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MC68300系列微控制器的特点和应用

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

随着各相关技术的发展和市场需求的拉动,微控制器出现了强劲的发展势头和广泛应用。据悉,1999年微控制器的市场将比1998年增长21%,2000年的增长率可能达到21.6%。Motorola是世界上最大的微控制器生产厂商,其产品具有种类全、可选择余地大、新产品多等特点,市场占有率达27%以上。MC68300系列是第一个推出的高性能微控制器,现已达几十个品种,近期又有了新的发展,适合于更广泛的应用范围。

MC68300系列微控制器的特点

MC68300系列微控制器采用模块化设计,可以根据用户的要求,选择不同的模块,以适应不同的应用场合。现在广泛使用的已有十余种产品,一般其组成如图1所示。

它们具有以下共同的特点或模块:

⑴ 中央处理单元(CPU):采用在MC68020基础上形成的32位CPU,称作CPU32。它与MC68020的指令系统基本相同,并且还增加了多条适合于微控制器应用的指令,这样,在开发过程中就可以充分利用已有的成果。最高工作频率已达25MHz。

⑵ 由于采用了全静态设计、高速互补金属氧化物半导体(HCMOS)工艺制造,所以MC68300系列微控制器都具有较低的功耗。工作频率可以从131kHz到25.17MHz变化。当使用低功耗停机指令完全停止系统时钟时,仍可保存所有寄存器的内容不变。

⑶时钟频率较其它微控制器低很多。它采用32.768kHz的石英晶体,由片内的锁相环(PLL)电路产生所需的时钟频率,这就使得高频噪声低,抗干扰能力强,容易满足电磁兼容性(EMC)的要求。

⑷ MC68300系列微控制器均有系统集成模块(SIM)。该模块由外部总线接口(EBI)、片选控制、系统保护子模块、测试子模块和系统时钟组成。

外部总线基于MC68020总线,提供24根地址线、16根数据线及用于数据传送和中断请求等功能的控制信号线。数据总线允许8位或16位访问方式,并允许动态改变总线宽度。

片选控制具有12根独立的可程控的片选信号输出,用于系统扩展、增加外部设备和外部芯片。

⑸ 一般均有队列串行模块(QSM)。该模块为MC68300系列微控制器提供两个独立的串行通信接口,它们分别是队列串行外围接口QSPI和串行通信接口SCI。

除具有上述共同特点或模块外,MC68300系列微控制器的主要产品还分别有如下特点或模块:

⑴ MC68331

除包括CPU32、SIM和QSM模块外,还含有通用定时(GPT)单元。GPT可以实现输入捕捉(IC)、输出比较(OC)、脉冲宽度累加(PAI)、脉冲宽度调制(PWM)、辅助定时器时钟输入(PCLK)等功能。

近期Motorola还公布了MC68331的低电压(工作电压2.7V-3.6V)芯片MC68CK331。它的工作频率仍可达16MHz,但功耗已大大降低,特别适合于由电池供电的便携式产品。

⑵ MC68332

MC68332除包括MC68300系列共有的模块外,还包括2KB RAM、半智能化的定时处理单元(TPU)。

TPU是MC68332最具特色的模块之一。它有自己的执行单元、3级优先级控制器、数据RAM、双定时基准和微程序ROM等。它可独立于CPU之外,执行各种定时、脉冲生成、电机(特别是步进电机)控制、频率测量等与时间有关的操作,可大大减轻CPU的负担。

Motorola最近已可提供MC68332的低电压(工作电压3.0V-3.6V)版本产品MC68LK332,在实现低功耗的同时,其工作频率仍可达16MHz,适合便携式产品。

⑶ MC68336
除具有MC68332的所有模块和功能外,还有5.5k BRAM、可重构定时器模块4(CTM4)、16通道的10位队列化模/数转换器(QADC)。

MC68336共有7.5kB RAM,分为4kB和3.5kB两个部分,均具有MC68332的2kB RAM的全部特性。

⑷ MC68376
除具有MC68336全部功能外,还包括8k BROM模块、CAN2.0B控制器模块(TouCAN)两个部分。

⑸ MC68CK338
MC68CK338与MC68331相比,主要区别为:把MC68331中的GPT改为可重构定时模块6(CTM6);中央处理单元CPU32和系统集成模块SIM均为低功耗模块,工作电压为2.7V-3.6V,工作频率上限为14.4MHz,所以较适合于用电池供电的便携式产品。

⑹ MC68F333
MC68F333与上述产品相比,主要区别为:增加了64k E2PROM。

⑺ MC68334
MC68334与前述的微控制器相比,其主要差别是:把2kB RAM改为1kB RAM;去掉了串行外围接口(QSM)模块;但输入输出引脚增加到47。

⑻ MC68360
MC68360适合于通信类产品应用。与其它产品相比,它有较大变化:使用增强型CPU32,即CPU32+;带4个高速同步HDLC接口,2个异步串行口,14路DMA,32条地

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