微控制器

68HC11E1 有 CPU、片内存储器、定时器系统、串行口、A/D、并行 I/O 口，中断和复位 系统组成，见图 3.26。

CPU

计算机的计算原理是什么？68HC11 的 CPU 有两个 8 位累加器，两个 16 位变址寄存器、

一个 8 位条件寄存器，一个 16 位堆栈指针和程序计数器；M6800/M6801 指令系统，共 300

构成，时钟周期，指令周期等等。

图 3.26 68HC11E1 原理结构图 片内存储器

68HC11E1 无内部 ROM，有 512 字节 EEPROM，可重定位的 256 字节 RAM。

定时器和脉冲电路

16 位高性能定时器系统，8M 晶振，定时器频率为 2MHZ（周期 0.5μs），3 个输入捕捉，

可测量脉冲数量，脉冲周期、宽度和相位等；5 个输出比较，可输出 PWM 信号，可以完成各 种定时控制功能，有定时器溢出中断功能。高性能定时器是 68HC11 的特色，能力风暴中用 输入捕捉计码盘信号，用输出比较功能控制直流电机。

串行口

串行通讯接口 SCI，能力风暴用于和 PC 机通信；全双工同步串行外围接口 SPI（图 3.27），Motorola 单片机独有的串口标准，速度可达 2Mbps 以上，用于扩展外围芯片和多机 通讯。能力风暴中已将其用于其他设备驱动中。

图 3.27 SPI 全双工同步串行接口引脚排列 A/D 转换器

8 个输入通道和四个转换结果寄存器，具有一次完成四路 A/D 转换或连续对同一路采 样转换 4 次的功能。后一种功能可以方便实施去掉最大、最小、取均位的滤波方法。能力风 暴中碰撞传感器、声音均使用 A/D 转换器，非常方便，这也是 68HC11 的特色。

中断

有 16 个硬件中断和两个软件中断，它们各有独立的中断向量和中断允许位，响应中断 时能自动保护所有的 CPU 寄存器。另外具有实时中断电路，可每隔指定的时间产生一次中断。

而 8051 单片机则只有 5 个硬件中断。

并行 I/O 口

单片方法工作时，有 38 个 I/O；扩展方式时：有 8 位数据单线和 16 位地址总线，可 扩展 64K 存储器，另有 2 个 8 位 I/O 口和一个 I/O 口。

复位系统和电源

计算机有多种复位方式：上电自动复位；外部 RESET 复位；看门狗复位（软件工作不 正常时）；时钟监视复位。能力风暴采用前两种复位方式。

68HC11 的管脚

68HC11 的一大特色是功耗低，工作电流小于 15mA，有 WAIT 和 STOP 两种方式进行省电。

68HC11 的管脚图见图 3.28。

图 3.28 68HC11 的管脚

VDD，VSS----电源脚，VDD 为+，VSS 为 –

MODB/VSTBY，MODA/LIR----运行方式选择输入脚，备用电源供给脚。

EXTAL，EXTAL----晶振脚。能力风暴接 8M 晶振。

E----总线时钟输出脚。能力风暴中为 2MHZ。

RESET----复位脚，低电压复位。

XIRQ，IRQ --- XIRQ 不可屏蔽中断请求输入。

IRQ 外部中断输入脚

VREFL，VREFH ---- A/D 参考电压输入。能力风暴中 VREFL=0，VREFH=5V。

PE（PEO-PE7）----A/D 模拟输入或通用输入 PA（PAO-PA7）---- PA0-PA2，输入捕捉脚。

PA3-PA6，定时器输出比较脚，PA7，能作通用 I/0，或脉冲累加器输入或比较输出。

PD0-PD5----可作通用 I/0 脚，或者 PDO 为串口 RXD 输入，PD1，串口 TXD 输出，PD2-P5 分别为 MISO，MOSI，SCK，SS，构成 SP2 串口总线。

STRA，STRB，PB，PCD----单片时，可作通用 I/O 口，扩展方地址选择 AS 和读（R/W）

控制线。 方便（70ns），又有 EEPROM 或 FlashRom 的掉电不丢失性，从而能将程序和数据合用一个芯 片。AS62256 写入的数据可保存十年以上，同时具有可靠的上电、掉电、强静电等数据保护 功能。

选址和并行口扩展

32KRAM 用了 AO-A14 共 15 根地址线，构成 32K 的地址空间，A15 为高电平时和 E，RESET 等信号复合片选 32K RAM，因此 32K RAM 的地址空间为 OX8000-OXFFFF。另一根地址线 A15 和其余地址线及读/写线复合扩展 4 个输入控制线，4 个输出控制线，见图 3.29。

图 3.29 扩展地址选择线 地址空间与 8 个读写控制线选择对应表：

写操作 读操作 OX4000—OX4FFF OS0 IS0 OX5000—OX5FFF OS1 IS1 OX6000—OX6FFF OS2 IS2 OX7000—OX7FFF OS3 IS3

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