IC697PWR711 IC697PWR711 产品产品

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2 对设计任务的分析

2.1先确定PLC所需的I/O个数

根据前述要求可知ＰＣ需要以下一些输出端：分别控制6个泵的6个输出端、

1个控制加热器的输出端、1个控制搅拌器的输出端，总共需要8个输出端。

1 MC68HC376的基本特性

MC68HC376具有速度快、并行处理能力强、可靠性高、功耗低、功能强大

等优点。与目前常用的8位、16位微控制器相比，其片内资源极其丰富，适用

于各种控制场合；内部集成度高，硬件可靠性和稳定性强，外部扩展工作少，

开发周期短。

1.1 主要功能模块

MC68HC376为160脚的封装结构。其主要功能模块包括32位CPU；系统集成模

块（SIM）；4KB备用RAM；8KB片内ROM；10位队列式的摸数转换 器（QADC），

具有强大的数模转换控制功能；队列式串行通信模块（QSM），可以方便地实现

同步、异步通信功能；可构造时钟模块（CTM4），具有多种强大的定时、记数

和脉冲调制功能；时间处理单元（TPU），可对各种事件进行快速的智能处理；

3.5KB静态TPURAM；CAN控制模块（TOUCAN）， 能方便地实现工业自动化

等场合的局域网络控制。

1.2 基本性能

（1）24位地址总线16位数据总线，支持32位数据操作；

（2）2个8位双功能I/O，1个7位双功能I/O，16～44个模拟量输入通道；

（3）具有系统保护逻辑，同时可进行时钟监视和总线监视；

（4）速度快，在4.194MHz晶振下,系统时钟可达20.97MHz；

（5）功耗低，具备低功率休眠功能；

（6）支持高级语言和背景调试。

2 基于MC68HC376的系统设计

2.1 片外Flash和RAM的扩展

MC68HC376有24位地址线和12位可编程的片选线。每根片选线可选通

2KB～1MB的地址区，因此MC68HC376具有很强的扩展能力。注意：

CS[6～10]与ADDR[19～23]复用。如何合理地安排这些地址线和片选线是

系统优劣的关键。

本系统扩展了2片128KB的片外Flash 29C010A，2片128KB的片外RAM H

M628128，扩展电路图略（详见《电子技术应用》2002.10）。

值得注意的是：Flash和RAM均由A[1～17]寻址，实际上是一种字寻址方式，

最低位A0不用。2片Flash和2片RAM的数据口分别接至 MC68HC376的D[8～15]

和D[0～7]，对应字的高低字节。在程序中应注意存放高字节的芯片对应字的低

字节地址。

2.2 系统功能选择电路设计

与MCS-51和MCS-196系列单片机不同的是，MC68HC376复位时数据线的状态

决定控制器某些相关的功能和操作模式。因此，根据实际系统的功能需要来

选择对应的复位状态，是系统设计的一个重要环节。

所有数据线都有内部弱上拉电阻，复位时默认状态为高，对应系统相应的默

认功能；当需要利用其非默认功能时，需要强制电路使相应数据线在复位时

电位为低。相应的模式选择电路图略（详见《电子技术应用》2002.10）。

为了避免复位时MCU与外部读写器件冲突，引入DS和R/W作为门控信号。

这里，将SIM模块构造成两个通用的并行I/O 口，将DB8和DB9在复位时强制

为低；而片选脚分别作为片选或者输出口，所以DB[0～7]保持默认状态；因系

统采用晶振作为外部参考频率源，所以MODCLK脚也应保持默认状态。

2.3 时钟部分的设计

2.3.1 系统时钟的获得

本系统采用晶振作为外部参考频率源,电路和普通电路一样。但要注意确保

MODCLK脚在复位时为高，否则系统会出错。

本系统采用Motorola公司推荐的4.194MHz晶振频率，同时通过写时钟合成

控制寄存器SYNCR中的相关位来获得一定的系统时钟。系统时钟频率SYNCR

与的W位、X位和Y[0～5]区的值有关：Fsys=Fref x [4（Y+1） x 2（2w+x）]/128。

当写入W=1，X=0，Y=100111时，Fsys=5Fref=20.97MHz。（注意：不要超

过MC68HC376系统频率的最大允许值20.97MHz）。

2.3.2 外部滤波电路

由于采用外部参考频率源，所以需要在XFC脚上接入滤波电路。应尽可能降

低XFC脚的泄露电流，以提高时钟的稳定性和内部锁相环的性 能。滤波电路图

略（详见《电子技术应用》2002.10）。

2.4 输入输出通道

系统输入输出通道包括模拟量输入、开关量输入、键盘输入、液晶显示、

控制量逻辑输出等部分。为了减小干扰，开关量输入采取光电隔离方式。

运用MC68HC376的CTM4模块测量频率，由QADC模块实现队列式的模数转

换功能。

2.4.1 应用CTM4进行频率测量

Motorola公司的CTM4模块包括总线接口单元BIUSM、计数器分频子模块

CPSM、1个16位自由计数器FCSM、2个16位可自动重装载计数器MCSM、

4个动作单元DASM、4个脉宽调节子模块PWMSM。 GPSM通过对系统时

钟分频向CTM4各个模块提供6种不同的记数时钟PCLK1～PCLK6。在运行

CTM4各个单元之前，应先设置并启动CPSM。注意，CPSM的构造值关系到

实际测频和测周结果的计算。

在实际测量中，为了提高测量精度，对于较高的频率采用计数测频法，对于

较低的频率采用测周测频法。外部信号经过滤波、过零比较后同时接入MC68

HC376的CTM2C脚和CTD3脚，由软件选择判断实际采用的方式。测频子程

序包括测周测频部分（流程图和计数测频部分图略，详见〈电子技术应用〉

2002.10）。

IC697ALG320

IC697ALG440

IC697BEM711

IC697BEM713

IC697BEM731

IC697BEM733

IC697CGR935

IC697CHS790

IC697CMM711

IC697CMM742

IC697CPM925

IC697CPX772

IC697CPX935

IC697HSC700

IC697MDL250

IC697MDL350

IC697MDL652

IC697MDL653

IC697MDL654

IC697MDL740

IC697MDL750

IC697MEM713

IC697PWR710

IC697PWR711

IC697VAL318

IC698CHS009

IC698CPE010

IC698CRE020-AB

IC698CRE030

IC698ETM001

IC698PSA100

IC698PSA350

IC752DSX000

IC754VGL12CTD

IC754VSI12CTD-CO

IP-16ADC

IS215UCVEM06A

MTM-120（S-A20-120VA）

PMC-422

VMIVME-3122

VMIVME-7750

SR469-P5-HI-A20

IC693MDL740

（1）通过测周间接测频

当待测频率不高时，采用测周测频方法。DASM单元的特点在于不需要软件

的干预而自动高速、精确地捕捉CTD3脚上两个连续的上（下）跳沿，两次捕捉的

时间差即为待测信号的周期。

（2）通过计数器直接测频

当待测频率较高时，采用直接测频方式。用CMSM2作定时器，利用FCSM12

对CTM2C引脚的方波信号进行计数。

（3）应用测频的几个实际问题

应用测频的程序结构并不复杂，但有几个实际问题值得注意：

*启动后，不应立即启动产生时钟，否则会因为程序在设置相应子单元时不

同步而造成测量误差。

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