飛思卡爾9S12XS128單片機(jī)教程

1、9S12XS128單片機(jī)開發(fā)工具包清華FreescaleMCU/DSP應(yīng)用開發(fā)研究中心9S12XS128單片機(jī)開發(fā)工具包1概述39S12XS128單片機(jī)39S12XS128開發(fā)工具包組件39S12XS128開發(fā)板及與PC通信49S12XS128開發(fā)板4開發(fā)板的硬件連接5PC機(jī)的設(shè)置6監(jiān)控程序及監(jiān)控命令詳解8命令詳解8復(fù)位、中斷向量表12用戶可以使用的RAM空間12編譯器CodeWarriorforHCS12使用方法入門13建立工程文件13編寫main.c程序15定義存儲(chǔ)空間分配17應(yīng)用程序的編譯18向開發(fā)板下載程序20運(yùn)行應(yīng)用程序21概述這里描述的是一套9S12XS128系列單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)套件

2、。以后的更新的版本見清華Freescale單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)研究中心的網(wǎng)站：www.tsinghua-。開發(fā)系統(tǒng)主要由兩個(gè)部分組成，分別是調(diào)試下載用的TBDML和開發(fā)用目標(biāo)板。其中TBDML的使用請(qǐng)參見文檔“BDMforS12(TTBDM)用戶手冊(cè)V34.pdf。目標(biāo)板是有異步串行口的驅(qū)動(dòng)的基本系統(tǒng)。針對(duì)9S12XS128芯片我們編寫了9S12XS128目標(biāo)板監(jiān)控程序，可以方便地完成應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。用戶可以在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)自己所需的目標(biāo)母板，完成項(xiàng)目的初期開發(fā)。應(yīng)用軟件完成后，用開發(fā)工具板擦除監(jiān)控程序，下載最終的應(yīng)用程序。9S12XS128單片機(jī)S12XS16位微控制器系列針對(duì)一系列成本敏感型汽車車

3、身電子應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。S12X產(chǎn)品滿足了用戶對(duì)設(shè)計(jì)靈活性和平臺(tái)兼容性的需求，并在一系列汽車電子平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了可升級(jí)性、硬件和軟件可重用性、以及兼容性。S12XS系列可以經(jīng)濟(jì)而又兼容地?cái)U(kuò)展至帶XGate協(xié)處理器的S12XE系列單片機(jī)，從而為用戶削減了成本，并縮小了封裝尺寸。S12XS系列幫助設(shè)計(jì)者迅速抓住市場(chǎng)機(jī)遇，同時(shí)還能降低移植成本。主要特性：,最高總線速度40MHz、128KB和256KB閃存選項(xiàng)，均帶有錯(cuò)誤校正功能(ECC)帶有ECC的、4KB至8KBDataFlash,用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)或程序存儲(chǔ)可配置8-、10-或12-位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),轉(zhuǎn)換時(shí)間3ds支持控制區(qū)域網(wǎng)(CAN)、本地互聯(lián)網(wǎng)

4、(LIN)和串行外設(shè)接口(SPI)協(xié)議模塊帶有16-位計(jì)數(shù)器的、8-通道定時(shí)器出色的EMC,及運(yùn)行和停止省電模式9S12XS128開發(fā)工具包組件9S12XS128開發(fā)工具包硬件系統(tǒng)包括以下組件：(1)駐留監(jiān)控程序的9S12XS128開發(fā)板一塊；(2)帶USB接口的TBDML調(diào)試器一個(gè)，簡稱BDM頭；(3) BDM6芯扁帶電纜一根；(4) USB電纜一根；RS-232串口通信線一根；(6)220VACDC+5V電源一個(gè)；CD光盤一張，含CodeWarriorV4.7,可下載的S12X監(jiān)控程序.S19。9S12XS128開發(fā)板及與PC通信9S12XS128開發(fā)板9s12XS128開發(fā)板如圖1所示：

5、圖1PC9S12XS128開發(fā)板板上有構(gòu)成最小系統(tǒng)必要的復(fù)位電路、晶體振蕩器及時(shí)鐘電路，串行接口的RS-232驅(qū)動(dòng)電路，+5V電源插座。單片機(jī)中已經(jīng)寫入了開發(fā)的監(jiān)控程序。單片機(jī)的大部分I/O端口都通過兩個(gè)64芯的歐式插頭引出。這兩個(gè)插頭在PCB上的距離為190mil,如圖2所示。表1、表2給出了開發(fā)板上P1與P2插座的引腳定義。用戶可以根據(jù)圖2和表1的定義設(shè)計(jì)自己的應(yīng)用系統(tǒng)，即目標(biāo)母板，然后將開發(fā)板插在目標(biāo)母板上調(diào)試。1900mil圖29s12XS128開發(fā)板P1、P2間的距離是1mil=25.410-5m。表1開發(fā)板上P1插座的引腳定義P1P21VCC2VCC1GND2VCC3NC4NC3N

6、C4NC5GND6GND5NC6NC7NC8NC7NC8NC9NC10NC9PT310PT211PM212PM111PT112PT013PM014PM313PK014PK115PT416PT515PK216PK317PT618PT717PP018PP119PK520PK419PP220PP321PJ122PJ021PP422PP523NC24PB023PP624PP725PB126PB225PK726NC27PB328PB427NC28PM429PB530PB629PM530PJ631PB732PH731PJ732NC33PH634PH533PS734PS635PH436PE735PS536P

7、S437PE638PE537PS338PS239PE4/ECLK40NC39TXD040RXD041NC42NC41PM642PM743NC44NC43NC44VRL45NC46NC45VRH46NC47NC48NC47AN1548AN0749PH350PH249AN1450AN0651PH152PH051AN1352AN0553PE354PE253AN1254AN0455PE156PE055AN1156AN0357PA058PA157AN1058AN0259PA260PA359AN0960AN0161PA462PA561AN0862AN0063PA664PA763NC64NC開發(fā)板的硬件連接

8、對(duì)開發(fā)板無需任何設(shè)置，用一條普通串口線（在開發(fā)套件中已經(jīng)提供）連接開發(fā)板的9芯D型插頭到PC的串口1,即COM1,（或串口2也可以，只要把后面的超級(jí)終端設(shè)置成直接連接到COM2就可以了）。5V電源連接到串口旁邊的電源插口中，這樣開發(fā)板就連接好了。PC、開發(fā)板、5V電源的連接關(guān)系如圖3所示。開發(fā)板有自己的電源，同時(shí)可以通過板上的歐式插頭、插座向用戶的應(yīng)用系統(tǒng)板供電；開發(fā)板也可以通過歐式插頭、插座供電。但不要同時(shí)用兩個(gè)電源分別向開發(fā)板和應(yīng)用系統(tǒng)板供電！用開發(fā)板自帶的5V電源供電時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的供電電流不得超過自帶電源的標(biāo)稱供電電流。PCPC+5V電源+5V電源串口線串口線XS128XS128圖3系統(tǒng)

9、的連接關(guān)系注意，在沒有熟悉和掌握整個(gè)開發(fā)環(huán)境之前，不要將開發(fā)板插到應(yīng)用系統(tǒng)板上。PC機(jī)的設(shè)置可以使用PC中自帶的超級(jí)終端軟件實(shí)現(xiàn)PC與開發(fā)板的通信，雖然PC自帶的超級(jí)終端軟件比較慢，且很多PC實(shí)際上達(dá)不到標(biāo)稱波特率應(yīng)該達(dá)到的速率（即達(dá)不到字符間最小間隔1個(gè)、1.5個(gè)、2個(gè)停止位的速率），但使用PC自帶的超級(jí)終端軟件比較方便，不必尋找專門的通信軟件。首先，執(zhí)行開始“程序”|附件“通迅”|超級(jí)終端”命令打開超級(jí)終端”對(duì)話框，如圖4所示。在該對(duì)話框中選擇超級(jí)終端后，得到如圖5所示的窗口。圖4打開超級(jí)終端填入名稱“9S12XS128或者“9600；一般使用波特率作為名稱容易區(qū)分。選擇確定”按鈕，如圖5

10、所示。這是給與開發(fā)板通信用的通信協(xié)議文件命名，以后再次使用超級(jí)終端時(shí)直接單擊選定的文件名或圖標(biāo)即可，不必再次重復(fù)下面的設(shè)置。圖5給通信協(xié)議文件命名點(diǎn)擊確定，PC會(huì)給出圖6所示的提示窗口。如果開發(fā)板是連接到串口1,就選直接連接到串口1，如果開發(fā)板連接到串口3,就選直接連接到串口3。確定后，圖7所示的設(shè)置窗口會(huì)出現(xiàn)。使用的串行口通信協(xié)議：9600波特率，8位傳送，無奇偶校驗(yàn)，一個(gè)停止位，無流量控制或使用Xon/Xoff協(xié)議，并選擇確定”。圖6設(shè)置使用COM1或COM3圖7設(shè)置串口通信協(xié)議接開發(fā)板，按開發(fā)板的S1復(fù)位鍵，并在3秒鐘內(nèi)按任意鍵，表示終端用PC已經(jīng)鏈接好，可以看到如圖8所示的內(nèi)容，這樣開

11、發(fā)板的調(diào)試環(huán)境就建立起來了。若3秒內(nèi)無鍵入，將自動(dòng)運(yùn)行在$C000處的用戶程序。應(yīng)用示范程序起始地址在$4029,向量$4029在用戶向量區(qū)$EFFE和$555處。用戶會(huì)看到示范應(yīng)用程序使小燈移位和閃爍、監(jiān)控程序及監(jiān)控命令詳解監(jiān)控程序代碼小于4KB,放在地址$F000處。它把$FF10的中斷向量表移到EF10處,順序不變。用戶可以使用$EF10處的中斷向量表，此中斷向量表和9s12XS128手冊(cè)上的中斷向量表順序相同，只是從$FF10移到了$EF10。監(jiān)控程序運(yùn)行起來時(shí)，如果串口在4s內(nèi)沒有收到數(shù)據(jù)，就會(huì)檢查$EFFE$EFFF(用戶復(fù)位向量表)是否為FFFF,如果不是，說明Flash中有用戶

12、程序。程序自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到$EFFE$EFFF所指向的用戶程序。如果程序運(yùn)行起來4s內(nèi)串口接到數(shù)據(jù)或者$EFFE$EFFF為$5555,則進(jìn)入DEBUG監(jiān)控程序。進(jìn)入監(jiān)控程序后的超級(jí)終端的顯示如圖8。命令詳解1. H命令H(幫助)命令用來顯示各種命令信息。按“H按鈕看到如圖9所示的內(nèi)容如圖9所示：圖9按復(fù)位按鍵，輸入H命令，得到的用戶界面這里A指Ctrl鍵與A鍵同時(shí)按下。AA,AB,AX,AY,AC,AP:分別為改變A寄存器、B寄存器、X寄存器、丫寄存器、CC寄存器或者PC寄存器的值。2. D命令D(Display)命令顯示一段內(nèi)存的內(nèi)容。按下D鍵后要填入需要顯示的內(nèi)存的起始地址和終止地址，然后回車

13、就會(huì)顯示這一段地址的內(nèi)容。如圖10所示。圖10D命令，顯示內(nèi)存中的內(nèi)容3. M命令M命令(MemoryModify)用來改變RAM內(nèi)存中的內(nèi)容。按M鍵后填入要改變的RAM內(nèi)存地址。然后會(huì)顯示此RAM內(nèi)存地址的內(nèi)容，接著用戶可以填入希望改成的內(nèi)容。如果修改成功，用戶可以修改下一個(gè)地址的內(nèi)容；如果修改失敗，顯示/。如果需要停止修改，直接輸入回車就可以了。按“人鍵，回到上一個(gè)內(nèi)存地址，M命令的使用如圖11所示。圖11用M命令顯示和修改RAM內(nèi)存4. L命令下載程序到Flash中，可識(shí)別S1或S2格式的S19文件。按L鍵后，開發(fā)板上的單片機(jī)等待接收來自串行口的數(shù)據(jù)文件。然后執(zhí)行傳送”發(fā)送文本文件”命令

14、，在彈出的對(duì)話框中找到要下載的*.s19文件，并按下打開”按鈕，文件就會(huì)被下載到Flash中去,如圖12所示。注意，文件類型應(yīng)選所有文件”，下載前可用E命令擦除原來的程序。圖12用L命令下載應(yīng)用程序到Flash中6. E命令E命令用來擦除內(nèi)部64K尋址空間范圍內(nèi)(0x40000x7FFF)和(0xC0000xEFFF)。監(jiān)控程序占用的Flash地址空間為肝000$FFFF。7. G命令從PC寄存器的地址處，開始運(yùn)行程序?？梢杂肅trl+P命令彳改PC指針到擬運(yùn)行程序的起始地址。8. AA命令A(yù)A命令即Ctrl+A用于改變A寄存器的值。使用方法與M命令類似。aBaX人丫等命令與aa的使用方法相同

15、。9. R命令R命令顯示所有CPU寄存器的內(nèi)容。如圖13所示。圖13用R命令查看CPU寄存器中的內(nèi)容10. Q命令E命令用來擦除整頁的Flash,64K尋址空間地址為(0x80000xBFFF)。XS128有8個(gè)16K的PPAGE,地址從F8FF。如圖14復(fù)位、中斷向量表9S12XS128的中斷向量表在存儲(chǔ)空間的高地址，從復(fù)位向量地址$FFFE開始向低地址延伸。中斷向量區(qū)$FF10$FFFF共可存放120個(gè)中斷向量。由于監(jiān)控程序是肝000$FDFF,占用3.5KB。為防止在調(diào)試過程中反復(fù)地擦除、下載程序過程中誤將監(jiān)控程序擦除，對(duì)肝000$FFFF的4KB空間加了寫保護(hù)。故中斷向量表就得移到?jīng)]有

16、保護(hù)的區(qū)域。在監(jiān)控程序中，已經(jīng)將中斷向量表中120個(gè)中斷向量從$FF10$FFFE移到$EF10$EFFE。監(jiān)控在下載程序到FLASH時(shí)，對(duì)$5510$555的地址進(jìn)行了轉(zhuǎn)換，自動(dòng)將中斷向量寫到$EF10$EFFE。用戶程序無需更改中斷向量地址。用戶的復(fù)位向量寫在$EFFE和$555,但復(fù)位后要等34秒才能運(yùn)行用戶程序。這是因?yàn)閺?fù)位后要先進(jìn)入監(jiān)控程序?qū)ο到y(tǒng)做初始化，然后檢查RS-232接口有沒有字符輸入，若34秒內(nèi)沒有輸入，則進(jìn)入用戶程序。用戶可以使用的RAM空間9s12XS128有12KB片內(nèi)RAM,片內(nèi)RAM的地址空間是0x10000x3FFF。RAM地址空間中0x10000x1FFF,R

17、AM的頁寄存器RPAGE不用。監(jiān)控程序自身占用32BRAM,初始化堆棧指針SP在RAM頂端讓出32B,初始化為$3FD0O原則上$3FD0以下的RAM,用戶都可以自由使用。由于對(duì)Flash的擦除和寫入期間Flash是禁止讀的，故對(duì)Flash下載的L命令和擦除的Q命令、E命令要將執(zhí)行這些命令的代碼復(fù)制到RAM中進(jìn)行，還要留出下載數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。以上共占用$3D00以上的768B。但這一部分RAM只在下載、擦除程序時(shí)占用，并不影響用戶程序在監(jiān)控程序控制下使用。編譯器CodeWarriorforHCS12使用方法入門以下以一個(gè)簡單的例子說明CodeWarrior如何使用。建立工程文件安裝好CodeWar

18、rior后，打開如圖17所示的CodeWarrior窗口；在其中執(zhí)行File|New命令，彈出如圖18所示的New對(duì)話框；選擇HC(S)12NewProjectWizard,并輸入工程的名字，例如TEST,單擊OK按鈕，彈出NewProject向?qū)?圖19)。在選擇芯片型號(hào)(圖20)后，在Page5中選擇minimalStartupcode(圖21),在選擇內(nèi)存模式時(shí)選擇small模式，其他按默認(rèn)值一直點(diǎn)擊OK直到完成。圖17建立工程文件圖18選擇HC(S)12NewProjectWizard,并給工程文件命名圖19新工程向?qū)D20選擇芯片型號(hào)圖21選擇Startupcode模式編寫main.

19、c程序工程文件生成以后，回到自動(dòng)生成的文件系統(tǒng)，如圖22所示。這個(gè)文件系統(tǒng)中最重要的是main.c文件和TBDML_linker.prm文件。main.c是用戶需要開發(fā)的應(yīng)用程序，TBDML_linker.prm文件定義程序的代碼區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)，與系統(tǒng)硬件有關(guān)。雙擊main.c文件，在main函數(shù)中鍵入以下代碼：voidmain(void)/*putyourowncodehere*/Enableinterrupts;Disableinterrupts;REFDV=0x07;SYNR=0xD8;while(CRGFLG_LOCK!=1);CLKSEL_PLLSEL=0x01;SCI0CR2=0x0C

20、;SCI0BD=0x145;while(SCI0SR1_TC=0);SCI0DRL=A;for(;)while(SCI0SR1_RDRF=0);SCI0DRL=SCI0DRL;/*waitforever*/圖22自動(dòng)生成的文件系統(tǒng)單擊Save按鈕，保存源程序，如圖23所示。這是一段串口回顯的簡單程序。圖23保存源程序定義存儲(chǔ)空間分配雙擊TBDML_linker.prm文件會(huì)看到如圖24所示的代碼。圖24文件TBDML_linker.prm定義存儲(chǔ)空間分配圖24沒有顯示全部代碼，請(qǐng)參考編譯器生成的具體prm文件。Prm文件中各個(gè)部分的含義如下：RAM是程序的數(shù)據(jù)區(qū)；ROM_C000是0xC000

21、0xFEFF程序的代碼區(qū)；ROM_XXXX是分頁的FLASH空間；RAM_XX是分頁的RAM空間；EEPROM_XX是DFlash空間；VECTOR0_Startup表示把單片機(jī)的0xFFFE處的復(fù)位向量設(shè)為這個(gè)程序的入口地址。注意，如果使用監(jiān)控程序調(diào)試，0xF0000xFFFF是受保護(hù)的，不能擦寫，因?yàn)檫@里是監(jiān)控程序所在的地方。監(jiān)控程序會(huì)自動(dòng)將終端向量轉(zhuǎn)移到0xEF100xEFFE應(yīng)用程序的編譯在圖25所示對(duì)話框中單擊Make按鈕，編譯應(yīng)用程序。圖25用Make命令編譯應(yīng)用程序單擊Debug按鈕（Make按鈕右邊第2個(gè)按鈕，即一個(gè)綠色的三角和一只小蟲），可以在PC上仿真運(yùn)行該程序?，F(xiàn)在編譯完成了，到這