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摘 要：嵌入式技术的发展的迅猛，是因为单片机替代的历程也是很快的。世界上最大的单片机供应商飞思卡尔半导体在1996年时开始了32位微处理器的生产，推出了高性价比，高集成度和功能强大的ColdFire系列产品。但是，ColdFire系列单片机并未在国内推广，相关的开发资料很稀少。所以这类单片机研究是很有价值意义的。本设计是以MCF系列中的MCF52259作为主要的控制芯片，制作了一款高的集成环境的开发板。设计包括AD、键盘、LCD以及扩展接口等。为以后增加的功能提供了方便接口，他有很大的实用功能。
关键词：MCF522599，LCD，开发板
一、绪论
1.1研究背景
因为工业控制的发展越来越好的发展，嵌入式单片机的实时效果、计算的效率、扩展的能力、高的集成效果等需要更大的要求。飞思卡尔公司出产了低成本，性价比高的32位芯片MCF系列产品。
1.2国内现状
嵌入式微控制器的单片机有很多种类型的，如8位，16位，32位，64位，目前32位现已成为主流芯片了。但是对于MCF系列的芯片，大家对其研究甚少，我们对其进行了一些研究开发是很有必要的。
1.3课题研究内容
我们根据飞思卡尔公司生产的MCF522芯片作为主控芯片对其进行了一些功能的开发。例如AD、LCD、UART等开发。通过编写相关程序，实现AD的转换及串口的发送及简单的例程实现。
二、硬件的设计
我们的开发板是用V2ColdFire核的高度集成的32位微处理器MCF522595，该控制器有很多的模块。该设计主要介绍了GPIO（General Purpose Input/Output，）、通用非同步收发传输器（UART）模块、AD采集模块等。
2.1系统结构
整个系统包括MCF52259芯片、LCD模块、按键模块、串口模块。系统结构框图如图2-1所示。MCF522595是整个系统的主控芯片，通过按键的按压经过主控芯片在LCD上呈现出来。用MCF52259把采集到的AD值通过串口发送到PC机上。
2.2 MCU的选择
嵌入式的MCU是最重要的，MCU的选择也是非常重要的。技术方面的和非技术方面的因素我们都应该考虑到。首先价格是值得我们考虑的，性价比是应该被充分考虑的。再者就是芯片的性能，对于系统的处理需求，它的处理能力应该稳定、可靠。还有它的功耗，对于电池供电的产品来说，电池的消耗是非常值得注意的问题。因为容易消耗的产品会因为电池的不稳定而出现功能上的问题。当然还有其他的因素。飞思卡尔的MCF52259的软件硬件设计的通用性，对用户的移植和复用，以及稳定和可靠等好的因素。所以它是一项非常理想的选择。
2.3 MCF52259硬件的构件设计
本目标板采用的单层PCB设计，串口、网络接口等扩展出来了同时还把其余的引脚引出了并且留在了目标板上，一遍之后的功能扩展。
2.4 ADC的设计
ADC是MCF522599上的一个独立模块，采样通道0—7的顺序进行采样，以采集到的电压有关。ADC的主要特性总结为有12位的转换精度，5MHz最高转换的时钟频率，每秒1.66MSPS的采样速率。
2.5 LCD液晶屏
LCD（液晶显示器）具有零辐射，低功耗，热损失小，体积小的字符显示敏感优点。所以选择LCD是非常好的选择。
三、目标板的检查
我们都知道一块开发板的能不能很好地实用，最重要的是PCB板的正确性。当然在PCB板制成以后焊接也是重要的一方面。一个功能都是由几个模块制作的。MCF52259是需要3.3V电压，这时我们就把这模块单独成块，再对他进行测量。我们把每一个模块都进行了精细的测量，如AD模块、按键模块、LCD模块等。经过自己的经验，硬件测试的方法分為以下几种。利用万用表测量引脚的电压是否正常，如果贸然加电压会造成零器件的损坏。有时也会因为虚焊造成整个开发板的损坏和问题。最好的测量方法是编写基本测试模块程序，确定每个功能模块是否能够稳定工作。完成了整个硬件的设计。
四、软件设计
基于构件的嵌入式软件的原则，一套标准化的，可重复使用的驱动程序包，具有嵌入式软件单元的特征，即通用驱动程序。即通用驱动程序。本节主要对MCF522599的UART模块、AD模块、液晶显示模块等这些通用驱动和功能程序做详细的介绍。
4.1 URAT设计
URAT（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）即通用异步收发传输器。MCF522599具有三个相同的UART模块，它的组成是有发送器和接收器组成的。我们的开发板用了两个UART模块UART0和UART1。
4.2 ADC的设计
模数转换器ADC，本例程是采集8路AD电压值，来观察MCF522599的AD是怎么转换的、首先我们要对AD模块进行初始化。采用的是顺序扫描模式，AN0～7为单向端口输入，禁止中断，停止转换。
4.3 LCD设计
我们的PCB板上有两种LCD的模块，是为了方便进行运用。对于LCD驱动，由于不同控制器的使用，注册不同，所以只是重写可以控制初始化程序。对于在屏幕上打点、画线、画矩形、显示字符和汉子等是一样的。MCF52259中选16个引脚作为具有通用I/O功能的引脚。片选、对寄存器设置，读、写使能还有复位引脚是五个控制引脚。
五、开发总结
经过MCF522599的学习与研究，本人初步的了解了嵌入式应用。从硬件和软件两个方面的一些认识。开始时要明确自己的目标、用合理的步骤系统设计方案。我们要制定详细的可行性的系统设计方案并且来论证它的可行性。其次，电路的设计也是很重要的。整个开发板的制作的重要影响因素是硬件方面的设计。电路原理图设计和PCB布线，它们的科学性、正确性、合理性都要得到保证。测试软件时，我们要划分模块，一个一个模块的测试。这样才能更好地发现解决问题。并且在软件测试时我们要习惯于用注释。
本设计的主控芯片是飞思卡尔的32位的MCF522599，完成了液晶显示，按键等功能。了解了MCF系列芯片的一些基本的功能特性。根据MCF522599最小系统原理图制作出PCB板，设计并完成了目标板硬件的制作。根据主要的模块进行了一些例程演示，串口通信、AD转换等。当然由于研究时间较短且本人能力有限，很多地方仍需改善，通常的实验程序的种类和功能需要进一步的丰富。希望本文能对ColdFire系列的芯片有一定的推广作用，让用户有更多的选择。
参考文献
[1]王宜怀，刘晓升.嵌入式应用技术基础教程[M].北京：清华大学出版社，2005
[2]刘荣林，刘亚坤，武华，程晓东，基于ARM嵌入式触摸屏的设计与研究[J].内蒙古大学学报（自然科学版），2009，40（6）：708—711
[3]王宜怀，陈建明，蒋银珍.基于32位ColdFire构建嵌入式系统[M].北京：电子工业出版社，2009.
[4]龚伟。基于gdb的嵌入式系统调试器的设计与实现[D].电子科技大学硕士学位论文，2006
[5]邵贝贝.单片机嵌入式应用的在线开发方法[M].北京：清华大学出版社，2004
关键词：MCF522599，LCD，开发板
一、绪论
1.1研究背景
因为工业控制的发展越来越好的发展，嵌入式单片机的实时效果、计算的效率、扩展的能力、高的集成效果等需要更大的要求。飞思卡尔公司出产了低成本，性价比高的32位芯片MCF系列产品。
1.2国内现状
嵌入式微控制器的单片机有很多种类型的，如8位，16位，32位，64位，目前32位现已成为主流芯片了。但是对于MCF系列的芯片，大家对其研究甚少，我们对其进行了一些研究开发是很有必要的。
1.3课题研究内容
我们根据飞思卡尔公司生产的MCF522芯片作为主控芯片对其进行了一些功能的开发。例如AD、LCD、UART等开发。通过编写相关程序，实现AD的转换及串口的发送及简单的例程实现。
二、硬件的设计
我们的开发板是用V2ColdFire核的高度集成的32位微处理器MCF522595，该控制器有很多的模块。该设计主要介绍了GPIO（General Purpose Input/Output，）、通用非同步收发传输器（UART）模块、AD采集模块等。
2.1系统结构
整个系统包括MCF52259芯片、LCD模块、按键模块、串口模块。系统结构框图如图2-1所示。MCF522595是整个系统的主控芯片，通过按键的按压经过主控芯片在LCD上呈现出来。用MCF52259把采集到的AD值通过串口发送到PC机上。
2.2 MCU的选择
嵌入式的MCU是最重要的，MCU的选择也是非常重要的。技术方面的和非技术方面的因素我们都应该考虑到。首先价格是值得我们考虑的，性价比是应该被充分考虑的。再者就是芯片的性能，对于系统的处理需求，它的处理能力应该稳定、可靠。还有它的功耗，对于电池供电的产品来说，电池的消耗是非常值得注意的问题。因为容易消耗的产品会因为电池的不稳定而出现功能上的问题。当然还有其他的因素。飞思卡尔的MCF52259的软件硬件设计的通用性，对用户的移植和复用，以及稳定和可靠等好的因素。所以它是一项非常理想的选择。
2.3 MCF52259硬件的构件设计
本目标板采用的单层PCB设计，串口、网络接口等扩展出来了同时还把其余的引脚引出了并且留在了目标板上，一遍之后的功能扩展。
2.4 ADC的设计
ADC是MCF522599上的一个独立模块，采样通道0—7的顺序进行采样，以采集到的电压有关。ADC的主要特性总结为有12位的转换精度，5MHz最高转换的时钟频率，每秒1.66MSPS的采样速率。
2.5 LCD液晶屏
LCD（液晶显示器）具有零辐射，低功耗，热损失小，体积小的字符显示敏感优点。所以选择LCD是非常好的选择。
三、目标板的检查
我们都知道一块开发板的能不能很好地实用，最重要的是PCB板的正确性。当然在PCB板制成以后焊接也是重要的一方面。一个功能都是由几个模块制作的。MCF52259是需要3.3V电压，这时我们就把这模块单独成块，再对他进行测量。我们把每一个模块都进行了精细的测量，如AD模块、按键模块、LCD模块等。经过自己的经验，硬件测试的方法分為以下几种。利用万用表测量引脚的电压是否正常，如果贸然加电压会造成零器件的损坏。有时也会因为虚焊造成整个开发板的损坏和问题。最好的测量方法是编写基本测试模块程序，确定每个功能模块是否能够稳定工作。完成了整个硬件的设计。
四、软件设计
基于构件的嵌入式软件的原则，一套标准化的，可重复使用的驱动程序包，具有嵌入式软件单元的特征，即通用驱动程序。即通用驱动程序。本节主要对MCF522599的UART模块、AD模块、液晶显示模块等这些通用驱动和功能程序做详细的介绍。
4.1 URAT设计
URAT（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）即通用异步收发传输器。MCF522599具有三个相同的UART模块，它的组成是有发送器和接收器组成的。我们的开发板用了两个UART模块UART0和UART1。
4.2 ADC的设计
模数转换器ADC，本例程是采集8路AD电压值，来观察MCF522599的AD是怎么转换的、首先我们要对AD模块进行初始化。采用的是顺序扫描模式，AN0～7为单向端口输入，禁止中断，停止转换。
4.3 LCD设计
我们的PCB板上有两种LCD的模块，是为了方便进行运用。对于LCD驱动，由于不同控制器的使用，注册不同，所以只是重写可以控制初始化程序。对于在屏幕上打点、画线、画矩形、显示字符和汉子等是一样的。MCF52259中选16个引脚作为具有通用I/O功能的引脚。片选、对寄存器设置，读、写使能还有复位引脚是五个控制引脚。
五、开发总结
经过MCF522599的学习与研究，本人初步的了解了嵌入式应用。从硬件和软件两个方面的一些认识。开始时要明确自己的目标、用合理的步骤系统设计方案。我们要制定详细的可行性的系统设计方案并且来论证它的可行性。其次，电路的设计也是很重要的。整个开发板的制作的重要影响因素是硬件方面的设计。电路原理图设计和PCB布线，它们的科学性、正确性、合理性都要得到保证。测试软件时，我们要划分模块，一个一个模块的测试。这样才能更好地发现解决问题。并且在软件测试时我们要习惯于用注释。
本设计的主控芯片是飞思卡尔的32位的MCF522599，完成了液晶显示，按键等功能。了解了MCF系列芯片的一些基本的功能特性。根据MCF522599最小系统原理图制作出PCB板，设计并完成了目标板硬件的制作。根据主要的模块进行了一些例程演示，串口通信、AD转换等。当然由于研究时间较短且本人能力有限，很多地方仍需改善，通常的实验程序的种类和功能需要进一步的丰富。希望本文能对ColdFire系列的芯片有一定的推广作用，让用户有更多的选择。
参考文献
[1]王宜怀，刘晓升.嵌入式应用技术基础教程[M].北京：清华大学出版社，2005
[2]刘荣林，刘亚坤，武华，程晓东，基于ARM嵌入式触摸屏的设计与研究[J].内蒙古大学学报（自然科学版），2009，40（6）：708—711
[3]王宜怀，陈建明，蒋银珍.基于32位ColdFire构建嵌入式系统[M].北京：电子工业出版社，2009.
[4]龚伟。基于gdb的嵌入式系统调试器的设计与实现[D].电子科技大学硕士学位论文，2006
[5]邵贝贝.单片机嵌入式应用的在线开发方法[M].北京：清华大学出版社，2004