总线
通讯
网络接口和工业控制总线类单片机与应用
杨世明 清华大学 Freescale Semiconductor 单片机中心
引言
MC68HC908AP64 和 MC68HC908GZ16(以下分别简称 AP64 和 GZ16)是 Freescale 新进推 出的 08 系列 8 位微处理器.AP64 是通用型单片机,适用于通讯与工业控制领域;GZ16 内 部集成了 CAN2.0 总线控制模块,适合用于工业网络与控制总线类应用,如各种车载网络系 统等.
MC68HC908AP64
AP64 基于高性能的 CPU08 内核,具有高达 8MHz 的总线频率,可以稳定工作在 5V 或 3V 电压下;除了可以使用外部高速晶体振荡器提供时钟外,还可以外接 32.768KHz 的晶振, 通过内部的锁相环产生高速工作时钟.内部还有 64KHz 的 RC 振荡器,可以满足低成本类应 用,同时也支持外部 RC 振荡器.除此之外,AP64 还具有以下特点: s s 内部集成 62K 的 FLASH 存储器,2K 的 RAM 和 959 字节的监控 ROM 带有 I C 和 SMBUS 总线,可用于智能电源管理,充电器管理,I C 总线最大数据传 输率为 100K-bps s 带有一个标准 SCI 接口,用于跟 PC 机或其他设备的通讯,另外还带有一个红外通 讯编解码器和通讯接口 IRSCI s 带有 SPI 同步外设接口,可用于驱动 SPI 接口的液晶,存储器以及 ADC 等,及其 它 I/O 口的扩展 s s s s s s s s 带有 8 个键盘中断引脚,支持用外接键盘作为人机接口 最大可用 I/O 多达 32 个,可直接驱动 LED,其中 6 个引脚有 25mA 带负载能力 支持两个外部中断 带有两个 16 位的双通道定时器,具有输入捕捉,输出比较和 PWM 功能 内部集成 8 路输入的 10 位 ADC 有集成时基产生器模块 有 COP 看门狗定时器 低功耗设计,支持 STOP 和 WAIT 工作模式,带有可编程的低电压禁止功能
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可见,AP64 具有非常强大的内核以及外设功能模块. 非常合适在嵌入式控制领域使用. 2 62K 的 FLASH 和 2K 的 RAM 使之在绝大部分应用中无需外扩存储器.集成 I C 和 SMBUS 总线 使得该芯片适合在计算机外设类应用,网络和通信等多种领域,作为维护,控制和配置的
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总线 主控制器.
通讯
AP64 应用举例
AP64 的一个典型应用是清华 Freescale 中心实现的基于 AP64 和 RTL8019 网络接口芯片 的瘦服务器应用,系统框图见图 1.
图 1 瘦服务器系统框图 该系统通过在 8 位 MCU 上实现精简的 TCP/IP 协议栈,提供了一种低成本的嵌入式网络 连接方案.RTL8019AS 是 RealTek 公司生产的一款 10Mbps 的以太网通讯接口芯片,由于没 有外扩的总线,所以 AP64 同 RTL8019AS 的通讯是利用 I/O 口模拟的,硬件连接参加表 1. 表 1 AP64 和 8019 的硬件连接 AP64 信号 PTC0 到 PTC7 PTB0 到 PTB4 PTB5 PTB6 PTB7 RTL8019AS 信号 SD0 到 SD7 SA0 到 SA4 IORD IOWR RESET IOCS16 IRQ IRQ 经过反门(74HC14) 备注 RTL8019AS 的数据总线 RTL8019AS 的地址总线 RTL8019AS 的读信号 RTL8019AS 的写信号 RTL8019AS 的复位信号 22 欧姆电阻下拉,用该引脚下拉来选择 RTL8019AS 使用 8 位数据端口通讯. RTL8019AS 的中断是 ISA 架构的高电平中 断,此处使用反门将其反向.
AP64 用于实现 TCP/IP 协议栈,整个系统的控制,产生 RTL8109AS 芯片的时序以及与主 机的通讯等.另外该系统还外扩了一片 Flash 芯片,用于实现网络应用中大容量的数据存 储.
MC68HC908GZ16
GZ16 也是基于 CPU08 内核, 内部总线频率最高可达 8MHz, 工作电压为 5V 或 3.3V. GZ16 芯片内部也带有 PLL 锁相环,可以使用外部低速晶振,通过锁相环产生内部高速总线时钟, 也可直接使用外部晶振的频率作为时钟源.GZ16 主要特点如下: s s s 内部集成 16K 的 FLASH 存储器,1K 的 RAM 和 406 字节的监控 ROM 内部集成 CAN2.0 总线控制模块(MSCAN08) ,适用于汽车电子类应用 有一个增强型异步串口 ESCI,允许与外设或其他设备进行通讯

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