MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)

內(nèi)容概要

　　本書以全國大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽組委會推薦使用的飛思卡爾MC9S12XS128為主，詳細(xì)講述MC9S12XS128單片機(jī)的原理以及嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)。本書首先介紹嵌入式系統(tǒng)和HCS12系列單片機(jī)的基礎(chǔ)知識，對C語言的嵌入式編程進(jìn)行了簡要的說明，然后對MC9S12XS128的輸入/輸出端口、中斷系統(tǒng)、脈寬調(diào)制、模/數(shù)轉(zhuǎn)換、定時器、定時器、SPI和I2C等模塊進(jìn)行了詳實(shí)的講解，并給出相應(yīng)的應(yīng)用實(shí)例，最后針對全國大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽給出綜合應(yīng)用實(shí)例。
　　本書面向工科電氣類、計算機(jī)類、機(jī)電一體化類和儀器儀表類等相關(guān)專業(yè)的高年級本科生和研究生，適合參加全國大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽的參賽人員參考，同時也適用于從事嵌入式應(yīng)用開發(fā)的工程技術(shù)類人員。

書籍目錄

第1章 嵌入式系統(tǒng)簡介
　1.1 嵌入式系統(tǒng)
　　1.1.1 系統(tǒng)
　　1.1.2 嵌入式系統(tǒng)
　　1.1.3 嵌入式系統(tǒng)的分類
　1.2 嵌入式系統(tǒng)硬件
　　1.2.1 嵌入式微處理器
　　1.2.2 嵌入式微控制器
　　1.2.3 嵌入式dsp處理器
　　1.2.4 嵌入式片上系統(tǒng)
　1.3 嵌入式系統(tǒng)軟件
　1.4 嵌入式操作系統(tǒng)
　　1.4.1 嵌入式操作系統(tǒng)的種類
　　1.4.2 嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展
　　1.4.3 使用實(shí)時操作系統(tǒng)的必要性
　　1.4.4 實(shí)時操作系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)
　1.5 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方法
第2章 freescale hcs12和hcs12x系列單片機(jī)簡介
　2.1 hcs12系列單片機(jī)概述
　　2.1.1 hcs12系列單片機(jī)的命名規(guī)則
　　2.1.2 hcs12系列單片機(jī)簡介
　2.2 hcs12x系列單片機(jī)概述
　　2.2.1 hcs12x系列單片機(jī)主要特點(diǎn)
　　2.2.2 xgate協(xié)處理器與主處理器的關(guān)系
　　2.2.3 xgate的基本特性
　　2.2.4 典型s12x系列單片機(jī)簡介
　2.3 mc9s12xs128簡介
　　2.3.1 mc9s12xs128性能概述
　　2.3.2 mc9s12xs128內(nèi)部結(jié)構(gòu)、主要特性及引腳
　　2.3.3 mc9s12xs128引腳功能
　2.4 cpu12(x)核
　　2.4.1 cpu12(x)核特性
　　2.4.2 編程模型
　2.5 mc9s12xs128的存儲器映射
　2.6 mc9s12xs128內(nèi)部鎖相環(huán)模塊pll
　　2.6.1 crg時鐘合成寄存器（synr）
　　2.6.2 crg時鐘參考分頻寄存器（refdv）
　　2.6.3 crg時鐘后分頻寄存器（postdiv）
　　2.6.4 crg標(biāo)志寄存器（crgflg）
　　2.6.5 crg時鐘選擇寄存器（clksel）
　　2.6.6 crg ipll控制寄存器（pllctl）
　　2.6.7 crg中斷使能寄存器（crgint）
　　2.6.8 crg ipll模塊應(yīng)用實(shí)例
第3章 s12x指令系統(tǒng)
　3.1 概述
　3.2 s12x匯編指令的格式和符號說明
　　3.2.1 操作碼和操作數(shù)
　　3.2.2 數(shù)據(jù)類型
　　3.2.3 數(shù)據(jù)表示方法
　　3.2.4 寄存器和存儲器表示法
　3.3 尋址方式（addressing mode）
　　3.3.1 隱含/固有尋址（inherent addressing，inh）
　　3.3.2 立即尋址（immediate addressing，imm）
　　3.3.3 直接尋址（direct addressing，dir）
　　3.3.4 擴(kuò)展尋址（extended addressing，ext）
　　3.3.5 相對尋址（relative addressing，rel ）
　　3.3.6 變址尋址（indexed addressing，idx）
　　3.3.7 全局尋址（global page index register）
　3.4 s12x匯編指令系統(tǒng)
　　3.4.1 數(shù)據(jù)傳送指令
　　3.4.2 算術(shù)運(yùn)算指令
　　3.4.3 邏輯運(yùn)算指令
　　3.4.4 高級函數(shù)指令
　　3.4.5 程序控制指令
　　3.4.6 s12x控制指令
　3.5 匯編程序偽指令
　　3.5.1 段定義指令
　　3.5.2 常量賦值指令
　　3.5.3 常量存儲指令
　　3.5.4 分配變量指令
　　3.5.5 匯編控制指令
　　3.5.6 符號鏈接指令
第4章 c語言的嵌入式編程
　4.1 編程語言的選擇
　4.2 c語言編程元素
　　4.2.1 全局變量和局部變量
　　4.2.2 頭文件
　　4.2.3 編譯預(yù)處理
　　4.2.4 數(shù)據(jù)類型
　　4.2.5 運(yùn)算符
　　4.2.6 指針
　　4.2.7 條件語句、循環(huán)語句及無限循環(huán)語句
　　4.2.8 函數(shù)
　4.3 c程序編譯器與交叉編譯器
　4.4 codewarrior軟件簡介
　　4.4.1 codewarrior的安裝
　　4.4.2 codewarrior使用簡介
第5章 mc9s12xs輸入/輸出端口模塊及其應(yīng)用實(shí)例
　5.1 輸入/輸出端口簡介
　5.2 輸入/輸出端口寄存器及設(shè)置
　　5.2.1 porta、portb、porte和portk
　　5.2.2 portt、ports、portm、portp、porth和portj
　　5.2.3 a/d端口用做數(shù)字i/o口
　5.3 輸入/輸出端口應(yīng)用實(shí)例
　　5.3.1 控制輸出設(shè)備led實(shí)例
　　5.3.2 讀取輸入設(shè)備撥碼開關(guān)狀態(tài)實(shí)例
　5.4 輸入/輸出端口在智能車系統(tǒng)中的應(yīng)用
　　5.4.1 鍵盤接口設(shè)計
　　5.4.2 led顯示接口設(shè)計
　　5.4.3 lcd顯示接口設(shè)計
第6章 mc9s12系列中斷系統(tǒng)
　6.1 mc9s12系列中斷系統(tǒng)概述
　　6.1.1 復(fù)位
　　6.1.2 中斷
　6.2 mc9s12系列中斷優(yōu)先級
　6.3 mc9s12系列中斷程序應(yīng)用實(shí)例
第7章 mc9s12xs系列脈寬調(diào)制模塊及其應(yīng)用實(shí)例
　7.1 pwm模塊概述
　7.2 pwm模塊結(jié)構(gòu)組成和特點(diǎn)
　7.3 pwm模塊寄存器及設(shè)置
　　7.3.1 pwm使能寄存器（pwme）
　　7.3.2 pwm極性寄存器（pwmpol）
　　7.3.3 pwm時鐘選擇寄存器（pwmclk）
　　7.3.4 pwm預(yù)分頻時鐘選擇寄存器（pwmprclk）
　　7.3.5 pwm居中對齊使能寄存器（pwmcae）
　　7.3.6 pwm控制寄存器（pwmctl）
　　7.3.7 pwm比例因子a寄存器（pwmscla）
　　7.3.8 pwm比例因子b寄存器（pwmsclb）
　　7.3.9 pwm通道計數(shù)器（pwmcnt）
　　7.3.10 pwm通道周期寄存器（pwmper）
　　7.3.11 pwm通道占空比寄存器（pwmdty）
　　7.3.12 pwm關(guān)閉寄存器（pwmsdn）
　7.4 pwm模塊應(yīng)用實(shí)例
　7.5 pwm模塊在智能車系統(tǒng)中的應(yīng)用
　　7.5.1 應(yīng)用pwm模塊控制直流電動機(jī)
　　7.5.2 應(yīng)用pwm模塊控制伺服電動機(jī)
第8章 mc9s12xs128模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊及其應(yīng)用實(shí)例
　8.1 atd模塊概述
　8.2 atd模塊結(jié)構(gòu)組成和特點(diǎn)
　8.3 atd模塊寄存器及設(shè)置
　　8.3.1 atd控制寄存器0（atdctl0）
　　8.3.2 atd控制寄存器1（atdctl1）
　　8.3.3 atd控制寄存器2（atdctl2）
　　8.3.4 atd控制寄存器3（atdctl3）
　　8.3.5 atd控制寄存器4（atdctl4）
　　8.3.6 atd控制寄存器5（atdctl5）
　　8.3.7 atd狀態(tài)寄存器0（atdstat0）
　　8.3.8 atd比較使能寄存器（atdcmpe）
　　8.3.9 atd狀態(tài)寄存器2（atdstat2）
　　8.3.10 atd輸入使能寄存器（atddien）
　　8.3.11 atd比較大于寄存器（atdcmpht）
　　8.3.12 atd轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器（atddrn）
　8.4 atd模塊應(yīng)用實(shí)例
　8.5 atd模塊在智能車系統(tǒng)中的應(yīng)用
　　8.5.1 atd模塊在基于光電管路徑識別方案中的應(yīng)用
　　8.5.2 atd模塊在基于攝像頭路徑識別方案中的應(yīng)用
第9章 mc9s12xs128定時器模塊及其應(yīng)用實(shí)例
　9.1 tim模塊概述
　9.2 tim模塊結(jié)構(gòu)和工作原理
　　9.2.1 tim模塊結(jié)構(gòu)
　　9.2.2 tim模塊工作原理
　　9.2.3 tim模塊寄存器
　　9.2.4 tim模塊中斷系統(tǒng)
　9.3 tim模塊的自由運(yùn)行計數(shù)器和定時器基本寄存器及設(shè)置
　　9.3.1 自由運(yùn)行主定時器與時鐘頻率設(shè)置
　　9.3.2 tim模塊基本寄存器及設(shè)置
　9.4 tim模塊的輸入捕捉功能及寄存器設(shè)置
　　9.4.1 tim模塊輸入捕捉功能
　　9.4.2 與輸入捕捉功能相關(guān)的寄存器及設(shè)置
　9.5 tim模塊的輸出比較功能及寄存器設(shè)置
　　9.5.1 tim模塊輸出比較功能
　　9.5.2 與輸出比較功能相關(guān)的寄存器及設(shè)置
　9.6 tim模塊的脈沖累加器功能及寄存器設(shè)置
　　9.6.1 tim模塊脈沖累加器功能
　　9.6.2 與脈沖累加器相關(guān)的寄存器及設(shè)置
　9.7 tim模塊應(yīng)用實(shí)例
　　9.7.1 輸入捕捉功能應(yīng)用實(shí)例
　　9.7.2 輸出比較功能應(yīng)用實(shí)例
　　9.7.3 脈沖累加器功能應(yīng)用實(shí)例
　9.8 tim模塊在智能車系統(tǒng)中的應(yīng)用
　　9.8.1 tim模塊輸入捕捉功能在智能車系統(tǒng)中的應(yīng)用
　　9.8.2 tim模塊脈沖累加器功能在智能車系統(tǒng)中的應(yīng)用
第10章 mc9s12xs128周期性中斷定時器模塊及其應(yīng)用實(shí)例
　10.1 pit模塊概述
　10.2 pit模塊結(jié)構(gòu)和工作原理
　　10.2.1 pit模塊結(jié)構(gòu)
　　10.2.2 pit模塊工作原理
　10.3 pit模塊寄存器及設(shè)置
　　10.3.1 pit控制和強(qiáng)制裝載微定時寄存器（pitcflmt）
　　10.3.2 pit強(qiáng)制裝載定時寄存器（pitflt）
　　10.3.3 pit通道使能寄存器（pitce）
　　10.3.4 pit復(fù)用寄存器（pitmux）
　　10.3.5 pit中斷使能寄存器（pitinte）
　　10.3.6 pit超時標(biāo)志寄存器（pittf）
　　10.3.7 pit微定時裝載寄存器0和1（pitmtld0/1）
　　10.3.8 pit裝載寄存器0～3（pitld0～3）
　　10.3.9 pit計數(shù)寄存器0～3（pitcnt0～3）
　10.4 pit模塊應(yīng)用實(shí)例
　10.5 pit模塊在智能車系統(tǒng)中的應(yīng)用
第11章 mc9s12xs系列串行通信接口模塊及其應(yīng)用實(shí)例
　11.1 sci模塊概述
　11.2 sci模塊結(jié)構(gòu)組成和特點(diǎn)
　11.3 sci模塊寄存器
　　11.3.1 sci波特率寄存器（scibdh，scibdl）
　　11.3.2 sci控制寄存器1（scicr1）
　　11.3.3 sci可選狀態(tài)寄存器1（sciasr1）
　　11.3.4 sci可選控制寄存器1（sciacr1）
　　11.3.5 sci可選控制寄存器2（sciacr2）
　　11.3.6 sci控制寄存器2（scicr2）
　　11.3.7 sci狀態(tài)寄存器1（scisr1）
　　11.3.8 sci狀態(tài)寄存器2（scisr2）
　　11.3.9 sci數(shù)據(jù)寄存器（scidrh，scidrl）
　11.4 sci模塊應(yīng)用實(shí)例
　11.5 sci模塊在智能車系統(tǒng)中的應(yīng)用
第12章 mc9s12系列spi和i2c模塊及其應(yīng)用實(shí)例
　12.1 spi模塊
　12.2 spi模塊結(jié)構(gòu)組成和特點(diǎn)
　12.3 spi模塊寄存器及設(shè)置
　　12.3.1 spi控制寄存器1（spicr1）
　　12.3.2 spi控制寄存器2（spicr2）
　　12.3.3 spi波特率寄存器（spibr）
　　12.3.4 spi狀態(tài)寄存器（spisr）
　　12.3.5 spi數(shù)據(jù)寄存器（spidr：spidrh，spidrl）
　12.4 spi模塊應(yīng)用實(shí)例
　12.5 i2c總線接口
　　12.5.1 i2c總線概述
　　12.5.2 i2c總線工作原理
　12.6 i2c模塊結(jié)構(gòu)組成和特點(diǎn)
　12.7 i2c模塊寄存器及設(shè)置
　　12.7.1 i2c總線地址寄存器（ibad）
　　12.7.2 i2c總線分頻寄存器（ibfd）
　　12.7.3 i2c總線控制寄存器（ibcr）
　　12.7.4 i2c總線狀態(tài)寄存器（ibsr）
　　12.7.5 i2c總線數(shù)據(jù)輸入/輸出寄存器（ibdr）
　12.8 i2c模塊在智能車系統(tǒng)中的應(yīng)用
第13章 綜合應(yīng)用實(shí)例
　13.1 概述
　13.2 綜合應(yīng)用實(shí)例1
　　13.2.1 系統(tǒng)組成
　　13.2.2 a/d輸入接口
　　13.2.3 顯示接口
　　13.2.4 通信接口
　　13.2.5 應(yīng)用軟件設(shè)計
　　13.2.6 軟件流程圖
　13.3 綜合應(yīng)用實(shí)例2
　　13.3.1 系統(tǒng)組成
　　13.3.2 mircosd卡接口
　　13.3.3 通信接口
　　13.3.4 sd卡工作電源
　　13.3.5 應(yīng)用軟件設(shè)計
　　13.3.6 mircosd卡應(yīng)用軟件設(shè)計
　　13.3.7 軟件流程圖
　13.4 綜合應(yīng)用實(shí)例3
　　13.4.1 系統(tǒng)組成
　　13.4.2 a/d輸入接口
　　13.4.3 顯示接口
　　13.4.4 直流電動機(jī)驅(qū)動接口
　　13.4.5 測速輸入信號調(diào)理電路
　　13.4.6 伺服電動機(jī)驅(qū)動接口
　　13.4.7 應(yīng)用軟件設(shè)計
　　13.4.8 軟件流程圖
　13.5 綜合應(yīng)用實(shí)例4
　　13.5.1 系統(tǒng)組成
　　13.5.2 起始線信號檢測方法
　　13.5.3 應(yīng)用軟件設(shè)計
　　13.5.4 軟件流程圖
附錄a s12匯編指令系統(tǒng)匯總表
附錄b s12匯編指令系統(tǒng)匯總表解釋說明
附錄c s12匯編指令機(jī)器碼匯總表
附錄d s12x匯編指令機(jī)器碼匯總表解釋說明
附錄e hs12實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：控制系統(tǒng)常常需要按照時間間隔（定時）或計數(shù)要求實(shí)現(xiàn)某些功能，因此，定時器／計數(shù)器往往是MCU內(nèi)部的重要功能單元。雖然利用軟件延時或中斷方式也可實(shí)現(xiàn)定時或計數(shù)功能，但這會占用MCU的工作時間。使用專門的可編程定時器／計數(shù)器與MCU并行工作，可有效地提高M(jìn)CU效率。可編程定時器／計數(shù)器在簡單的軟件編程設(shè)置下工作，根據(jù)需要的定時時間，用相關(guān)指令設(shè)置定時器／計數(shù)器的定時常數(shù)，并用指令啟動定時器／計數(shù)器，則定時器／計數(shù)器開始工作。當(dāng)定時／計數(shù)到預(yù)定值時，便自動產(chǎn)生一個定時輸出。定時器／計數(shù)器開始工作后，MCU便可以去完成其他工作。這種方法最突出的優(yōu)點(diǎn)是定時器／計數(shù)器不占用MCU時間，利用定時器／計數(shù)器產(chǎn)生的中斷信號，還可以建立多任務(wù)環(huán)境，大大地提高了MCU效率。因此，這種方法在控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在有很多專門的定時器／計數(shù)器接口芯片，但MCU內(nèi)置的定時器／計數(shù)器可以簡化應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計。

編輯推薦

《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》選用全國大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽組委會推薦的MC9S12XS128，深入講解基于MC9S12XS128的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計，給出大量關(guān)于智能汽車競賽的應(yīng)用實(shí)例，配有教學(xué)課件，方便教學(xué)使用。

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