系統(tǒng)MCU的選型在整個(gè)方案設(shè)計(jì)中至關(guān)重要，是主要功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵元件，并直接關(guān)系到外圍元器件的配置要求和整體方案的可實(shí)現(xiàn)性。系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性、功能需求的可靠性以及市場(chǎng)定位要求和合理的經(jīng)濟(jì)性都是在MCU方案選擇中必須考慮的。選擇的MCU過(guò)于昂貴，即使性能良好也會(huì)因?yàn)閮r(jià)格的原因而失去市場(chǎng);系統(tǒng)方案滿足實(shí)驗(yàn)室臺(tái)架試驗(yàn)，其價(jià)格也比較合理，但卻不能滿足汽車(chē)電氣設(shè)備基本技術(shù)條件（QC門(mén)禪13一2002）中的振動(dòng)、高低溫、耐酸等試驗(yàn)，這同樣會(huì)使你的開(kāi)發(fā)方案失去價(jià)值。所以在進(jìn)行開(kāi)發(fā)方案系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，選擇適合本系統(tǒng)的MCU是開(kāi)發(fā)方案成功的重要一步。如今，嵌入式應(yīng)用技術(shù)在過(guò)去的20年里得到了迅猛的發(fā)展，世界上很多單片機(jī)公司都根據(jù)汽車(chē)的特定環(huán)境推出了各種不同性能的MCU 。其中在汽車(chē)領(lǐng)域內(nèi)比較領(lǐng)先的有Freeseale、Philips，其他單片機(jī)公司如：microchip、atmel、fujitsu、TI、NEC、ST等也相繼開(kāi)發(fā)除了適合汽車(chē)工作環(huán)境的單片機(jī)。本系統(tǒng)MCU選擇FREESCAI石公司的16位單片MC9512H128。Freescafe（飛思卡爾）半導(dǎo)體公司（原MOTOROLA公司半導(dǎo)體產(chǎn)品部）是世界上最大的單片機(jī)供應(yīng)商。其單片機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)根基可追溯到1974年的8位處理器MC6800和后來(lái)的MC6801，使用HMOS工藝，功耗高。最早出現(xiàn)CMOS工藝的單片機(jī)是MC14685，后來(lái)出現(xiàn)了HCMOS（高速CMOS）工藝的單片機(jī)MC68HC05，產(chǎn)量突破了20億片，是世界上產(chǎn)量最高的單片機(jī)。其后又推出了HCS05和HCLDS兩個(gè)系列的單片機(jī)，于2000年后推出了低功耗、低成本、高性能的8位單片機(jī)有Hc08、MCSOS、HCn，其系列品種繁多、片內(nèi)資源豐富，應(yīng)用范圍廣泛，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。其他相關(guān)產(chǎn)品見(jiàn)表4一1
　　
　　隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展以及人們對(duì)產(chǎn)品應(yīng)用性能要求的提高，處理位數(shù)更高的單片機(jī)也得到了迅速的發(fā)展，各公司紛紛推出了16位和犯位高性能的單片機(jī)。但由于價(jià)格，技術(shù)等因素的影響，還沒(méi)有普遍應(yīng)用，一般在特定環(huán)境和有專(zhuān)門(mén)需求的場(chǎng)合中應(yīng)用。FREESCALE公司的16位單片機(jī)產(chǎn)品有HC12系列、512系列、He16系列等［35］。
　　本課題在MCU選型方案方案上做了大量工作，經(jīng)過(guò)了如下程序：首先根據(jù)功能需求劃分功能模塊，然后根據(jù)功能模塊選擇合適型號(hào)的MCU，根據(jù)各MCU的性能進(jìn)行配置外圍電路，最后通過(guò)比較各個(gè)方案的綜合性能、成本價(jià)格、工藝條件后最后確定了以H128為MCU的開(kāi)發(fā)方案，選擇了Freescale公司專(zhuān)門(mén)為汽車(chē)儀表設(shè)計(jì)的16位單片機(jī)Megs12H12s（以后簡(jiǎn)稱(chēng)HiZs）136］。H12s屬于16位單片機(jī)中512系列中的一種（512系列單片機(jī)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同分為A、B、C、D、E、F、G、H、L等系列）。選擇H128其最主要的原因就是其片內(nèi)功能模塊的高集成度完全符合本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖方案的功能需求，無(wú)需擴(kuò)展任何外圍電路即可完成系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。H128其外圍引腳功能如圖4一1所示。
　　
　　MC9512H128單片機(jī)的功能正好能滿足儀表系統(tǒng)的需求，其內(nèi)部集成的每個(gè)功能模塊都在本儀表中使用到，并有部分接口預(yù)留，可以作為功能擴(kuò)展和產(chǎn)品升級(jí)使用。H128內(nèi)部豐富的集成資源、成本價(jià)格相對(duì)便宜，專(zhuān)門(mén)針對(duì)汽車(chē)環(huán)境進(jìn)行功能開(kāi)發(fā)能滿足汽車(chē)電子耐溫、振動(dòng)、耐酸等多項(xiàng)試驗(yàn)，使得系統(tǒng)性能穩(wěn)定，工作可靠。H128單片機(jī)在使用和運(yùn)行上具有以下特點(diǎn)：
　　1.低功率消耗：通過(guò)編程的方法對(duì)輸入時(shí)鐘進(jìn)行分頻，避開(kāi)了功耗更大的高頻電路，總線速率為4MHz時(shí)，通過(guò)4分頻，只需使用16MHz晶體。此外，還具有認(rèn)AIT和STOP模式進(jìn)一步降低功耗。它還可以使用低頻率晶體（例如32K）的節(jié)能方式，通過(guò)PLL倍頻后供MCU使用。程序可控制PLL在滿足要求的前提下盡量降低時(shí)鐘速率，自動(dòng)平衡性能與功耗之間的關(guān)系。
　　2.兼容性：CPU12完全兼容HCn的源程序，多數(shù)指令匯編后生成相同的目標(biāo)代碼，它的程序設(shè)計(jì)模型與中斷相應(yīng)的堆棧操作順序與HCll完全相同。此外CPU12增加了不少新的指令。
　　3.提高速度：CPU12是16位的處理器，ALU在某些運(yùn)算中為20位。MCgs12內(nèi)部所有數(shù)據(jù)總線為16位，外部總線可擴(kuò)展為16位工作方式，也可以擴(kuò)展為8位工作方式，這樣可用8位的存儲(chǔ)器件構(gòu)成低成本的應(yīng)用系統(tǒng)。即使選擇了這種8位的工作方式，CPU12仍然按16位方式操作，智能總線接口自動(dòng)將其分成兩次8位操作，期間暫時(shí)凍結(jié)CPu。其次，CPU12具有一個(gè)類(lèi)似流水線的指令隊(duì)列，用于緩沖指令代碼。CPU開(kāi)始執(zhí)行任何一條指令時(shí)，除了8位操作碼以外，至少另外兩個(gè)字節(jié)的目標(biāo)代碼對(duì)CPU可見(jiàn)。這意味著對(duì)于多數(shù)指令來(lái)講，開(kāi)始執(zhí)行時(shí)，所需代碼已經(jīng)進(jìn)入CPU，可在單個(gè)周期內(nèi)完成，而無(wú)需等待取指令操作。取指令操作固定按照16位進(jìn)行，與指令代碼長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，因此不要求代碼長(zhǎng)度是偶數(shù)字節(jié)，從而提高了代碼效率。CPU12的指令隊(duì)列邏輯和微代碼使對(duì)齊的和非對(duì)齊的指令執(zhí)行時(shí)間完全相同。