MC68300系列微控制器的特点和应用

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。
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