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第1章　单片机概论1

1.1　单片机概念1

1.2　单片机的开发方法2

1.3　单片机的广泛选择3

1.4　Freescale单片机4

1.5 MC68HC11系列单片机5

1.6　16位单片机7

1.6.1 MC68HC12系列单片机7

1.6.2　MC9S12系列单片机7

1.7　双核单片机10

1.7.1　双核单片机系列12

1.7.2　使用CPU V1的双核单片机系列12

1.7.3 使用CPU V2内核的S12X系列单片机14

1.7.4　S12XE系列单片机14

1.8　支持FlexRay通信协议的单片机15

1.8.1　FlaxRay通信协议15

1.8.2 S12XF系列单片机16

1.9　S12XS系列单片机17

1.10　8位单片机18

1.10.1 HC08Q系列单片机18

1.10.2　S08系列单片机21

1.11　32位单片机22

1.11.1 以68K、CPU32为CPU的32位单片机22

1.11.2 以ColdFire为CPU的32位单片机23

1.11.3 用于控制的以PowerPC为CPU的32位单片机24

1.11.4 用于通信的以PowerPC为CPU的32位单片机24

1.11.5 ARM系列32位单片机25

1.11.6 M.Core(C.Core)26

1.12　Freescale的DSP型单片机26

1.12.1　普通16位DSP型单片机27

1.12.2　使用增强型内核的16位DSP型单片机30

1.12.3 StarCore系列DSP型16位单片机30

1.12.4　24位的DSP型单片机31

1.13　相关软件开发工具32

1.14　单片机中的新技术32

第2章　单片机基础知识35

2.1 数的表示35

2.2　从门电路到逻辑运算单元35

2.2.1　与非门和或非门36

2.2.2 三态门37

2.2.3　与门和或门38

2.2.4　异或门38

2.2.5　组合逻辑电路38

2.2.6　组合运算电路39

2.2.7　D触发器与时序电路40

2.2.8　算术逻辑单元示意41

2.3　CPU的构成43

2.4　堆栈45

2.5　CPU的核心寄存器堆45

2.6 中断46

2.6.1 中断源46

2.6.2 中断标志46

2.6.3 中断控制46

2.6.4　中断锁存与中断应答47

2.6.5　中断与堆栈47

2.6.6 中断向量48

2.6.7 中断嵌套48

2.6.8　中断优先级49

2.7　存储器49

2.7.1　随机存储器49

2.7.2　Flash存储器49

2.8　外设50

第3章　单片机基本系统51

3.1　16位单片机51

3.2　单片机基本硬件系统52

3.2.1　S12XS系列单片机53

3.2.2　MC9S12XS基本硬件系统57

3.2.3 与PC连接59

3.2.4　PC串口设置61

3.3　体验监控程序62

3.4　MC9S12XS单片机系统的硬件电路设计66

3.4.1 电源电路66

3.4.2　复位电路和BDM引脚67

3.4.3　时钟电路69

3.4.4 串行口的RS-232驱动电路70

3.4.5 BDM接口70

3.4.6　单片机并行口及驱动能力71

3.4.7　调试显示72

第4章　微处理器结构和指令集73

4.1　微处理器的内部寄存器结构73

4.1.1　典型的8位微处理器73

4.1.2　典型的16位微处理器73

4.1.3 32位CPU与16位CPU的对比75

4.1.4　8位／16位单片机的基本内存空间分配76

4.2　S12X汇编指令集77

4.3　指令按功能分类78

4.3.1　数据传送指令78

4.3.2　算术与逻辑运算指令80

4.3.3　程序控制指令84

4.4　指令按寻址方式分类87

4.5　汇编指令表89

4.6　指令的机器码组织90

4.7　用汇编语言编写程序91

4.7.1　汇编程序的格式91

4.7.2　汇编管理指令91

4.8　汇编语言程序设计举例92

4.9　码的转换类子程序95

4.10　汇编语言编程技巧97

4.11　进一步学习98

第5章　复位、中断及存储空间的扩展100

5.1　复位和中断100

5.2　寻址空间的扩展104

5.3　寻址空间的管理107

5.3.1　给连续存储空间分区107

5.3.2 闪存页面管理寄存器PPage107

5.3.3　数据闪存页面管理寄存器EPage108

5.3.4 RAM页面管理寄存器RPage109

5.3.5　子程序远程调用111

5.4　存储器的可靠性113

5.5 以存储器为核心制定解决方案114

5.5.1 选择结构简单的CPU116

5.5.2　片内存储器资源管理技术116

5.5.3　避免使用浮点数和浮点运算的方法117

5.5.4　使用实时操作系统118

第6章　异步串行通信120

6.1 串行通信协议RS-232标准120

6.2　SCI功能简介124

6.3　SCI寄存器125

6.3.1　波特率寄存器126

6.3.2　串行通信控制寄存器1127

6.3.3 串行通信控制寄存器2127

6.3.4　串行通信状态寄存器1128

6.3.5 串行通信状态寄存器2128

6.3.6 串行通信数据寄存器129

6.4　SCI的软件开发方法130

6.4.1　SCI的初始化130

6.4.2　SCI的查询方式131

6.4.3　SCI的中断方式131

6.5　SCI应用133

第7章　用C语言开发应用程序137

7.1　C语言是开发单片机应用软件的有力工具137

7.2　开发嵌入式应用的C编译器的特点138

7.2.1　编译过程与集成开发环境139

7.2.2　不要使用初始化变量140

7.2.3　注意变量的数据类型141

7.2.4　注意函数的可重入性143

7.3　建立C语言程序运行环境143

7.4　应用程序的模块化146

7.5　合理使用全局变量和局部变量147

7.6 函数的结构与函数间参数的传递148

7.7　在C程序中直接操作硬件150

7.8　程序模块的框架与组织151

7.9　程序的链接与定位152

7.10 MISRA标准C153

第8章　监控程序与BDM原理156

8.1　单片机开发工具156

8.2　监控程序157

8.3　建立单片机运行环境157

8.3.1　堆栈指针初始化158

8.3.2 串行口初始化159

8.3.3　人机对话159

8.3.4　命令字与跳转表161

8.4　建立CPU在内存中的固定影像161

8.5　执行程序162

8.6　显示和修改CPU寄存器163

8.7　显示与修改内存164

8.8 向RAM下载程序165

8.9　闪存的擦除与写入166

8.10　断点与单步执行169

8.11 中断向量表管理170

8.12　监控程序的链接与定位171

8.13　用户可以使用的存储空间171

8.14　系统调用表172

8.15　BDM调试方法172

8.15.1　单线通信和通信建立机制173

8.15.2　BDM基本操作——读写单字节174

8.15.3 BDM接口175

8.15.4　BDM命令字176

8.15.5　BDM指令基本结构177

8.15.6 TBDML工具178

第9章　使用嵌入式实时操作系统179

9.1　移植μC/OS-Ⅱ181

9.1.1　根据应用定义内核的大小和功能182

9.1.2　修改OS_CPU.H文件184

9.1.3 编写OS_CPU_C.C文件187

9.1.4　产生时钟节拍中断197

9.2　写应用程序200

9.2.1 主程序main.c200

9.2.2　3个任务203

9.2.3　链接与程序定位203

9.3　精心分配RAM资源206

9.3.1 RAM空间的分页管理206

9.3.2　估算μC/OS-Ⅱ占用的RAM资源206

9.3.3　估算内核占用RAM空间举例212

第10章　单片机片内外设模块214

10.1　并行I/O214

10.2 同步串行外设接口SPI215

10.2.1　SPI的数据流动216

10.2.2　SPI功能217

10.2.3　SPI引脚217

10.2.4　SPI寄存器219

10.2.5　SPI接口编程范例222

10.3　ATD转换模块223

10.3.1　ATD转换模块简述223

10.3.2　ATD转换模块寄存器223

10.3.3　ATD模块编程范例230

10.4　周期中断定时器PIT234

10.4.1　周期中断定时器简介234

10.4.2　周期中断定时器寄存器235

10.4.3　PIT模块编程范例238

10.5　时钟产生器模块239

10.5.1　与时钟相关的寄存器239

10.5.2　系统时钟初始化242

第11章　单片机软件开发工具使用入门243

11.1 商用软件开发工具CODEWARRIOR FOR HCS12243

11.2 安装CODEWARRIOR244

11.3　建立一个简单的工程244

11.4 自动生成的文件系统249

11.5　写一个汇编程序250

11.6　编写一个简单的C程序251

11.7　再写一个能看到演示效果的C程序252

11.8　增加新程序模块253

11.9　定义装载地址和复位向量253

第12章　S12实验开发系统及实验指导255

12.1　S12实验开发系统简介256

12.2　S12实验系统设计框架257

12.3　基于S12实验开发系统的实验261

实验1　熟悉实验环境261

实验2　S12汇编语言基础262

实验3　熟悉BDM工具的使用262

实验4　C程序编写263

实验5　并行IO口及IRQ中断263

实验6　SCI串行口实验265

实验7　用周期中断定时器（PIT）实现精确定时265

实验8　A/D转换实验266

实验9　SPI同步串行外设接口266

实验10 KEYBOARD实验269

实验11　动态数码管的显示269

实验12　uC/OS－Ⅱ在S12上的移植270

实验13　综合实验——uC/OS-Ⅱ下多I/O任务实现270

第13章　单片机应用中的电磁兼容问题271

13.1 电磁兼容基本概念271

13.2　电磁兼容组织与标准272

13.3　单片机系统的电磁兼容问题274

13.4　噪声的来源与传输275

13.4.1　信号线间交叉干扰276

13.4.2　来自电源的噪声277

13.5 印刷线路板EMC设计278

13.5.1　元件的布置279

13.5.2　印刷线路板接地线的处理279

13.5.3　多层板设计280

13.6　常用抗干扰器件281

13.7　印刷线路板设计中控制噪声的经验284

13.8　单片机自身的抗干扰措施285

附录A　MC9S12XS128监控程序289

附录B　S12X CPU汇编指令表310

附录C　CPU12指令机器码表334

参考文献338