飞思卡尔MC9S开发必修课

针对目前介绍飞思卡尔MC9S12(X)系列单片机的教材不多、初学者入门困难的现状，作者撰写了此书，旨在将初学者领入飞思卡尔的殿堂。本书在内容组织上循序渐进、从原理到实践、从简单到复杂，主要讲解了MC9S12(X)系列单片机各模块的工作原理和寄存器定义，并通过实例讲解使读者掌握模块的使用方法，尤其针对“飞思卡尔杯”智能汽车竞赛进行了大量实例讲解。 本书的最大特点是理论与实践紧密结合，实用性强，为读者提供全部实例的测试代码。这些代码可以在飞翔科技系列开发板上进行调试。读者可以通过理论知识的学习和实例的调试，迅速入门飞思卡尔单片机。 本书可作为本科及研究生阶段的单片机教材，也适用于该系列单片机的自学者和开发人员。

第1章 绪 论 1
1.1 单片机简介 1
1.2 MC9S12(X)系列单片机简介 1
第2章 MC9S12(X)系列单片机的组成、原理及设计 3
2.1 MC9S12系列单片机的组成及引脚定义 3
2.1.1 MC9S12系列单片机的组成 3
2.1.2 MC9S12系列单片机的引脚定义 5
2.2 MC9S12(X)系列单片机的组成及引脚定义 12
2.2.1 MC9S12(X)系列单片机的组成 12
2.2.2 MC9S12(X)系列单片机的引脚定义 15
2.3 MC9S12(X)系列单片机内核的工作原理 21
2.3.1 MC9S12系列单片机的内核 22
2.3.2 MC9S12(X)系列单片机的内核 23
2.4 MC9S12(X)系列单片机的系统设计 23
2.4.1 电源电路 23
2.4.2 时钟电路 26
2.4.3 复位电路和BDM电路 27
2.4.4 印刷电路板设计 28
第3章 CodeWarrior开发环境介绍 29
3.1 安装CodeWarrior软件 29
3.2 安装BDM驱动 36
3.3 创建新工程 40
3.4 调试工程 44
第4章 并行I/O接口 48
4.1 功能介绍 48
4.2 主要寄存器描述 49
4.3 实例讲解 55
4.3.1 应用电路介绍 55
4.3.2 流水灯实验 56
4.3.3 按键查询实验 61
第5章 复位和中断 64
5.1 功能介绍 64
5.2 主要寄存器描述 68
5.3 实例讲解 69
5.3.1 复位实验 69
5.3.2 看门狗实验 70
5.3.3 按键中断实验 70
第6章 时钟系统 74
6.1 功能介绍 74
6.1.1 MC9S12和MC9S12XD/B/A系列单片机的时钟系统 74
6.1.2 MC9S12XE和MC9S12XS系列单片机的时钟系统 75
6.2 主要寄存器描述 76
6.2.1 MC9S12和MC9S12XD/B/A系列单片机时钟系统的寄存器 77
6.2.2 MC9S12XE/S系列单片机时钟系统的寄存器 81
6.3 实例讲解 86
第7章 模数转换模块（ATD） 88
7.1 功能介绍 88
7.1.1 MC9S12和MC9S12XD/B/A系列单片机的ATD模块 88
7.1.2 MC9S12XE和MC9S12XS系列单片机的ATD模块 90
7.2 主要寄存器描述 91
7.2.1 MC9S12和MC9S12XD/B/A系列单片机ATD模块的寄存器 92
7.2.2 MC9S12XE和MC9S12XS系列单片机ATD模块的寄存器 101
7.3 实例讲解 107
7.3.1 应用电路介绍 107
7.3.2 8位模数转换实验 107
7.3.3 12位模数转换实验 111
第8章 脉冲宽度调制模块（PWM） 112
8.1 功能介绍 112
8.2 主要寄存器描述 114
8.3 实例讲解 120
8.3.1 应用电路介绍 120
8.3.2 左对齐PWM实验 123
8.3.3 中央对齐PWM实验 123
8.3.4 蜂鸣器播放音乐实验 124
8.3.5 直流电机实验 124
8.3.6 舵机实验 125
第9章 增强型捕捉定时器模块（ECT） 126
9.1 功能介绍 126
9.1.1 输入捕捉（IC） 127
9.1.2 输出比较（OC） 127
9.1.3 脉冲累加（PAI） 128
9.1.4 模数递减计数器（MDC） 129
9.2 主要寄存器描述 130
9.3 实例讲解 142
9.3.1 ECT输出比较实验 142
9.3.2 ECT输入捕捉实验 144
9.3.3 ECT脉冲累加实验 144
9.3.4 ECT模数递减实验 145
第10章 周期中断定时器模块（PIT） 147
10.1 功能介绍 147
10.2 主要寄存器描述 150
10.3 实例讲解 155
10.3.1 应用电路介绍 155
10.3.2 数码管扫描实验 156
10.3.3 数字秒表实验 157
第11章 IIC模块（IIC） 159
11.1 功能介绍 159
11.2 主要寄存器描述 162
11.3 实例讲解 167
11.3.1 应用电路介绍 167
11.3.2 IIC通信实验 168
11.3.3 模拟IIC通信实验 170
第12章 串行通信接口（SCI） 171
12.1 功能介绍 171
12.2 主要寄存器描述 174
12.3 实例讲解 181
12.3.1 应用电路介绍 181
12.3.2 串口通信实验 184
12.3.3 12864液晶实验 188
12.3.4 RS485总线实验 198
12.3.5 LIN总线实验 199
第13章 串行设备接口（SPI） 205
13.1 功能介绍 205
13.1.1 SPI的结构组成 205
13.1.2 SPI引脚 207
13.1.3 SPI的双向模式（MOMI或SISO） 208
13.1.4 SPI数据与位时钟的各种时序关系 209
13.1.5 SPI的工作过程 210
13.2 主要寄存器描述 211
13.3 实例讲解 215
13.3.1 应用电路介绍 215
13.3.2 SPI通信实验 217
13.3.3 模拟SPI通信实验 218
第14章 MSCAN模块（MSCAN） 219
14.1 功能介绍 219
14.1.1 CAN的基础知识 219
14.1.2 MC9S12(X)的MSCAN模块 220
14.2 主要寄存器描述 237
14.3 实例讲解 258
14.3.1 应用电路介绍 258
14.3.2 CAN总线实验 259
14.3.3 SAE-J1939协议实验 264
第15章 电压调节器模块（VREG） 266
15.1 功能介绍 266
15.1.1 MC9S12系列单片机的VREG 266
15.1.2 MC9S12XD/B/A系列单片机的VREG 267
15.1.3 MC9S12XE/S系列单片机的VREG 268

　　随着集成电路技术以及汽车电子技术的发展，飞思卡尔单片机在国内得到了广泛的应用，尤其是MC9S12和MC9S12X（以下写为MC9S12(X)）这两个系列的单片机应用更为广泛。目前，飞思卡尔MC9S12(X)系列单片机的教材不是很多，而且大多偏重理论的讲解。对于单片机开发工程师来说，这样的教材应当是比较好的；但对于一个初学者来说，这样的教材就显得比较难懂，难以入门。本书的写作初衷在于将一个初学者引入飞思卡尔单片机的殿堂，更偏重基本操作和基本理论的讲解。本书在内容组织上循序渐进、由浅入深；在知识介绍上，从原理到实践、由简单到 复杂。
　　本书由3部分组成。第1章至第3章为第1部分，主要对飞思卡尔MC9S12(X)系列单片机及其开发环境进行介绍。通过第1部分的介绍，使读者对飞思卡尔单片机有一个初步的认识，包括什么是单片机、飞思卡尔单片机有什么特点、飞思卡尔单片机的基本组成，以及与飞思卡尔单片机相关的电路设计。同时通过对开发环境的介绍，使读者了解飞思卡尔单片机需要使用什么工具来调试，开发环境和驱动程序如何安装，并掌握基本的程序下载和调试的方法。
　　第4章至第18章为本书的第2部分，这一部分对MC9S12(X)系列单片机的绝大部分模块进行了详细的讲解。每个模块的讲解包括模块工作原理、主要寄存器介绍和基于该模块的应用实例。在实例讲解过程中，逐步将C语言的知识融入到各个实验当中。即使是C语言功底比较薄弱的读者，也可以快速入门飞思卡尔单片机。考虑到本书相当多的读者是参加飞思卡尔智能车大赛的本科生，所以实例讲解的大部分实验是针对飞思卡尔智能车大赛的。
　　第19章是本书的第3部分，这一部分是针对飞思卡尔智能车大赛进行的补充实验，实验内容涉及飞思卡尔智能车大赛所有组别的实验。包括智能车的图像采集实验、障碍物探测实验、车身姿态测量实验、数据采集实验、控制算法实验等。
　　本书的最大特点是理论与实践紧密结合，实用性强。本书为读者提供全部实例的测试代码，而且本书提供的测试代码可以在飞翔科技开发板专卖店TB店铺销售的开发板上进行调试。读者不但可以进行理论知识的学习，而且可以自己动手来调试，通过理论知识和实验的结合，可以快速入门飞思卡尔单片机。
　　在此，特别感谢冯沛文、高玉凤、段如意、李慧贤、冯珍、雷世东、段晓雄、程涛等人在本书写作过程中给予的大力支持。
　　本书由“飞翔科技开发板专卖店”（fxfreefly.taobao.com）的研发团队所写，作者多年来从事单片机的应用和汽车电子控制系统的开发，总结了多年的开发经验，并参考了大量国内外的中英文文献，编写出本书，在此向这些文献的作者表示敬意。读者如果发现书中存在错误，请批评指正，作者将不胜感激！