SFreescaleHCS单片机概貌及开发环境.ppt
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1、Freescale HCS08 单片机原理及应用,Freescale HCS08单片机概貌及开发环境,Slide 1,Slide 1,Freescale HCS08单片机概貌及开发环境,内容:嵌入式系统、MPU、单片机概念全球著名半导体公司单片机简介Freescale HCS08单片机的CPU和存储器特点Freescale 汇编程序设计Codewarrior 开发软件的使用目标:理解嵌入式系统和单片机之间关系会利用网络搜集资料了解MCU选型原则掌握Freescale HCS08 MCU内部的CPU寄存器、存储器特点和用法掌握HCS08 汇编程序完整框架,学会安装、使用Codewarrior软件
2、,Slide 2,1.1 嵌入式系统概述,嵌入式系统(Embedded system)是当今最热门的概念之一,然而到底什么是嵌入式系统呢?嵌入式系统具有什么特点?嵌入式系统的架构又是什么?它和我们熟悉的PC系统的不同之处又在哪里?MCU、单片机、MPU等术语大家也常听说,它们到底是何含义?和嵌入式系统又有什么联系?计算机的分类嵌入式系统的主要应用领域什么是嵌入式系统嵌入式系统的特点嵌入式系统的架构嵌入式处理器的分类嵌入式系统硬件和PC硬件之比较,Slide 3,1.1 嵌入式系统概述,计算机的分类以往我们按照计算机的体系结构、运算速度、结构规模、适用领域,将其分为大型计算机、中型机、小型机和微
3、型机,并以此来组织学科和产业分工,这种分类沿袭了约40年。近10年来随着计算机技术的迅速发展,实际情况发生了根本性的变化。随着计算机技术和产品对其它行业的广泛渗透,以应用为中心的分类方法变得更为切合实际,也就是按计算机的嵌入式应用和非嵌入式应用将其分为嵌入式计算机和通用计算机。通用计算机具有计算机的标准形态,通过装配不同的应用软件,以类似面目出现并应用在社会的各个方面,其典型产品为PC;而嵌入式计算机则是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统中。,Slide 4,1.1 嵌入式系统概述,计算机的分类通用计算机具有计算机的标准形态,通过装配不同的应用软件,以类似面目出现并应用在社会的各个方
4、面,其典型产品为PC。,Slide 5,1.1 嵌入式系统概述,计算机的分类除了PC之外,嵌入式系统无处不在消费电子:PDA、手机、MP3、MP4、数码相机家电:数字电视、空调、冰箱、微波炉、机顶盒汽车电子、医疗器械网络设备、通信设备机器人,Slide 6,1.1 嵌入式系统概述,什么是嵌入式系统(Embedded Systems)?IEEE(国际电气和电子工程师协会)的定义嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”(原文为 devices used to control,monitor,or assist the operation of equipment machiner
5、y or plants)。可以看出此定义是从应用上考虑的,嵌入式系统是软件和硬件的综合体,还可以涵盖机电等附属装置。一般定义嵌入式系统是指以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪,对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。是将应用程序和操作系统与计算机硬件集成在一起的系统。,Slide 7,1.1 嵌入式系统概述,嵌入式系统的特点专用性强 系统内核小 系统精简实时性高 使用多任务的操作系统 嵌入式系统开发需要专门的开发工具和环境,Slide 8,1.1 嵌入式系统概述,嵌入式系统的架构一般而言,整个嵌入式系统的体系结构可以分成四个部分:嵌入式处理器、嵌入式外围设备、嵌入
6、式操作系统和嵌入式应用软件。,嵌入式系统的硬件核心部件是嵌入式处理器。据不完全统计,全世界嵌入式处理器的品种数量已经超过1000多种,流行体系结构有30多个。,Slide 9,1.1 嵌入式系统概述,嵌入式处理器的分类一般可以将嵌入式处理器分成4类:嵌入式微处理器(Micro Processor Unit,MPU)嵌入式微控制器(Micro Controller Unit,MCU)嵌入式DSP处理器(Digital Signal Processor,DSP)嵌入式片上系统(System On Chip,SOC),Slide 10,1.1 嵌入式系统概述,嵌入式处理器的分类嵌入式微控制器(Mic
7、roController Unit,MCU)是指将计算机的基本部件微型化,使之集成在一小块硅片上的IC(Integrated Circuit)芯片。片内含有CPU、ROM、RAM、中断控制、系统时钟、系统总线、并行I/0、SCI、TIMER、键盘管理、A/D等。内含模块因单片机内型各异。单片机芯片内部集成了ROMEPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时计数器、看门狗、IO、串行口、脉宽调制输出、AD、D/A、Flash、EEPROM等各种必要功能和外设内含模块因单片机内型各异。与嵌入式微处理器相比,微控制器的最大特点是单片化,体积大大减小,从而使功耗和成本下降、可靠性提高。微控制器是目前嵌入式
8、系统工业的主流。微控制器的片上外设资源一般比较丰富,适合于控制,因此称为微控制器(Micro Controller Unit,MCU)。MCU还有一个通俗的称呼“单片机”,Slide 11,1.1 嵌入式系统概述,嵌入式系统硬件和PC硬件之比较,Slide 12,1.1 嵌入式系统概述,嵌入式系统的软件开发嵌入式系统的硬件基础为各种类型的MPU/MCU/DSP/SOC,各种嵌入式处理器的结构、功能各异,基于不同嵌入式处理器构成的系统不仅在功能上也会有很大差别,在软件开发方式上也有很大的不同;常用的嵌入式系统开发软件平台:uC/OS-II:免费,有源代码,功能简单,适于入门ucLinux:源码开
9、放,应用范围广泛Vxworks:功能强大,商业软件,费用高Windows CE.以上开发软件往往结合不同嵌入式处理器的结构特点,分别为各种处理器构建了简单的操作系统内核框架,用户只需在此基础上进行相关功能的添加;对于MCU,特别是8位的MCU,由于其结构相对简单,内部资源极其有限(如只有几百字节的Ram),即使上述软件开发平台提供的操作系统内核框架很简单,但对MCU也是一个很大的开销,故8位MCU的开发较少借用uc/os-II、ucLinux、Vxworks等;高端MPU/MCU的开发则需借助于它们,以加快开发效率。,Slide 13,1.2 全球著名半导体公司单片机简介,2008年全球半导体
10、20强排名表(按照百万美元单位销售额排名),2009年全球半导体20强排名表(按照百万美元单位销售额排名),Slide 14,1.2 全球著名半导体公司单片机简介,Slide 15,1.2 全球著名半导体公司单片机简介,2010年全球半导体20强排名表(按照百万美元单位销售额排名),Slide 16,1.2 全球著名半导体公司单片机简介,1991年至2006年8位MCU的全球市场份额排名,Slide 17,1.2 全球著名半导体公司单片机简介,2007年中国市场的10大MCU供应商排名瑞萨科技(Renesas,日本)飞思卡尔半导体(Freescale,美国)微芯科技(Microchip Tec
11、hnology,美国)NEC电子(日本)英飞凌(Infineon,德国)东芝(Toshiba,日本)Atmel(美国)三星(Samsung Electronics,韩国)恩智浦半导体(NXP,荷兰)意法半导体(STMicroelectronics,意法联合)2008年的全球MCU销售排名瑞萨继续保有MCU市场龙头宝座,市场占有率仍高达20.1%第二名MCU供货商为飞思卡尔,市场占有率11%NEC排名第三,市场占有率9.7%第四与第五名厂商为富士通(Fujitsu,日本)与英飞凌,市场占有率分别为7.7%与7.2%Microchip排名第六;Atmel(美国)公司排名第九,市场占有率3.7%。,
12、Slide 18,1.2 全球著名半导体公司单片机简介,全球著名厂家MCU简介 Freescale MCU(飞思卡尔半导体,美国)PIC16(Microchip Technology,美国)日系公司MCU瑞萨(Renesas)NEC东芝(Toshiba)富士通(Fujitsu)Epson MCS-51系列MCU TI公司MSP430系列MCU 凌阳公司MCU,Slide 19,1.2 全球著名半导体公司单片机简介,全球著名厂家MCU简介Freescale Freescale MCU(飞思卡尔半导体,美国)PIC16(Microchip Technology,美国)日系公司MCU瑞萨(Renes
13、as)NEC东芝(Toshiba)富士通(Fujitsu)Epson MCS-51系列MCU TI公司MSP430系列MCU 凌阳公司MCU,Slide 20,1.2 全球著名半导体公司单片机简介,全球著名厂家MCU简介PIC 8位MCU Microchip公司的MCU是市场份额增长最快的MCU,1991年其8位MCU的全球市场份额排名20位,96年升到第10位,03年升到第3位,06以来8位MCU的全球份额一直保持第1位。,Slide 21,1.2 全球著名半导体公司单片机简介,全球著名厂家MCU简介PIC 8位MCU Microchip公司的MCU是市场份额增长最快的MCU,1991年其8
14、位MCU的全球市场份额排名20位,96年升到第10位,03年升到第3位,06以来8位MCU的全球份额一直保持第1位。,Slide 22,1.2 全球著名半导体公司单片机简介,全球著名厂家MCU简介瑞萨(Renesas),Slide 23,1.2 全球著名半导体公司单片机简介,全球著名厂家MCU简介NEC电子 Freescale MCU(飞思卡尔半导体,美国)PIC16(Microchip Technology,美国)日系公司MCU瑞萨(Renesas)NEC东芝(Toshiba)富士通(Fujitsu)Epson MCS-51系列MCU TI公司MSP430系列MCU 凌阳公司MCU,Slid
15、e 24,1.2 全球著名半导体公司单片机简介,全球著名厂家MCU简介Toshiba,Slide 25,1.2 全球著名半导体公司单片机简介,全球著名厂家MCU简介Fujitsu Freescale MCU(飞思卡尔半导体,美国)PIC16(Microchip Technology,美国)日系公司MCU瑞萨(Renesas)NEC东芝(Toshiba)富士通(Fujitsu)Epson MCS-51系列MCU TI公司MSP430系列MCU 凌阳公司MCU,Slide 26,1.2 全球著名半导体公司单片机简介,全球著名厂家MCU简介Epson Freescale MCU(飞思卡尔半导体,美国
16、)PIC16(Microchip Technology,美国)日系公司MCU瑞萨(Renesas)NEC东芝(Toshiba)富士通(Fujitsu)Epson MCS-51系列MCU TI公司MSP430系列MCU 凌阳公司MCU,Slide 27,1.2 全球著名半导体公司单片机简介,全球著名厂家MCU简介MCS-51系列MCU MCS-51系列8位MCU是美国Intel公司1980年推出的产品,于20世纪80年代最早进入中国市场,并得到普及。由于Intel公司将重点放在286/386/486/奔腾/奔2/奔3/奔4/双核奔腾/酷睿/酷睿II等应用于PC的CPU的开发上,51系列MCU主要
17、由Philips、三星、华邦、Atmel等公司接手开发,这些公司在保持与8031/8051系列MCU兼容的基础改善了许多特点,提高了速度,降低了产品价格,形成了多种型号的51系列MCU。目前在国内用得最为广泛的51系列MCU是Atmel公司的AT89C51/AT89C52和AT89S51/AT89S52,人们常说的89C51指的就是Atmel公司的AT89C51。C51具有128Bytes的片内数据RAM、4KB的片内程序EEPROM等片内资源,C52则具有256Bytes的片内数据RAM、8KB的片内程序EEPROM等片内资源,由于AT89C51/AT89C52在编写、擦除程序EEPROM时
18、要用专门的编程器而不支持在系统编程,因此AT89C51/AT89C52已经停产,取而代之的是采用Flash存储器支持在系统编程(Isp,In-system Programming)的AT89S51/AT89S52。AT89S51/AT89S52 价格低廉,通常十几块钱一片,但其内部资源不是很丰富,内部总线频率也不很高,通常用于低端领域。除了Atmel公司的S51/S52之外,Philips公司、SST公司等公司都生产兼容8051的MCU。这些公司还生产其它的半导体电子芯片。,Slide 28,1.2 全球著名半导体公司单片机简介,全球著名厂家MCU简介TI公司MSP430系列MCU Frees
19、cale MCU(飞思卡尔半导体,美国)PIC16(Microchip Technology,美国)日系公司MCU瑞萨(Renesas)NEC东芝(Toshiba)富士通(Fujitsu)Epson MCS-51系列MCU TI公司MSP430系列MCU 凌阳公司MCU,Slide 29,1.2 全球著名半导体公司单片机简介,全球著名厂家MCU简介凌阳公司MCU(台湾)Freescale MCU(飞思卡尔半导体,美国)PIC16(Microchip Technology,美国)日系公司MCU瑞萨(Renesas)NEC东芝(Toshiba)富士通(Fujitsu)Epson MCS-51系列M
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