振荡器10位A/D转换模块VDDADVSSADVREFHVREFLHCS08 内核CPUINTBDCBKPPORTBPORTAPTA7/KBIP7PTA0/KBIP08PTB7/AD7PTB0/AD08PORTCPTC7PTC6PTC5PTC4PTC3/SCLPTC2/SDAPTC1/RxD2PTC0/TxD2PORTDPTD7/TPM2CH4PTD6/TPM2CH3PTD5/TPM2CH2PTD4/TPM2CH1PTD3/TPM2CH0PTD2/TPM1CH2PTD1/TPM1CH1PTD0/TPM1CH0PORTEPTE7PTE6PTE5/SPSCKPTE4/MOSIPTE3/MISOPTE2/SSPTE1/RxD1PTE0/TxD1PORTGPORTFPTF7PTF0LVDPTG7PTG6PTG5PTG4PTG3/PTG2/EXTALPTG1/XTALPTG0/BKGD/MS图2-5 MC9S08GB60结构框图图2-5给出了MC9S08GB60(以下简称GB60)的内部结构框图。从图可以看出，GB60内部有以下主要部分：HCS08内核、HCS08系统控制模块(中断、看门狗、电压检测)、存储器、时钟发生器、A/D转换模块、电压调节模块、调试模块DBG、8位键盘中断模块、IIC模块、串行通信接口SCI1模块、串行通信接口SCI2模块、定时接口模块TIM1、定时接口模块TIM2和串行外设接口SPI。2GB60单片机的引脚功能图2-5 MC9S08GB60 64引脚LQFP封装图2-5给出了的MC9S08GB60单片机的引脚图，引脚功能分类简介如下：(1) 电源类引脚VDD、VSS(24脚、23脚)：电源供给端。VREFH、VREFL(41脚、42脚)：内部A/D转换器的电源供给及参考电压输入端。VDDAD、VSSAD(56脚、57脚)：时钟发生器模块(CGM)的电源供给端。(2) 控制类引脚(1脚)：外部低电平有效复位输入或输出脚。IRQ(16脚)：外部中断输入脚，注意与GP32不同，IRQ没有上划线，实际上可以通过编程设置它是高电平或低电平中断，这就更加方便了。(3) I/O类引脚PTA0/KBIP0PTA7/KBIP7(4653脚)：8位通用双向I/O口，每个可编程为键盘输入脚。PTB0/AD0PTB7/AD7(3340脚)：8位通用双向I/O口，也可作为8路8位A/D转换输入脚。PTC0/TxD2、PTC1/RxD2(34脚)：2位双向I/O口或串行通讯口。PTC2/SDA、PTC3/SCL(56脚)：2位双向I/O口或IIC模块的串行时钟线(Serial Clock Line)、串行数据线(Serial Data Line)。PTC4PTC7 (710脚)：4位通用双向I/O口。PTD0/TPM1CH0PTD2/ TPM1CH2(2527脚)：双向I/O口或用于定时器模块1(TIM1)。PTD3/TPM2CH0PTD7/TPM2CH4(2832脚)：双向I/O口或用于定时器模块2(TIM2)。PTE0/TxD1、PTE1/RxD1(1415脚)：2位双向I/O口或串行通讯。PTE2PTE5(1720脚)：4位双向I/O口或特殊功能(、MISO、MOSI、SPSCK)，用于串行外围接口(SPI)。PTE6PTE7 (2122脚)：通用双向I/O口。PTF0PTF7 (54、55、1113、4345脚)：8位通用双向I/O口。PTG0/BKGD/MS(58脚)：双向I/O口或背景调试线或用于模式选择功能。PTG1/XTALPTG2/EXTAL (5960脚)：双向I/O口或用于时钟发生器模块。PTG3PTG7 (6164、2脚)：通用双向I/O口。2.3.3 GB60存储器组织GB60存储器映像图如图2-6所示。1RAM区域GB60的内存RAM区达到4KB，其地址范围是：$0080$107F。相对于GP32的512Bytes，GB60的RAM是相当丰富的资源，这对于完成一些对内存需求较大的嵌入式应用，是一个相当不错的选择。例如：嵌入式网络系统、RTOS等应用。在这个区域中，有128字节的RAM属于第0页，即：$0080$00FF，这个地址范围寻址方便，合理分配使用这些内存地址对实际编程很有帮助。2Flash区域GB60有两个Flash区域，$1080$17FF之间的1920字节；$182C$FFFF之间的59348字节。$0000$007F128字节的直接页寄存器区$0080$107F4096字节的RAM区$1080$17FF1920字节Flash区$1800$182B高端页寄存器区$182C$FEAF59268字节Flash区$FEB0$FFBF16字节非易失性寄存器区$FFC0$FFFF64字节Flash向量区图2-6 GB60存储映像图3寄存器映象GB60的寄存器有三个部分。直接页寄存器：$0000$007F。参见附录A.2。高端页寄存器：$1800$182B。这个寄存器区放置了一些不常用的设置项。具体内容参见附录A.2。非易失性寄存器：$FFB0$FFBF。这个区位于Flash存储区域中，对寄存器值的改变方法和其他位置的Flash的擦写方法相同。这个区共16字节，前8个字节($FFB0$FFB7)是访问Flash的“后门钥匙”，详细解释将在后面章节的Flash保密性部分阐述。$FFB8$FFBC是没有使用的保留部分，$FFBE是厂家放置ICG修正值。$FFBDNVPROT，$FFBFNVOPT，这两个值在MCU复位会分别赋给高端寄存器页的FPROT($1824)和FOPT($1821)。具体内容参见附录A.2。*2.4 RS08系列单片机内核RS08是Freescale公司2006年开始推出的超低端8位微控制器(MCU)，以满足用户对体积更小、更经济高效解决方案的需求。RS08超低端内核是高性能、低功耗HCS08架构的简化版本。该内核体积比传统内核小30%，带有精简指令集，实现了大多数嵌入式应用的紧凑高效编码，适用于闪存不到16K、针脚数较少的设备。2.4.1 RS08系列MCU的基本特征1与S08的兼容性RS08与S08有很好的兼容性。RS08与S08有相同的总线结构，可以重复使用S08的Flash、RAM及外围模块，大大减少其设计和制造费用，也保证了和S08的兼容性。RS08也内置了BDM调试模块，所以其调试工具也与S08是兼容的。引脚与MC9S08QG系列MCU兼容。2针对低端应用小容量内存的特别优化地址总线14位，最大可寻址空间16KB，相应的程序计数器降至14位。大部分指令使用单字节，代码更紧凑。RS08内核采用短小的寻址模式，这种模式能够实现更高效地访问和操作最常用的变量和寄存器。3针对低端应用模块的优化模拟比较器(ACMP)替代模数转换器(ADC)。模数定时器(MTIM)替代定时器。2.4.2 MC9RS08KA2的内部结构简图与引脚功能1MC9RS08KA2单片机的内部结构简图图2-7给出了MC9RS08KA2 (以下简称KA2)的内部结构框图。电压调节模块VDDVSS内部总线RS08 内核CPUBDC2KB片内Flash程序存储器63字节片内RAMRS08 系统控制复位、中断操作模式、电源管理RTICOPWAKEUP内部时钟发生器LVDPTA0/KBIP0/ACMP+ PTA1/KBIP1/ACMP- PTA2/KBIP2/TCLK/RESET/VPPPTA3/ACMPO/BKGD/MSPTA4/KBIP4 PTA5/KBIP55位键盘中断模块KBI模拟比较器ACMP模数定时器MTIMPORTA5ACMP+ACMP-ACMPOTCLK图2-7 MC9RS08KA2结构框图从图可以看出，KA2内部有以下主要部分：RS08内核、RS08系统控制模块(中断、看门狗、电压检测)、存储器、时钟发生器、5位键盘中断模块、模拟比较器和模数定时接口模块。2KA2单片机的引脚功能图2-8给出了6引脚DFN和8引脚PDIP的引脚图，引脚功能分类简介如下：(1) 电源类引脚VDD、VSS(3脚、4脚)：电源供给端。(2) 控制类引脚(1脚)：外部低电平有效复位输入或输出脚。(3) I/O类引脚PTA0/KBIP0/ACMP+、PTA1/KBIP1/ACMP-、PTA2/KBIP2/TCLK/VPP、PTA3/ACMPO/BKGD/MS、PTA4/KBIP4、PTA5/KBIP5：6位通用双向I/O口，每个可编程为键盘输入脚，这些引脚有复用功能。DFNPDIP图2-8 MC9RS08KA2引脚DFN和PDIP封装2.4.3 KA2存储器组织KA2存储器映像图如图2-9所示。1RAM区域16字节的快速RAM区(包含DX和X)，48字节的普通RAM区。2Flash区域2044字节Flash空间。3寄存器区域KA2的寄存器有四种：放置在内存区域的X寄存器；经常使用的寄存器；页选择寄存器；高端页寄存器。从图2-9可以看出，KA2的存储映像图和HC08和HCS08有较大差异：不具备中断向量区；X寄存器不是在CPU内部，而是放置在内存区；对存储器访问增加了分页机制。$0000$000D14字节的快速RAM$000EDX$000FX$0010$001E经常使用的寄存器区$001F页选择寄存器$0020$004F48字节内存未使用$00C0$00FF分页窗口未使用$0200$023F高端页寄存器未使用$38003FFB2044字节Flash$3FFCNVOPT寄存器$3FFD3FFFFlash图2-9 KA2存储映像图*2.5 进一步讨论2.5.1 内存大、小端排序问题对于需要多于8位的数据，为其分配一组连续的存储空间，字节排序有两种方式：小端(little endian)和大端(big endian)。Intel处理器采用小端方式，Freescale处理器采用大端方式。所谓大端是指高字