AW60单片机课程设计

目 录

第一章 系统概要 .............................................................................................. 1

1.1 系统背景 .......................................................................................................................................... 1

第二章 系统硬件设计 ....................................................................................... 1

2.1 系统原理图 ....................................................................................................................................... 1 2.2 单片机（MCU）模块 ..................................................................................................................... 2 2.2.1 MC9S08AW60单片机性能概述 ............................................................................................... 2 2.2.2 内部结构简图 ............................................................................................................................ 3 2.3 串行通信模块 ................................................................................................................................... 4 2.3.1 MAX232引脚图 ......................................................................................................................... 4 2.3.2 串行通信的电路原理

................................................................... 5

2.4 液晶显示模块 ................................................................................................................................... 6

第三章 系统软件设计 ....................................................................................... 7

3.1 MCU方（C）程序 ........................................................................................................................... 7 3.1.1串行通信子程序 ....................................................................................................................... 14 3.1.2 LCD子程序 .............................................................................................................................. 17

第四章 系统测试 ............................................................................................ 20 第五章 总结展望 ............................................................................................ 23

5.1 总结 ................................................................................................................................................. 23 5.2 展望 ................................................................................................................................................. 24

第六章 参考文献 ............................................................................................................................ 24

第一章 系统概要

1.1 系统背景

设计了一个基于AW60的数字时钟，它可以避免多种控制器的混淆，利

用一个控制器对时钟的时间进行控制。它可以任意设置时间。为人们的生产与生活提供了方便。单片机（MCU）的基本定义是：在一块芯片上集成了中央处理器（CPU）、存储器（RAM/ROM等）、定时器/计数器及多种输入输出（I/O）接口的比较完整的数字处理系统。单片机自1976年由Intel公司推出MCS-48开始，迄今已有二十多年了。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗地、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，几乎“无处不在，无所不为”。单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。

1.2 系统功能

在实验箱上有一个启动键，当按下启动键给以一个低电平，电子时钟从当前设定值开始走时。按秒刷新，要求在LCD屏上显示。若按启动键给以高电平，则时间暂停，再按，时间继续按秒刷新。

由于要用LCD显示当前的时间，必须用到分字和合字，因此在MCU中使用了8个数据空间分别存储了当前时间的时十位、时个位、分十位、分个位、秒十位和秒个位，方便显示。

第二章 系统硬件设计

2.1 系统原理图

该系统由AW60最小系统电路为主要结构，利用串口进行数据的控制与采集。首先将开关接在AW60上的PORT_D口上，用于控制数字时钟系统的开关。然后将LCD的数据线7-14引脚（D0-D7）分别与MCU的PTA0-PTA7连接，LCD的控制线

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RS、R/W、E(4、5、6引脚)分别于MCU的PTC4、PTC6、PTF6连接，用于输出时间。数字时钟必须要有晶振电路，所以将该晶振电路与AW60的PTG5和PTG6相连，用于时间的自加。由于在运行系统时，以防电流不稳定，所以在PTB0端设置一个下拉电阻，稳定电流。

2.2 单片机（MCU）模块

2.2.1 MC9S08AW60单片机性能概述

（1）最高达40MHz的CPU工作频率和20Hz的内部总线工作频率表；时钟源选项包括晶振、谐振器、外部时钟或内部产生的时钟。

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（2）相比HC08 CPU指令集，S08 CPU增加了BGND指令。

（3）单线后台调试模式接口；增强的断点能力，允许单一的断点设置在线调试（在片内调试的模块增加了多于两个的断点）。

（4）内含32个中断/复位源；内含2KB的片内RAM；内含60KB的片内在线可编程Flash存储器，带有块保护和安全选项。

（5）可选的计算机正常操作（COP）复位；低电压检测和复位或中断；非法操作码检测与复位；非法地址检测与复位。

（6）ADC：多达16个通道，10位A/D转换器与自动比较功能；两个串行通信接口SCI模块与可选的13位中断；一个串行外设接口SPI模块；集成电路互连总线I2C模块运作高达100kbps的最高总线负载；8引脚键盘中断KBI模块。 （7）Timers:1个2通道和1个6通道16位定时器/脉冲宽度调制器模板。具有输入、捕捉、输出比较、脉宽调制功能。

2.2.2 内部结构简图

1. 内部结构简图

如图所示，给出了AW60的内部结构图，它对于我们理解和应用AW60 MCU有重要作用，在学习了基本有法后，应在反过来熟悉这个内部结构图，以便更好地理解AW60 MCU的基本原理。从内部结构图可以看出，AW60主要有以下几个部分：S08 CPU、存储器、定时器接口模块、定时器模块、看门狗模块、通用IO模块、串口通信模块（SCI）、串行外设接口（SPI）模块、I2C（IIC）模块、A/D转换模块、键盘中断模块、时钟发生模块、复位与中断模块等。

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2.3 串行通信模块 2.3.1 MAX232引脚图

在MCU中，若用RS-232总线进行串行通信，则需外接电路实现电平转换。在发送端，需要用驱动电路将TTL 电平转换成RS-232电平；在接受端，需要用接收电路将RS-232电平。转化为TTL电平。电平转换器不仅可以由晶振管分立元件构成，也可以直接使用集成电路。目前使用MAX232芯片较多，该芯片使用单一+5V电源供电实现电平转换。如图所示，给出了MAX232的引脚说明。各引脚含义简要说明如下：

Vcc（16脚）：正电源端，一般接+5V。

GND（15脚）：地。

VS+（2脚）：VS+=2VCC-1.5V=8.5V。 VS-（6脚）：VS-=-2VCC-1.5V=-11.5V。

C2+、C2-（4、5脚）：一般接1μF的电解电容。 C1+、C1-（1、3脚）：一般接1μF的电解电容。

表6 MAX232芯片输入输出引脚分类与基本接法

组别 1 TTL电平引脚 11（T1IN） 12（R1OUT） 10（T2IN） 9（R2OUT） 方向 输入 输出 输入 输出 典型接口 接MCU的TxD 接MCU的RxD 接MCU的TxD 接MCU的RxD 232电平引脚 13 14 8 7 方向 输入 输出 输入 输出 典型接口 连接到接口，与其它设备通过232相接 连接到接口，与其它设备通过232相接 2 在正常情况下，（1）T1IN=5V，则T1OUT=-9V；T1IN=0V，则T1OUT=9V。（2）

将R1IN与T1OUT相连，令T1IN=5V，则R1OUT=5V；令T1IN=0V，则R1OUT=0V。 MAX232芯片进行电平转换的基本原理：（1）发送过程：MCU的TxD（TTL电平）经过MAX232的11脚（T1IN）送到MAX232内部，在内部TTL电平被“提

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