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第1章　单片机技术发展新趋势及双核单片机1

1.1 片上系统以及应用系统单片化趋势2

1.2 以存储器为核心制订解决方案3

1.3　使用实时操作系统6

1.4 MISRA标准C7

1.5　协处理器在单片机中的应用8

1.6　单片机世界中的双核单片机9

1.6.1 双核单片机系列的由来10

1.6.2　双核单片机的基础——单核单片机系列11

1.7 MC9S12系列单片机14

1.7.1 MC9S12A系列和B系列16位单片机14

1.7.2　带CAN总线的MC9S12D系列16位单片机15

1.7.3 MC9S12DP512单片机16

1.7.4　低供电电压的16位单片机18

1.7.5　带USB接口的16位单片机18

1.7.6　带以太网接口的16位单片机19

1.8 使用CPU V1的双核单片机系列19

1.8.1 S12XA系列单片机19

1.8.2 S12XB系列单片机21

1.8.3 S12XD系列单片机21

1.8.4　带液晶、步进电机驱动模块的双核S12XHZ系列单片机23

1.8.5　带液晶驱动的单核单片机25

1.9 使用CPU V2内核的S12X系列单片机26

1.9.1 S12X CPU V2内核26

1.9.2 S12XE系列单片机26

1.10　支持FlexRay通信协议的S12XF系列单片机27

1.10.1 FlaxRay通信协议27

1.10.2 S12XF系列单片机29

1.10.3 S12XS系列单片机30

1.11　双核单片机的开发工具31

1.11.1　软件开发工具31

1.11.2　动态调试方法32

1.12　双核单片机中的其他新技术32

1.12.1 片内容错与纠错技术32

1.12.2　片内存储器资源管理技术33

1.12.3　编译、调试技术的新发展34

第2章　单片机基本系统的硬件设计36

2.1 16位单片机36

2.1.1　带协处理器的16位单片机37

2.1.2 MC9S12XDP512单片机38

2.2　单片机基本硬件系统43

2.2.1 MC9S12XD的基本硬件系统44

2.2.2　监控程序45

2.2.3　体验机器码48

2.3　利用异步串行口实现人机通信50

2.3.1　串行通信协议RS-232标准50

2.3.2 ASCII码52

2.3.3　串行数据格式53

2.3.4 RS-232-C电缆的连接方法54

2.3.5　通信速率54

2.4 MC9S12XD单片机系统的硬件设计55

2.5　运行模式60

2.5.1　单片运行模式60

2.5.2　扩展运行模式61

2.6 MC9S12XE单片机系统的硬件设计62

第3章　主处理器及其指令集67

3.1　主处理器的内部寄存器结构67

3.1.1 S12X V1内核的CPU内部结构67

3.1.2 S12X V2内核的CPU内部结构69

3.1.3 16位CPU与8位CPU的对比70

3.1.4 32位CPU与16位CPU的对比71

3.2　内存空间分配72

3.3 S12X的内存扩展与管理74

3.3.1 S12X CPU寻址空间的扩展74

3.3.2 Flash页面管理寄存器PPage75

3.3.3 RAM页面管理寄存器RPage75

3.3.4 EEPROM页面管理寄存器EPage76

3.3.5 S12X用全程寄存器扩展寻址空间77

3.3.6　全程寄存器GPage77

3.4 S12X CPU V2内核的内存管理81

3.5 CPU12X汇编指令集83

3.6　指令按功能分类83

3.6.1　数据传送指令84

3.6.2　堆栈指针指令85

3.6.3　算术与逻辑运算指令86

3.6.4　程序控制指令90

3.6.5　循环控制指令92

3.6.6　测试与位操作指令93

3.7 CPU12X的模糊逻辑指令93

3.8　指令按寻址方式分类95

3.8.1 隐含寻址95

3.8.2　立即数寻址96

3.8.3　直接寻址96

3.8.4　扩展寻址96

3.8.5　变址寻址96

3.8.6　带自动加、减5位偏移量的间接寻址97

3.8.7　相对寻址97

3.9　汇编指令表98

3.10　指令的机器码组织99

3.11　用汇编语言编写程序100

3.11.1　汇编程序的格式100

3.11.2　汇编管理指令101

3.12　汇编语言程序设计举例102

3.13　码的转换类子程序105

3.14　汇编语言编程技巧108

第4章　协处理器110

4.1　协处理器的寻址空间111

4.1.1 I/O寄存器空间112

4.1.2 Flash空间113

4.1.3 RAM空间113

4.1.4 RAM的分配与保护114

4.2　协处理器CPU的内核结构115

4.3　协处理器的寻址方式118

4.4　协处理器的汇编语言和CPU指令集120

4.5　复位和中断129

4.5.1　中断向量表129

4.5.2　中断向量基地址寄存器132

4.6　与协处理器相关的寄存器133

4.7　协处理器汇编程序的例子140

4.8 CISC与RISC的比较141

第5章 用C语言开发应用程序144

5.1 C语言是开发单片机应用软件的有力工具144

5.2　开发嵌入式应用的C编译器的特点146

5.2.1　编译过程与集成开发环境146

5.2.2　不要使用初始化变量148

5.2.3　注意函数的可重入性149

5.3　建立C语言程序运行环境150

5.4　应用程序模块化153

5.5　合理使用全局变量和局部变量154

5.6　函数的结构与函数间参数的传递155

5.7　在C程序中直接操作硬件157

5.8　程序模块的框架与组织158

5.9　程序的链接与定位159

5.10　用C语言写XGate程序161

第6章　使用嵌入式实时操作系统165

6.1　嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ165

6.2　移植μC/OS-Ⅱ167

6.2.1　根据应用定义内核的大小和功能169

6.2.2 修改OS_CPU.H文件172

6.2.3 编写OS_CPU_C.C文件174

6.2.4　产生时钟节拍中断186

6.3　制作用户自己的项目189

6.3.1 主程序main.c189

6.3.2 3个任务192

6.3.3　链接与程序定位192

6.4　精心分配RAM资源195

6.4.1 RAM空间的分页管理195

6.4.2 估算μC/OS-Ⅱ占用的RAM资源197

6.4.3　估算内核占用RAM空间举例203

第7章　BDM后台调试模式205

7.1 S12X BDM概述205

7.2　进入BDM模式206

7.3 BDM通信协议及底层软件207

7.3.1 BDM调试的相关寄存器207

7.3.2 BDM指令基本结构209

7.3.3　测量目标系统的时钟频率210

7.3.4 BDM基本操作——读／写单字节211

7.3.5 BDM指令的组织215

7.4 BDM简单应用218

7.4.1 用BDM对Flash编程218

7.4.2　通过BDM显示存储器内容219

7.5 TBDML工具221

第8章　单片机软件开发工具使用入门224

8.1 商用软件开发工具CodeWarrior for HCS12224

8.2　安装CodeWarrior225

8.3　建立一个简单的工程225

8.4 自动生成的文件系统229

8.5　写一个汇编程序231

8.6　编写一个最简单的C程序233

8.7　编写一个能看到演示效果的C程序235

8.8　增加新程序模块236

8.9　建立双核工程236

8.10　定义装载地址和复位向量241

第9章　应用工程实例1——用协处理器管理SCI243

9.1 定义主从CPU的共享变量和数据区243

9.2　协处理器的中断服务程序245

9.3 主CPU响应来自协处理器的中断247

9.4　协处理器的初始化248

9.5　程序清单main.c249

9.6　程序清单xgate.h251

9.7　程序清单xgate.cxgate252

9.8　程序清单链接参数文件．prm256

第10章　应用工程实例2——用协处理器处理μC/OS-Ⅱ时钟节拍中断260

10.1 μC/OS-Ⅱ的时钟节拍260

10.1.1 μC/OS-Ⅱ的时钟节拍函数260

10.1.2　钟节拍函数OSTimtick（）的一个节拍服务261

10.2 用XGate实现μC/OS-Ⅱ的时钟节拍262

10.3　范例工程267

10.3.1 main.c267

10.3.2 xgate.cxgate271

10.4 XGate的使用与程序调试276

10.4.1 XGate的状态276

10.4.2 XGate程序的下载276

10.4.3 XGate程序中的常见错误277

10.4.4 XGate程序的调试278

10.5　效果测试与分析279

附录A MC9S12X系列单片机开发工具包281

A.1　概述281

A.1.1 HCS12X系列单片机281

A.1.2 HCS12X开发工具包组件281

A.2 MC9S12XEP100开发板及与PC通信282

A.2.1 MC9S12XEP100开发板282

A.2.2　开发板工作模式的选择284

A.2.3　开发板的硬件连接284

A.2.4 PC的设置284

A.3　监控程序及监控命令详解287

A.3.1　命令详解287

A.3.2　改变波特率290

A.3.3　复位、中断向量表292

A.3.4 用户可以使用的RAM空间292

附录B　协处理器XGate指令机器码表293

附录C S12X CPU汇编指令表296

附录D S12X CPU指令机器码表320

参考文献324