MOTOROLA系列单片机认知

MOTOROLA系列单片机认知主讲教师：李晓艳《汽车单片机应用技术》汽车智能技术专业教学资源库1、了解MOTOROLA系列汽车单片机的性能参数和引脚功能；2、掌握点火控制电路结构；3、掌握喷油控制电路结构。知识目标1、能列举8位、16位、32位汽车单片机的应用；2、能理解点火控制电路的原理；3、能理解喷油控制电路结构。能力目标学习目标MOTOROLA系列单片机认知1、MC68HC908GP32单片机MOTOROLA拥有丰富的微处理单元（MCU），可广泛用于汽车电控发动机、车身、乘员安全、车门和座椅、车窗、通风和空调、夭窗和灯光控制，汽车局域网的网关、通信设齐、全球定位系统及其他汽车控制单元中。其产品主要包括8/16位微控制器(MC68HC08系列、MC68HC11系列等)、16位微控制器(MC9S12DP256)、32位微控制器(包括YowerIC,ColdFire,ARM等)。MOTOROLA公司的MCHC68HC08系列微控制器向上兼容了先前的M68HC05系列的增强改型版，其性能更好、功能更强、速度更快，是性价比很高的8位微控制器。MC68HC08的中央处理单元是CPU08，在CPU08的基础上集成不同的存储器模块和外围电路，就会生成适应不同应用环境的不同系列的微控制器芯片，从而构成了品种繁多的MC68HC08系列或称为CPU08系列微控制器。MOTOROLA系列单片机认知MC68HC908GP32是MC68HC08系列微控制器中的一款典型产品，是MOTOROLA公司激励在我国推广的一种微控制器。它具有较强的代表性，了解它的功能与特性即可体验到MC68HC08系列微控制器的性能。（1）MC68HC908GP32主要特性1）片内包含307B的监控ROM，为用户在线编程提供了难得的基本条件。2）32KB的片内Flash存储器与512BRAM能满足多数用户的各种应用要求，用户不必再额外扩展存储器，尤其是Flash存储器具有在线编程能力，给开发者带来了很大方便。3）时钟源设计采用了数字锁相环技术，外部只需接32kHz的晶体振荡器就可获得各种内部总线时钟频率，且最高总线时钟频率可达8MHz，相对于外部直接使用高频晶振电路的微控制器而言，免除了晶振源的高频辐射与干扰，提高了系统工作的可靠性与稳定性。4）内含实时中断时基模块，可产生8中不同周期的时基信号。5）拥有16种不同的外部与内部中断源，另外，还可通过SWI指令实现内部的软件中断功能。6）采用低功耗设计，具有WAIT与STOP两种低功耗模式。7）系统具有安全保护特性，包括看门口复位、低电压禁止复位、非法指令操作复位、非法地址复位等，使应用系统免除了进入死循环的危险。8）不仅具有传统的串行通信接口（SCI），而且还有串行外围接口（SPI），使得芯片与外部设备、芯片与外围扩展芯片的通信和连接变得简单。9）内置8路8位A/D转换器。虽然没有集成专门的D/A转换模块，但定时器的脉宽调制功能能够满足多数场合的D/A转换要求。10）两个16位的双通道定时器接口模块，每个通道有可选择的输入捕捉、输出比较和产生PWM信号的功能。11）8位具有集成上拉电阻的键盘唤醒端口。12）33个通用输入/输出（I/O）引脚，分别组成了A、B、C、D、E共5个I/O端口，其中A、B、D、E端口的26个引脚具有服用功能，C端口的7个引脚为专用引脚。MOTOROLA系列单片机认知MC68HC908GP32引脚功能MC68HC908GP32有DIP40、SDIP42和QFP44三种封装形式，如图1-1-2-1所示。三种封装的引脚数各不相同，其差别仅表现在C和D端口的I/O引脚的多少，其余信号都是一致的。各引脚功能如下：1）电源信号引脚VDD和VSS分别是电源和电源地引脚，VDD是主电源，VSS接地。VDDA和VSSA是时钟发生器模块(CGM)的电源供给端。VDDAD和VSSAD是微控制器A/D模块的电源供给端。2）晶振引脚OSC1和OSC2是外接晶体振荡元件的引脚。3）外部复位引脚RST引脚的低电平将为控制置于一个既定的初始状态。此引脚的内部集成了上拉电阻。MOTOROLA系列单片机认知4.外部中断引脚IRQ/VPP是一个异步外部中断引脚和编程高电压输入。此引脚的内部集成了上拉电阻。5.A/D模块参考电压引脚VREFH/VREFL是A/D模块的高电压/低电压参考电压输入引脚。6.外部滤波电容引脚CGMXFC是锁相环的外部滤波电容引脚。7.输入/输出引脚端口A的PTA7-PTA0的8个引脚是具有键盘唤醒功能的双向端口引脚。端口B的PTB7-PTB0是具有复用功能的双向端口引脚，A/D转换器的模拟输入通道AD7-AD0与其共用引脚。端口C的PTC7-PTC0是唯一的单一功能的双向端口引脚。端口D的PTD6-PTD0是具有复用功能的双向端口引脚。定时器TIM2的T2CH1/T2CH0通道占用PTD7/PTD6引脚；定时器TIM1的T1CH1/T1CH0通道占用PTD5/PTD4引脚；SPI的SPSCK/MOSI/MISO/SS占用PTD3-PTD4个引脚。端口E的PTE1/PTE0是具有复用功能的双向端口引脚。SCI的RXD/TXD与其共用引脚。MOTOROLA系列单片机认知（a）DIP40

（b）DIP42（c）DIP44MOTOROLA系列单片机认知2、MC68HC11F1单片机玛瑞利单点电脑是一种典型的集中喷射电脑，成本低、简单实用，目前广泛装在国产微型车和低档轿车中。自1999年年底玛瑞利推出单点电控发动机管理系统起，包括沈阳金杯海狮客车、金杯中华轿车、芜湖奇瑞轿车、天津夏利轿车、南京英格尔轿车等车型都已经采用了这种基于玛瑞利的单点电控发动机管理系统。

MC68HC11F1单片机是摩托罗拉公司MC68HC11系列的产品。与本系列其他产品相比，增加了I/O端口数量，增加了静态RAM容量和内部片选功能，非多工总线降低了对外部界面的逻辑要求，具有定时器、串口、A/D变换使能功能。MOTOROLA系列单片机认知2、MC68HC11F1单片机（1）MC68HC11F1芯片特点

CPU为MC68HC；512B的片内EEPROM；1024B的片内RAM；16B的定时器系统；实时中断电路；8位脉冲累加器；同步串行外部接口（SPI）；异步不归零串行接口（SCI）；8通道8位A/D变换器。（a）PLCC（b）TQFPMOTOROLA系列单片机认知（3）金杯单点马瑞利逻辑电路的点火控制电路MOTOROLA系列单片机认知

（4）金杯单点马瑞利逻辑电路的喷油控制电路单点马瑞利逻辑电路的喷油控制电路主要由CPU来完成，电路如图1-1-3-4所示。CPU首先根据点火频率确定喷油频率，喷油频率是点火频率的一半。具体工作过程如下：由CPU21引脚输出片选信号，控制喷油电路的启动和停止。1）CPU输出喷油驱动脉冲信号给L9150。2）L9150将信号放大，送给喷油器，实现喷油。3）喷油过程中，CPU根据传感器信号，判断工况，以此调整喷油驱动脉冲信号宽度，从而控制喷油器喷射适量燃油或是中断。4）L91507-11脚将信息反馈给CPU，使其了解喷油器控制是否达到控制目标，这是个典型的闭环控制系统，通过不断的反馈和控制，最终使喷油量与发动机的实际工况相一致。MOTOROLA系列单片机认知4、MC9S12DP256单片机（1）MC9S12DP256的结构

MC9S12DP256是基于16位HCS12CPU及0.25μｍ微电子技术的高速、高性能5.0VFlash存储器产品中的中档芯片。其较高的性能价格比使其非常适合用于一些中高档汽车电子控制系统。同时其较简单的背景开发模式也会使开发成本进一步降低同时也使得现场开发与系统升级变得更加方便。

MC9S12DP256的主频高达25MHz，同时片上还集成了许多标准模块，包括2个异步串行通信口SCI、3个同步串行通信口SPI、8通道输入捕捉／输出比较定时器、2个10位8通道A/D转换模块、1个8通道脉宽调制模块、49个独立数字I/O口（其中20个具有外部中断及唤醒功能）、兼容CAN2.0A/B协议的5个CAN模块以及一个内部IC总线模块；片内拥有256KB的FlashEEPROM、12KB的RAM/4KB的EEPROM。MOTOROLA系列单片机认知4、MC9S12DP256单片机（2）MC9S12系列单片机的功能特点1）片内集成256KB的闪速存储器（Flash）。2）应用锁相环技术提高了系统的电磁兼容性。3）简单的背景开发模式（BDM）使得开发成本进一步降低，也使得现场开发和系统升级变得比较方便。此外，虽然拥有16位总线结构，但MC9S12的外部总线可根据不同的系统需求工作在8位和16位两种模式，因而能够极大地适应不同价位的系统需求。

MOTOROLA系列单片机认知（3）MC9S12DP256在汽车电子中的应用现以一个典型的汽车电子门控系统为例来说明MC9S12DP256在汽车电子中的应用，如图1-1-13-5所示为该门控系统示意图，图中，中央微控制器选用MC9S12DP256，图中的MC33389A、MC33884、MC33887、MC33486等均为摩托罗拉的智能模拟器件。其中MC33389A可直接将汽车蓄电池电压转换成系统所需要的5V电压，还可以将点火开关信号、车门开关信号及面板开关信号由SPI接入到微控制器以进行唤醒、复位和中断等工作，同时，该器件还具有容错功能的CAN物理层驱动器。此外，它还可以将系统接入到整车网络之中；MC33884的主要作用是用来实时监测面板开关的状态并驱动面板的照明灯；MC33887可用于后视镜位置电机、后视镜折叠电机及门锁电机的驱动（如需要较大电流来驱动车窗玻璃的升降等）。实际上，该功能也可以选用MC33486配合独立的MOS驱动管一起工作；MC33290主要用于对整个系统的诊断。MOTOROLA系列单片机认知5、MPC500单片机（1）MPC500的特征作为该领域的领头羊，MPC500系列经专门设计，满足了高速行驶汽车所需的严格的工作环境要求。整个产品系列包括无闪存的MPC561和内置1M闪存的MPC566等，以针对多种不同的应用环境。可应用于汽油机管理、直接燃油喷射、电子传动控制等动力传输系统及稳定控制系统和悬挂应用系统。MPC500系列MCU还具有浮点单元和智能时钟等创新功能，能满足控制速度和精度要求。

MPC500内包含一个系统集成模组（SIM），一个时间处理单元（TPU）、一个队列串行接口模组(QSM)。2KB静态随机存储器，带有TPU仿真能力（TPURAM）。采用HCMOS技术，可进一步降低产品功耗，同时指令系统包含专用低功耗指令LPSTOP。系统时钟停止状态下、功率消耗最低。训练习题1、简述你所知道的应用在汽车上的单片机。2、MC68HC908GP32有哪几种封装形式？3、简述金杯单点马瑞利逻辑电路的点火控制电路工作过程。