基于HCS12的嵌入式系统设计

　　《基于HCS12的嵌入式系统设计》以飞思卡尔16位S12系列MCU为主线，以MC9S12DG128为例，系统地介绍了S12的结构和工作原理；以及S12内部输入/输出端口模块、脉宽调制模块、模/数转换模块、增强型定时器模块、串行通信接口模块、SPI和I2C等主要功能模块的结构、原理与使用方法；同时详细介绍了S12汇编指令系统和嵌入式系统的C语言开发方法。此外，《基于HCS12的嵌入式系统设计》还结合μC/OS-II介绍了嵌入式实时操作系统的基本知识，讨论了在S12系列MCU上实现μC/OS-Ⅱ的移植方法。《基于HCS12的嵌入式系统设计》采用从理论到实践最后到系统的学习方法，在功能模块的介绍中首先讲解模块的原理，之后给出应用实例，最后结合飞思卡尔智能汽车竞赛，给出了每个模块在智能车系统设计的应用实例，以智能汽车系统为应用背景，贯穿了所有模块的开发使用，构成了完整的嵌入式系统知识的介绍。通过《基于HCS12的嵌入式系统设计》的阅读和学习，希望读者能够建立嵌入式系统基本概念，掌握嵌入式系统的硬件、软件设计方法。《基于HCS12的嵌入式系统设计》面向工科电气类、计算机类、机电一体化类和仪器仪表类等相关专业的高年级本科生和研究生，同时也适用于从事嵌入式应用开发的工程技术类人员。

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第1章 嵌入式系统简介／（1）
1.1 嵌入式系统／（1）
1.1.1 系统／（1）
1.1.2 嵌入式系统／（1）
1.1.3 嵌入式系统的分类／（2）
1.2 嵌入式系统硬件／（3）
1.2.1 嵌入式微处理器／（3）
1.2.2 嵌入式微控制器／（3）
1.2.3 嵌入式DSP处理器／（4）
1.2.4 嵌入式片上系统／（4）
1.3 嵌入式系统软件／（5）
1.4 嵌入式操作系统／（5）
1.4.1 嵌入式操作系统的种类／（5）
1.4.2 嵌入式操作系统的发展／（5）
1.4.3 使用实时操作系统的必要性／（6）
1.4.4 实时操作系统的优缺点／（7）
1.5 嵌入式系统开发方法／（7）
第2章 Freescale HCS12和HCS12X系列单片机简介／（9）
2.1 HCS12系列单片机概述／（9）
2.1.1 HCS12系列单片机的命名规则／（9）
2.1.2 HCS12系列单片机简介／（10）
2.2 HCS12X系列单片机概述／（11）
2.2.1 HCS12X系列单片机主要特点／（11）
2.2.2 XGATE协处理器与主处理器的关系／（12）
2.2.3 XGATE的基本特性／（13）
2.2.4 典型S12X系列单片机简介／（15）
2.3 MC9S12DG128简介／（16）
2.3.1 MC9S12DG128性能概述／（16）
2.3.2 MC9S12DG128内部结构及引脚／（16）
2.3.3 MC9S12DG128引脚功能／（19）
2.4 MC9S12DG128的运行模式／（22）
2.4.1 普通运行模式／（22）
2.4.2 特殊运行模式／（23）
2.5 MC9S12DG128的存储器映射／（23）
2.5.1 基本内存空间分配／（23）
2.5.2 内存空间的扩展／（25）
2.5.3 相关寄存器／（25）
第3章 S12指令系统／（28）
3.1 概述／（28）
3.2 S12汇编指令的格式和符号说明／（28）
3.2.1 操作码和操作数／（29）
3.2.2 数据类型／（29）
3.2.3 数据表示方法／（30）
3.2.4 寄存器和存储器表示法／（30）
3.3 寻址方式／（30）
3.3.1 隐含/固有寻址／（31）
3.3.2 立即寻址／（31）
3.3.3 直接寻址／（32）
3.3.4 扩展寻址／（33）
3.3.5 相对寻址／（35）
3.3.6 变址寻址／（36）
3.4 S12汇编指令系统／（43）
3.4.1 数据传送指令／（44）
3.4.2 算术运算指令／（52）
3.4.3 逻辑运算指令／（60）
3.4.4 高级函数指令／（64）
3.4.5 程序控制指令／（67）
3.4.6 S12控制指令／（71）
3.4.7 模糊运算指令／（73）
3.5 汇编程序伪指令／（80）
3.5.1 段定义指令／（80）
3.5.2 常量赋值指令／（82）
3.5.3 常量存储指令／（84）
3.5.4 分配变量指令／（87）
3.5.5 汇编控制指令／（88）
3.5.6 符号链接指令／（89）
第4章 C语言的嵌入式编程／（91）
4.1 编程语言的选择／（91）
4.2 C语言编程元素／（92）
4.2.1 全局变量和局部变量／（92）
4.2.2 头文件／（93）
4.2.3 编译预处理／（93）
4.2.4 数据类型／（96）
4.2.5 运算符／（98）
4.2.6 指针／（100）
4.2.7 条件语句、循环语句及无限循环语句／（101）
4.2.8 函数／（104）
4.3 C程序编译器与交叉编译器／（108）
4.4 CodeWarrior软件简介／（110）
4.4.1 CodeWarrior的安装／（110）
4.4.2 CodeWarrior使用简介／（112）
第5章 S12输入/输出端口模块及其应用实例／（117）
5.1 输入/输出端口简介／（117）
5.2 输入/输出端口寄存器及设置／（118）
5.2.1 PORTT、PORTS、PORTM、PORTP、PORTH和PORTJ／（118）
5.2.2 PORTA、PORTB、PORTE和PORTK／（122）
5.3 输入/输出端口基础应用实例／（124）
5.3.1 输出设备LED控制实例／（124）
5.3.2 输入设备拨码开关读取实例／（126）
5.4 智能车系统中输入/输出端口的应用／（127）
5.4.1 键盘接口设计／（127）
5.4.2 LED显示接口设计／（129）
5.4.3 LCD显示接口设计／（131）
第6章 S12中断系统／（137）
6.1 S12中断系统概述／（137）
6.1.1 S12单片机的复位／（138）
6.1.2 S12单片机的中断／（139）
6.2 S12中断优先级／（140）
6.3 S12中断程序设计实例／（144）
第7章 S12脉宽调制模块及其应用实例／（148）
7.1 PWM模块概述／（148）
7.2 PWM模块结构组成和特点／（148）
7.3 PWM模块寄存器及设置／（149）
7.3.1 PWM允许寄存器／（150）
7.3.2 PWM极性寄存器／（151）
7.3.3 PWM时钟选择寄存器／（152）
7.3.4 PWM预分频时钟选择寄存器／（153）
7.3.5 PWM居中对齐允许寄存器／（154）
7.3.6 PWM控制寄存器／（155）
7.3.7 PWM比例因子寄存器A／（157）
7.3.8 PWM比例因子寄存器B／（158）
7.3.9 PWM通道计数寄存器／（158）
7.3.10 PWM通道周期寄存器／（159）
7.3.11 PWM通道占空比寄存器／（159）
7.3.12 PWM关断寄存器／（161）
7.4 PWM模块基础应用实例／（162）
7.5 智能车系统中PWM模块的应用／（165）
7.5.1 应用PWM模块控制直流电动机／（165）
7.5.2 应用PWM模块控制伺服电动机／（169）
第8章 S12模/数转换模块及其应用实例／（171）
8.1 ATD模块概述／（171）
8.2 ATD模块结构组成和特点／（171）
8.3 ATD模块寄存器及设置／（172）
8.3.1 ATD控制寄存器2／（173）
8.3.2 ATD控制寄存器3／（174）
8.3.3 ATD控制寄存器4／（175）
8.3.4 ATD控制寄存器5／（176）
8.3.5 ATD状态寄存器0／（178）
8.3.6 ATD测试寄存器1／（179）
8.3.7 ATD状态寄存器1／（180）
8.3.8 ATD输入使能寄存器／（180）
8.3.9 端口数据寄存器／（181）
8.3.10 ATD转换结果寄存器／（181）
8.4 ATD模块基础应用实例／（182）
8.5 智能车系统中ATD模块的应用／（184）
8.5.1 ATD模块在基于光电管路径识别方案中的应用／（184）
8.5.2 ATD模块在基于摄像头路径识别方案中的应用／（186）
第9章 S12增强型定时器模块及其应用实例／（190）
9.1 ECT模块概述／（191）
9.1.1 ECT的基本组成与工作原理／（191）
9.1.2 模块内存映射／（195）
9.1.3 ECT模块的中断系统／（198）
9.2 ECT模块的自由运行计数器及定时器基本寄存器／（199）
9.2.1 自由运行主定时器与时钟频率设置／（199）
9.2.2 ECT模块的基本寄存器／（199）
9.3 ECT模块的输入捕捉功能及寄存器设置／（202）
9.3.1 ECT模块的输入捕捉功能／（203）
9.3.2 与输入捕捉功能相关的寄存器／（208）
9.4 ECT模块的输出比较功能及寄存器设置／（214）
9.4.1 ECT模块的输出比较功能／（214）
9.4.2 与输出比较功能相关的寄存器／（215）
9.5 ECT模块的脉冲累加器功能及寄存器设置／（218）
9.5.1 ECT模块的脉冲累加器功能／（218）
9.5.2 与脉冲累加器相关的寄存器／（223）
9.6 ECT模块的模数递减计数器功能及寄存器设置／（229）
9.6.1 ECT模块的模数递减计数器功能／（229）
9.6.2 与模数递减计数器相关的寄存器／（230）
9.7 ECT模块基础应用实例／（233）
9.7.1 输入捕捉功能应用实例／（233）
9.7.2 输出比较功能应用实例／（235）
9.7.3 脉冲累加器功能应用实例／（243）
9.7.4 模数递减计数器功能应用实例／（248）
9.8 智能车系统中ECT模块的应用／（250）
9.8.1 ECT模块的输入捕捉功能在智能车系统中的应用／（250）
9.8.2 ECT模块的脉冲累加器功能在智能车系统中的应用／（250）
9.8.3 ECT模块的模数递减器功能在智能车系统中的应用／（252）
第10章 S12串行通信接口模块及其应用实例／（253）
10.1 SCI模块概述／（253）
10.2 SCI模块结构组成和特点／（253）
10.3 SCI模块寄存器／（254）
10.3.1 SCI波特率寄存器／（255）
10.3.2 SCI控制寄存器1／（255）
10.3.3 SCI控制寄存器2／（257）
10.3.4 SCI状态寄存器1／（258）
10.3.5 SCI状态寄存器2／（260）
10.3.6 SCI数据寄存器／（260）
10.4 SCI模块基础应用实例／（261）
10.5 智能车系统中SCI模块的应用／（264）
第11章 S12 SPI和I2C模块及其应用实例／（268）
11.1 SPI模块／（268）
11.2 SPI模块结构组成和特点／（269）
11.3 SPI模块寄存器及设置／（270）
11.3.1 SPI控制寄存器1／（270）
11.3.2 SPI控制寄存器2／（272）
11.3.3 SPI波特率寄存器／（273）
11.3.4 SPI状态寄存器／（275）
11.3.5 SPI数据寄存器／（276）
11.4 SPI模块基础应用实例／（277）
11.5 I2C总线接口／（280）
11.5.1 I2C总线概述／（280）
11.5.2 I2C总线工作原理／（281）
11.6 I2C模块结构组成和特点／（283）
11.7 I2C模块寄存器及设置／（284）
11.7.1 I2C总线地址寄存器／（284）
11.7.2 I2C总线分频寄存器／（285）
11.7.3 I2C总线控制寄存器／（286）
11.7.4 I2C总线状态寄存器／（287）
11.7.5 I2C总线数据输入/输出寄存器／（289）
11.8 I2C模块在智能车系统中的应用／（289）
第12章 ?C/OS-Ⅱ在S12上的移植与应用／（293）
12.1 实时操作系统的概述／（293）
12.1.1 实时操作系统基本概念／（294）
12.1.2 RTOS常用术语／（294）
12.2 嵌入式实时操作系统?C/OS-Ⅱ／（296）
12.2.1 ?C/OS-Ⅱ概述／（296）
12.2.2 ?C/OS-Ⅱ与其他几种RTOS的比较／（298）
12.3 ?C/OS-Ⅱ的任务／（300）
12.3.1 ?C/OS-Ⅱ中的任务／（300）
12.3.2 任务的划分／（301）
12.4 ?C/OS-Ⅱ在MC9S12DG128上的移植／（301）
12.4.1 定义内核大小和功能／（303）
12.4.2 与硬件相关代码／（307）
12.4.3 建立自己的任务／（315）
附录A S12汇编指令系统汇总表／（317）
附录B S12汇编指令系统汇总表解释说明／（331）
附录C S12汇编指令机器码汇总表／（336）
附录D S12汇编指令机器码汇总表解释说明／（340）
附录E HS12实验开发平台／（341）
参考文献／（344）