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第1章 嵌入式系统入门导引1

1.1 嵌入式系统的含义与发展历史1

1.1.1 嵌入式系统与单片机1

1.1.2 MCU的发展简史3

1.2 嵌入式系统常用术语4

1.2.1 与硬件相关的术语5

1.2.2 与通信相关的术语6

1.2.3 与功能模块相关的术语7

1.2.4 与嵌入式软件相关的术语8

1.3 嵌入式系统开发方法导引8

1.3.1 嵌入式产品的一般构成9

1.3.2 嵌入式产品的一般开发方法10

1.4 嵌入式系统的特点与学习建议13

1.4.1 嵌入式系统的特点13

1.4.2 嵌入式系统的学习建议14

练习题16

第2章 HCS12/HCS12X系列MCU简介与MC9S12DG128的最小系统17

2.1 HCS12系列MCU概述17

2.1.1 HCS12系列MCU的命名规则17

2.1.2 HCS12各子系列MCU简介18

2.2 HCS12X系列MCU概述20

2.2.1 HCS12X系列MCU与HCS12系列MCU的主要差异20

2.2.2 典型HCS12X系列MCU简介22

2.2.3 HCS12X系列MCU中的新增模块简介23

2.3 MC9S12DG128 MCU及其最小系统23

2.3.1 MCU性能概述24

2.3.2 运行模式24

2.3.3 内部结构简图、引脚图及引脚功能25

2.3.4 MC9S12DG128 MCU的最小系统设计30

2.4 MC9S12DG128的存储器映像33

2.5 MC9S12DG128 MCU的并行I/O接口35

2.5.1 I/O接口的基本概念35

2.5.2 A 口、B 口、E口和K 口36

2.5.3 H 口、J口、M口、P 口、S口和T口37

2.5.4 其他I/O口41

练习题41

第3章 CPU12核42

3.1 CPU12基本构成42

3.2 寻址方式45

3.3 指令系统48

3.3.1 数据传送类指令50

3.3.2 算术运算类指令53

3.3.3 位操作类指令60

3.3.4 移位类指令61

3.3.5 程序控制类指令64

3.3.6 模糊指令66

3.3.7 其他指令67

3.4 CPU12与CPU08的比较70

3.5 CPU12汇编语言基础71

3.5.1 HCS12汇编源代码格式71

3.5.2 MT-IDE for HCS12开发环境中的汇编伪指令73

3.5.3 CodeWarrior for HCS12开发环境中的汇编伪指令75

练习题77

第4章 HCS12工程组织及第一个样例程序78

4.1 HCS12开发环境78

4.1.1 MT-IDE for HCS12集成开发环境78

4.1.2 CodeWarrior for HCS12集成开发环境80

4.2 嵌入式系统工程文件81

4.2.1 嵌入式系统工程文件组织81

4.2.2 列表文件（＊．lis或＊．lst）83

4.2.3 目标代码文件（＊．s19文件）83

4.2.4 与链接相关的地址信息文件85

4.3 MT环境下的第一个汇编工程86

4.3.1 小灯闪烁汇编工程在MT环境下的文件组织86

4.3.2 MT环境下第一个汇编工程的链接信息文件93

4.3.3 MT环境下第一个汇编工程的执行过程95

4.4 MT环境下的第一个C工程95

4.4.1 小灯闪烁C工程在MT环境下的文件组织95

4.4.2 MT环境下第一个C工程的链接信息文件97

4.4.3 MT环境下第一个C工程的执行过程99

4.5 CW环境下的第一个汇编工程100

4.5.1 小灯闪烁汇编工程在CW环境下的文件组织100

4.5.2 CW环境下第一个汇编工程中的链接信息文件101

4.5.3 CW环境下第一个汇编工程的执行过程102

4.6 CW环境下的第一个C工程103

4.6.1 小灯闪烁C工程在CW环境下的文件组织103

4.6.2 CW环境下第一个C工程中的链接信息文件104

4.6.3 CW环境下第一个C工程的执行过程104

4.7 MT环境与CW环境的工程互移说明104

练习题105

第5章 串行通信接口SCI106

5.1 异步串行通信的基础知识106

5.1.1 基本概念106

5.1.2 RS-232C总线标准108

5.2 电平转换电路与SCI通用编程原理109

5.2.1 SCI的外围硬件电路110

5.2.2 SCI的基本编程原理111

5.3 DG128 SCI模块寄存器112

5.3.1 SCI波特率寄存器113

5.3.2 SCI控制寄存器1113

5.3.3 SCI控制寄存器2114

5.3.4 SCI状态寄存器1115

5.3.5 SCI状态寄存器2116

5.3.6 SCI数据寄存器116

5.4 串行口初始化与收发编程的基本方法117

5.4.1 SCI初始化117

5.4.2 发送一个数据与接收一个数据118

5.5 串行通信通用函数与测试实例119

5.5.1 串行通信子函数119

5.5.2 查询方式收发测试工程122

5.6 有关串行通信编程的进一步讨论127

5.6.1 将串口端用作电源127

5.6.2 握手128

5.6.3 唤醒功能128

练习题129

第6章 键盘、LED与LCD130

6.1 DG128键盘技术概述130

6.1.1 键盘模型及接口130

6.1.2 键盘的基本问题132

6.2 HCS12 C语言键盘模块编程实例133

6.2.1 键盘函数定义头函数（KB.h）134

6.2.2 键盘函数定义（KB.c）134

6.2.3 测试工程的主函数（main.c）137

6.3 数码管编程实例138

6.3.1 扫描法LED显示编程原理138

6.3.2 接口实例140

6.3.3 数码管HCS12 C语言实例141

6.4 LCD技术概述144

6.4.1 LCD的特点144

6.4.2 LCD的分类145

6.5 点阵字符型LCD的接口特性146

6.5.1 点阵字符型液晶显示模块的基本特点146

6.5.2 HD44780的引脚与时序146

6.5.3 HD44780的编程结构148

6.5.4 HD44780的指令集151

6.6 点阵字符型LCD编程实例152

6.6.1 LCD函数定义头文件（LCD.h）153

6.6.2 LCD函数定义（LCD.c）153

6.6.3 测试工程的主函数（main.c）157

练习题158

第7章 SPI和I2C模块及其应用实例159

7.1 SPI的基本工作原理159

7.1.1 功能描述159

7.1.2 SPI模块的I/O引脚160

7.2 SPI模块的编程基础161

7.2.1 SPI模块的寄存器161

7.2.2 SPI编程基本方法165

7.3 SPI的进一步讨论167

7.4 I2C模块167

7.4.1 I2C总线的特点168

7.4.2 I2C总线标准的发展历史168

7.4.3 I2C总线的相关术语169

7.5 I2C总线工作原理169

7.5.1 I2C总线上的数据有效性170

7.5.2 I2C总线上的信号170

7.5.3 I2C总线上的数据传输格式172

7.5.4 I2C总线上的寻址约定172

7.5.5 主机向从机读／写1字节数据的过程173

7.6 I2C模块的编程基础174

7.6.1 DG128芯片的I2C模块174

7.6.2 I2C模块寄存器介绍174

7.6.3 I2C模块编程180

7.7 I2C模块的进一步讨论186

7.7.1 仲裁程序186

7.7.2 时钟同步186

7.7.3 握手186

7.7.4 时钟周期延长187

练习题187

第8章 A/D转换和D/A转换188

8.1 A/D和D/A转换的基本问题188

8.1.1 A/D转换基本问题189

8.1.2 A/D转换器189

8.1.3 D/A转换基本问题190

8.1.4 D/A转换器191

8.2 DG128内部的A/D转换模块192

8.2.1 DG128内部A/D转换模块寄存器193

8.2.2 A/D转换模块的基本编程方法200

8.3 DG128内部A/D转换编程实例202

8.3.1 A/D转换的C语言头函数（ADC.h）202

8.3.2 A/D转换的C语言子函数（ADC.c）202

8.3.3 A/D转换测试实例主函数（main.c）205

8.4 高位A/D扩展接口206

8.4.1 A/D转换器TLC2543概述206

8.4.2 SPI模块与TLC2543的接口扩展208

8.5 扩展实现D/A转换212

8.5.1 D/A转换器TLV5608概述212

8.5.2 SPI模块与TLV5608的接口实现213

8.5.3 扩展D/A转换的程序实现214

8.6 常用传感器216

8.6.1 热敏电阻温度传感器216

8.6.2 灰度传感器217

8.6.3 超声波传感器218

8.6.4 红外线传感器218

练习题219

第9章 定时器接口模块220

9.1 计数器／定时器的基本工作原理220

9.1.1 实现计数与定时的基本方法220

9.1.2 MC9S12DG128BMCU的定时接口基本原理概述221

9.2 定时器模块的编程基础224

9.2.1 定时器模块的3类基本寄存器224

9.2.2 定时器模块的中断226

9.2.3 定时溢出中断编程C语言程序实例（MCU方程序）226

9.3 定时器模块的输入捕捉功能228

9.3.1 输入捕捉的基本含义228

9.3.2 输入捕捉寄存器229

9.3.3 带缓冲和不带缓冲的输入捕捉通道234

9.3.4 输入捕捉中断编程C语言程序实例235

9.4 定时器模块的输出比较功能236

9.4.1 输出比较的基本含义236

9.4.2 输出比较寄存器237

9.5 定时器模块的脉冲累加功能240

9.5.1 脉冲累加的基本含义240

9.5.2 脉冲累加寄存器240

9.5.3 脉冲累加器编程C语言程序实例（MCU方程序）246

练习题248

第10章 CAN总线及其应用249

10.1 CAN技术规范249

10.1.1 CAN的基本概念249

10.1.2 CAN的分层结构252

10.1.3 报文传输和帧结构252

10.1.4 位定时与同步256

10.2 MSCAN12模块简介257

10.2.1 MSCAN12特性258

10.2.2 外部引脚258

10.2.3 报文存储结构258

10.2.4 标识符验收滤波260

10.3 MSCAN12模块的内存映射及寄存器定义263

10.3.1 MSCAN12模块内存映射263

10.3.2 MSCAN12模块寄存器264

10.4 MSCAN12模块的自环通信实例276

10.4.1 MSCAN12初始化276

10.4.2 MSCAN12自环通信方式测试工程282

练习题286

第11章 Flash存储器的在线编程287

11.1 Flash存储器概述287

11.2 Flash存储器分页机制288

11.3 DG128 Flash存储器编程方法290

11.3.1 DG128 Flash模块寄存器290

11.3.2 DG128 Flash存储器擦除与写入的步骤293

11.4 DG128 Flash擦／写函数的测试工程297

11.4.1 Flash测试工程的主函数及有关技术分析297

11.4.2 Flash测试工程的结构299

11.5 DG128 Flash存储器的保护特性和安全性300

11.5.1 DG128 Flash存储器的保护特性300

11.5.2 DG128 Flash存储器的安全性302

11.6 S12系列MCU的Flash存储器编程306

11.6.1 几款常用S12 MCU存储空间分配情况的对比306

11.6.2 几款常用S12 MCU Flash存储器的编程要点306

练习题307

第12章 系统时钟与其他功能模块308

12.1 时钟和复位产生模块概述308

12.1.1 锁相环技术308

12.1.2 CRG模块的结构框图310

12.2 CRG模块的编程方法311

12.2.1 CRG模块寄存器311

12.2.2 PLL编程实例315

12.3 CRG模块的其他功能317

12.3.1 工作模式317

12.3.2 CRG的复位信号产生功能318

12.3.3 中断319

12.4 HCS12系列非常用特殊功能模块320

练习题321

第13章 μC/OS-Ⅱ在S12上的移植与应用322

13.1 实时操作系统概述322

13.1.1 实时操作系统基本含义和要求322

13.1.2 任务和多任务323

13.1.3 RTOS的常用术语323

13.1.4 RTOS的现状325

13.2 嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ326

13.2.1 μC/OS-Ⅱ简介326

13.2.2 μC/OS-Ⅱ与几种RTOS的比较327

13.2.3 μC/OS-Ⅱ中的任务328

13.2.4 μC/OS-Ⅱ用户应用程序的一般结构329

13.3 μC/OS-Ⅱ的任务划分330

13.3.1 任务划分的目标331

13.3.2 任务划分的方法331

13.4 μC/OS-Ⅱ在MC9S12DG128上的应用实例333

13.4.1 基于μC/OS-Ⅱ的应用实例333

13.4.2 基于RTOS的与无RTOS实例的比较337

13.5 μC/OS-Ⅱ在MC9S12DG128上的移植337

13.5.1 定义内核的大小和功能338

13.5.2 与硬件相关的代码340

练习题344

第14章 基于UF32的USB 2.0应用345

14.1 USB接口的基本知识345

14.1.1 USB概述345

14.1.2 USB 1.1与USB 2.0之间的差别346

14.1.3 USB主机347

14.1.4 USB设备348

14.2 USB物理特性350

14.2.1 USB接口350

14.2.2 USB信号351

14.2.3 检测设备连接与速度353

14.3 USB的通信协议353

14.3.1 包354

14.3.2 信息包格式356

14.3.3 事务357

14.3.4 USB传输类型359

14.3.5 设备列举361

14.4 MC9S12UF32芯片介绍365

14.4.1 MC9S12UF32概述365

14.4.2 UF32 USB模块介绍367

14.5 USB 2.0模块编程方法368

14.5.1 USB 2.0模块寄存器介绍368

14.5.2 USB 2.0模块编程步骤及相关程序380

14.5.3 USB 2.0模块应用PC机方程序386

练习题388

附录A Freescale公司MCU常用封装形式及实际尺寸389

附录B 实验开发HCS12 MCU的硬件平台391

B.1 扩展板MT-Extend Board391

B.2 核心板MT-Core393

B.3 HCS12写入调试器MT-Programmer393

附录C 本书配套教学资料目录结构395

附录D 苏州大学Freescale嵌入式系统实验室已有核心板及评估板396

参考文献398