利用日立SH3单片机建立最小系统的方法

　　摘要：为了在ARM处理器几乎垄断国内32位处理器市场的形势下给国内工程师多一个选择方向并能在资料匮乏的情况下很快掌握日立sH3系列32位处理器开发出实用的产品，在此用日立SH3系列的HD6417708S型号单片机建立了SH3系列单片机的最小系统，并利用单片机的串口模块做了串口通信实验，实验结果实现了串口通信的预期结果，说明建立的SH3系列单片机的最小系统运行正常可以采信。

　　关键词：日立SH3；SH3单片机；单片机最小系统；32位处理器

　　0 引言

　　SH系列是日本日立公司推出的32位高档的、RISC型单片机系列，到现在为止，已经推出了6种类型的单片机系列：基本型的SH1，改进型的SH2，低功耗的SH3，增强型的SH4，以及和DSP结合的SH2-DSP和SH3-DSP。

　　SH3系列是低功耗型SH处理器，高性能RISC结构，在时钟133 MHz时，性能可以达到173 MIPS。在2．25 V工作时，功耗为400 mW。SH3的SH7709，其消耗功率每瓦运行的指令数达到315 MIPS，能源利用效率很高。它内部集成了32位乘法器、4路8 KB CHACHE、存储器管理单元MMU、一些通用内部控制模块和外部接口模块。其性能可以与ARM公司的ARM9系列处理器相媲美，在世界的嵌入式领域占有很大的份额，但是由于SH3系列单片机在国内可参考的资料有限，技术支持不到位等种种原因致使ARM系列几乎独霸国内32位处理器市场。SH3系列处理器无法在国内发挥它强大的功能。本文介绍了如何用HD6417708S型号SH3单片机从硬件到软件从无到有建立起SH3系列单片机最小系统，并用系统的串口模块来验证系统能否正常运行。有了这个最小系统平台开发人员只要在系统中添加自己需要的功能模块就可以开发出需要的产品，在ARM一

　　通天下的形势下给国人增加一个选择方向，同时对于嵌入式领域正从零开始研究某款处理器的开发人员也有一定的借鉴之处。

　　1 最小系统的整体介绍

　　用HD6417708S型号SH3单片机建立的最小系统的结构框图如图1所示。此最小系统包括MCU（HD6417708S）、电源模块、存储器模块、MCU外围辅助电路，为了可以直观地看到系统能够正常运行增加了串口通信模块用于演示。

　　2 硬件平台的搭建

　　2．1 电源模块

　　“HD6417708S”单片机理想的工作电压是3．3 V，上下可以有0．3 V的波动，存储器与串口芯片都支持3．3 V供电。在此的电源模块是以DCDC开关电源芯片“1CZ21H”为核心的一个单片开关电源电路，DC8V-DC28V输入，3．3 V供电时可以提供1．5 A的电流，电路原理如图2所示。

　　2．2 串口通信模块

　　该模块分别用到MD2／RXD（84管脚），MD1／TXD（85管脚），MD0／SCK（86管脚）3个管脚，并且他们都属于功能复用管脚。当3个管脚作为MD0，MD1，MD2功能管脚时为模式选择控制管脚，复位时它们的状态决定了时钟电路的设置，对应关系可参考参考文献。

　　系统正常运行以后时钟模式控制功能已经完成了，如果系统要用串口功能时就可以用RXD（84管脚）、TXD（84管脚）进行全双工通信。现在问题是硬件怎么设计能同时满足这2种功能。在此提供2种方案：

　　方案1：串口芯片使用MAX3223芯片，这款芯片有功能使能管脚，如果芯片没有使能时芯片管脚处于高阻状态。提供的方案框图如图片3所示：当系统复位时让MAX3223处于不使能状态，MAX3223的RXD、TXD引脚处于高阻状态，添加辅助电路就可以随心所欲的给SH7708单片机提供模式控制信号了。当系统运行起来时SH7708肯定会通过Area0的片选信号访问Area0区的ROM，所以是否出现低脉冲可以作为系统是否已经运行的标志信号，将信号送给模式控制辅助电路，一旦检测到低脉冲就让模式控制辅助电路输出变为高阻状态，同时使能MAX32 23芯片就可以了。模式控制图3中方案1模块用一个组合逻辑门和一个触发器就可以实现功能。

　　方案2：采用CPLD将单片机和串口芯片隔开。这样就可以随心所欲地控制了，具体方案如图4：由于在系统中还用到了CPLD的其他资源，所以选择了这种方案。如果系统没有在其他功能中用到CPLD的话建议用方案1，因为方案1成本会低很多。