全球主流8位MCU芯片详细解剖No.1:飞思卡尔 MC9S08AC60

　　相信很多人在学习MCU（单片机）的时候，都是从最基本的8位MCU开始的。如今，尽管32位MCU甚至更多功能强大的MCU大有下探取代之势，但是在许多工程师的记忆里以及相当一部分应用领域，8位单片机依然是不可磨灭的一代经典！本文将结合单片机的生产厂商，带你深入了解主流8位单片机的功能结构，引脚说明，模块分析以及具体应用等等。

　　飞思卡尔 MC9S08AC60(＄2.2560)

　　简介

　　MC9S08AC(＄1.7760)60系列MCU是低成本、高性能HCS08系列8位微处理器单元 （MCU）的成员。这个系列的单片机均由一对引脚兼容的8位和32位器件组成，是Flexis系列器件的第3个系列产品。Flexis系列控制器是飞思卡尔控制器联合体的连接点，使8位与32位兼容性成为现实。

　　模块结构图

　　系统时钟图

　　引脚图

　　通用引脚连接

　　重要引脚说明

　　电源（VDD， VSS， VDDAD， VSSAD）

　　VDD 和VSS 是MCU的主电源引脚。该电压源为所有I/O 缓冲电路以及内部稳压器供电。内部稳压器向CPU 和MCU的其它内部电路提供稳压后的低电压源。

　　VDDAD 和VSSAD 是MCU的模拟电源引脚。该电源为ADC 模块供电。必须在离该模拟电源引脚尽可能近的地方连接一个0.1 μF 陶瓷旁路电容，来抑制高频噪音。

　　振荡器（XTAL， EXTAL）

　　复位后，MCU使用内部生成的时钟（自时钟模式— fSelf_reset），相当于8 MHz 晶体振荡频率。这个频率的时钟源在复位启动时使用，可以作为停止恢复的时钟源，这样可以避免较长的晶体启动延迟。该MCU还包含一个可修整的内部时钟发生器（ICG） 模块，可以用它来运行MCU。

　　RESET 引脚

　　RESET 是一个专用的引脚，内置一个上拉器件。它有输入滞后，包含一个高电流输出驱动，无输出斜率控制。内部加电复位和低压复压电路一般都不需要外部复位电路。 这个引脚通常连接到标准的6引脚后台调试连接器，这样开发系统可以直接复位MCU系统。

　　后台/模式选择（BKGD/MS）

　　在复位时，BKGD/MS 引脚充当模式选择引脚。复位完成后，该引脚立即作为后台引脚，可以用于后台调试通信。当作为后台/模式模式选择引脚时， 该引脚包括一个内部上拉器件，有输入滞后，且无输出斜率控制。当引脚作为后台引脚时，它包括一个高电流输出驱动。当该引脚作为模式选择引脚时，它只有输入，因此不包含标准的输出驱动。

　　ADC 参考引脚（VREFH， VREFL）

　　VREFH和VREFL 引脚分别为ADC模块的电压参考高输入和电压参考低输入。

　　外部中断引脚 （IRQ）

　　IRQ 引脚是IRQ中断的输入源，也是BIH 和BIL指令的输入。如果未使能IR功能，这个引脚仍配置为TPMCLK 。

　　通用I/O和外设端口

　　剩余的引脚被通用I/O和片上外设功能，如定时器和串行I/O系统共用。复位后，所有这些引脚立即配置为高阻抗通用输入，且内部上拉器件关闭。

　　重要模块分析

　　存储器

　　MC9S08AC60系列MCU中的片上存储器包括RAM、非易失性数据存储的Flash存储器、I/O 和控制/ 状态寄存器。这些寄存器可分为以下三类：

　　• 直接页面寄存器

　　• 高位页面寄存器

　　• 非易失性寄存器

　　复位、中断和系统配置

　　复位和中断特性包括：

　　• 多源复位，实现灵活的系统配置和可靠操作

　　• 加电检测（POR）

　　• 低压检测（LVD），使能

　　• 外部RESET 引脚

　　• COP 看门狗使能，及两个超时选择

　　• 非法操作代码

　　• 来自后台调试主机的串行命令

　　• 复位状态寄存器（SRS） ，指示最新复位的源

　　• 每个模块的单独中断向量 （减少轮询开销）

　　并行输入 / 输出

　　通过端口数据寄存器读/ 写并行I/O。输入输出方向由端口数据方向寄存器控制。下面的结构图举例了一个引脚的并行I/O端口功能。

　　中央处理单元 （S08CPUV2）

　　HCS08 CPU具有以下特性：

　　• 目标代码完全兼容M68HC05和M68HC08家族

　　• 所有寄存器和存储器映射到一个独立的64 KB的地址空间

　　• 16位堆栈指针 （64 K字节地址空间内任意大小、任意地址的堆栈）

　　• 16位变址寄存器 （H:X）支持强大的索引地址模式

　　• 8位累加器 （A）

　　• 许多指令把X作为第二个通用8位寄存器

　　• 7种寻址模式：

　　• 固有寻址模式 — 操作数存于内部寄存器

　　• 相对寻址模式 —8位有符号偏移量的分支地址

　　• 立即寻址模式 — 操作数位于下一个目标代码

　　• 直接寻址模式 — 操作数位于0x0000到0x00FF之间

• 扩展寻址模式 — 操作数位于