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2018年12月15日
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HCS12微控制器原理及应用

定价:26 元 出版日期:20110110
作者:王威 开本:787 mm×960 mm1/16开
书号: 字数:392千字
配盘: 点击次数0
丛书名:  
内容简介

前 言

       Freescale(飞思卡尔)半导体公司是全球最大的半导体公司之一,源于著名的美国摩托罗拉公司半导体部。其2006年的总销售额达到64亿美元。它为汽车电子、消费电子、工业控制、网络和无线市场设计并制造了众多的嵌入式半导体产品,拥有多达19000种产品;在全球30多个国家和地区设有设计、研发、制造和销售机构;在8位、16位和32位微控制器领域均处于技术领先地位。Freescale微控制器的主要特点是可靠性高,抗干扰能力强。
       Freescale微控制器在同样的总线频率下所用的时钟频率较其他系列微控制器低得多,因而高频噪声极低,更适合于工业控制、恶劣的汽车环境、高可靠仪表以及智能家电领域。2007年4月,Freescale的S12系列MCU的年发货量已稳定超过1亿片,在达到这一具有里程碑意义的出货量的同时,Freescale还保证每百万件产品中不超过一件的极低的产品缺陷率。
 近几年,伴随汽车电子和工业自动化对高可靠微控制器需求的快速增长,国内嵌入式系统及控制领域对Freescale的S12X系列的关注度迅速上升。为适应这一市场变化,许多企业、科研机构和高等院校开始应用S12X系列研制新型高可靠电子产品,但是,目前国内出版的S12X系列微控制器的中、英文书籍极少。
        2006年3月,河南工业大学以Freescale的S12系列16位微控制器为主线,为自动化专业的本科生开设了“微控制器原理及应用”课程。苦于未能找到合适的教材,又要参加教育部倡导的全国理工科大学生五大赛事之一——首届全国大学生智能汽车邀请赛(大赛指定使用16位MC9S12DG128微控制器),于是在收集中外资料的基础上着手编写该书,以解燃眉之急。
       本书共13章。第1章介绍国内外常用微控制器的现状,Freescale 16位微控制器S12(X)系列的性能特点和应用领域;第2~11章以MC9S12DG128微控制器为主线,讲述S12系列微控制器的中央处理器结构、存储器组成、指令系统、汇编程序设计与实例、输出/输入端口及应用、中断系统、定时器模块、模/数转换模块、脉宽调制模块、SPI和SCI串行通信模块等,并以MC9S12DG128为例,较详尽地列出了大量相关功能寄存器的作用及设置方法,还针对以上模块给出了已经调试通过的汇编语言或C语言例程;第12章通过4个实例介绍HCS12系列微控制器的应用硬件及软件设计思路和源程序;第13章介绍CodeWarrior 3.1软件开发环境。
 本书由王威主编,多位人士参与了编写: 胡继云(第2章、第5章5.1~5.2),郑维(第3章、第12章12.2),范为福(第4章、第5章5.3),王伟生(第6章6.1~6.2),郑小真(第6章6.3~6.4),吴才章(第7章、第11章、第10章10.4),马利(第8章),张建平(第13章),王威(第1章、第9章、第10章部分、第12章部分),李新田(第12章12.3),柳桃(第9章9.4),高杨(第12章12.4),杨小峰(第12章12.1、附录)。全书由王威统稿。 
       在本书的写作、整理、校对和实验程序验证过程中,许多研究生为此付出了辛勤的汗水,他们是: 易宇航、马羽龙、许晓勇、严国洋、孙继卫、范春雨、冯丹丹、肖翰等,在此向他们表示感谢。
        作者在多年从事嵌入式微控制器的科研、教学以及应用系统开发的基础上,参考许多Freescale英文文献和已有的相关中文文献,编撰成本书。书中的例程均已在清华大学Freescale实验研究中心提供的HCS12评估板上运行验证。   
       本书已经河南工业大学学术著作及教材出版委员会批准通过。
 在此,十分感谢飞思卡尔半导体香港有限公司亚太汽车电子与标准产品事业部中国项目经理金功九先生、清华大学邵贝贝教授;感谢北京航空航天大学出版社王鹏编辑;感谢河南工业大学教务处赵豫新处长和教材科王晓君科长。正是由于他们的热情帮助、大力支持和理解才使该书得以顺利出版。
      在本书的编写过程中,由于依据的原版英文文献对个别问题阐述不够详细,已出版的MC9S12DG128微控制器的中文书籍也极少,所以作者只能通过查阅其他文献并通过实验确定并加以解决。书中的个别解释可能不详细,甚至存在错误,加之编写时间仓促,书中错误与不当之处在所难免,如蒙读者、专家和各位同行批评指正,作者将不胜感激。

目 录

第1章  微控制器概述
1.1 微控制器简介及现状1
1.2 Freescale微控制器4
1.3 S12系列微控制器5
1.4 S12X系列微控制器7
第2章  S12微控制器的组成
2.1 S12系列微控制器的特点10
2.2 MC9S12DG128的结构12
2.3 MC9S12DG128的引脚功能12
2.3.1 引脚封装与功能12
2.3.2 引脚功能描述18
2.4 操作模式23
2.5 振荡电路25
2.6 系统运行监视25
2.7 实时中断31
2.8 复位功能32
第3章  S12存储器
3.1 S12MCU存储器的分类及特点34
3.2 MC9S12DG128存储器的组织35
3.2.1 存储器地址分配35
3.2.2 RAM地址映射36
3.2.3 寄存器地址映射37
3.2.4 EEPROM地址映射37
3.2.5 FLASH/RAM地址映射及综合控制寄存器38
3.3 S12CPU寄存器38
3.4 FLASH存储器40
3.4.1 FLASH存储器的组织40
3.4.2 FLASH存储器的页面管理40
3.4.3 FLASH存储器的擦写保护42
3.5 EEPROM存储器42
第4章  S12指令系统
4.1 指令系统简介44
4.1.1 S12内部寄存器44
4.1.2 汇编指令格式45
4.2 寻址方式46
4.2.1 各种寻址方式46
4.2.2 变址寻址方式48
4.3 常用基本指令49
4.3.1 数据传送类指令 50
4.3.2 算术运算类指令55
4.3.3 逻辑指令59
4.3.4 程序控制类指令62
4.3.5 中断指令66
4.3.6 S12CPU控制类指令67
4.3.7 其他指令68
第5章  S12汇编程序设计与实例
5.1 汇编语言程序基础69
5.1.1 汇编语言指令格式69
5.1.2 数据的表示方法72
5.2 汇编程序伪指令72
5.3 汇编语言程序设计实例75
5.3.1 常用子程序的设计75
5.3.2 S12教学实验系统实例79
第6章  S12输入/输出端口
6.1 I/O端口功能简介93
6.1.1 I/O端口简介93
6.1.2 I/O端口功能94
6.1.3 I/O端口的异常处理96
6.2 I/O端口设置96
6.3 人机交互接口设计112
6.3.1 独立式按键接口112
6.3.2 矩阵式键盘接口114
6.3.3 按键开关去抖动122
6.4 LED数码管显示接口123
6.4.1 LED数码管的工作原理124
6.4.2 6位七段式LED显示驱动程序设计126
第7章  S12中断系统
7.1 中断系统概述129
7.1.1 S12的特殊中断130
7.1.2 S12的普通中断130
7.1.3 中断优先级133
7.2 S12中断处理134
7.2.1 S12中断处理基本流程134
7.2.2 中断发生的现场保护135
7.2.3 中断处理程序135
7.3 中断程序设计136
7.3.1 外部中断程序示例137
7.3.2 使用中断优先级138
第8章  S12定时器模块
8.1 定时器模块概述140
8.2 输入捕捉/输出比较 141
8.2.1 输入捕捉141
8.2.2 输出比较145
8.3 脉冲累加器和模数计数器149
8.3.1 脉冲累加器150
8.3.2 模数计数器151
8.3.3 脉冲累加器和模数计数器设计实例153
第9章  S12模/数转换模块
9.1 A/D转换模块概述155
9.2 A/D转换主要技术指标156
9.3 ATD模块的原理156
9.3.1 ATD模块的采样通道与转换序列 156
9.3.2 转换时间与转换方式157
9.3.3 电源与低功耗模式158
9.3.4 转换结果对齐方式158
9.4 ATD模块寄存器159
9.4.1 ATD0控制寄存器160
9.4.2 ATD0状态寄存器164
9.4.3 ATD0结果寄存器165
9.5 ATD模块的应用与实例166
第10章  S12脉宽调制模块
10.1 PWM概述168
10.2 PWM结构和原理169
10.2.1 PWM工作原理 169
10.2.2 PWM输出信号的周期与脉宽171
10.2.3 通道级联172
10.2.4 时钟源173
10.3 PWM的操作设置173
10.4 PWM的应用与实例180
10.4.1 PWM用作输出脉冲序列180
10.4.2 PWM用作D/A转换181
第11章  S12串行口通信模块
11.1 SPI串行通信模块183
11.1.1 SPI工作模式184
11.1.2 SPI寄存器185
11.2 SCI 串行通信接口190
11.2.1 SCI串行通信接口的特点191
11.2.2 SCI的设置191
11.3 串行通信接口的应用195
11.3.1 SPI串行通信模块的应用195
11.3.2 串行通信接口的应用程序197
第12章  S12微控制器应用实例
12.1 简单温度测控系统199
12.1.1 水温检测仪的系统方案199
12.1.2 水温检测仪的硬件设计199
12.1.3 水温检测仪的软件设计200
12.2 液晶显示模块209
12.2.1 LCM12864C1简介209
12.2.2 LCM12864C1与S12接口电路设计210
12.2.3 LCM12864C1软件设计211
12.3 视频解码LM1881与S12接口设计220
12.3.1 视频信号简介220
12.3.2 AV视频信号解码芯片LM1881220
12.3.3 解码方案设计222
12.3.4 采集制定行方案源程序226
12.4 EEPROM应用实例231
12.4.1 EEPROM的地址映射与保护231
12.4.2 EEPROM的相关寄存器232
12.4.3 擦除与编程操作源程序235
第13章  HCS12在线调试
13.1 核心开发板硬件连接241
13.2 PC机的设置242
13.3 监控命令243
13.4 编译器CodeWarrior 3.1 for S12 使用方法入门245
13.5 完全软件仿真254
13.6 在线仿真和下载程序255