单片机S12X课程实验内容与指导.docx

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1、单片机(S12X)课程实验内容与指导实验参考：1、教材第4章“仿真、调试与C语言编程”，以及相关章节。2、教材第14章“S12XEP100DEV开发平台的设计原理与功能描述:3、PDF 文档：CQU_S12XEP100_DEV 原理图。4、资源下载：之下载中心考前须知：1、教学实验开发板上MCU型号为MC9s 12XEP100MAL, 16Mhz外 部晶振。2、在做硬件下载调试实验时，需要USB连接仿真器OSBDM,此时 仿真器兼做电路板供电，可带电插拔。3、*号题为选做、提高内容。实验一编程入门、仿真调试实验目的：熟悉飞思卡尔MCU仿真与调试环境的使用方法，掌握汇编语言程序 的编辑书写规范，

2、学习单片机汇编语言程序调试手段，初步编制应 用程序，体会MCU应用程序特点。实验环境：CodeWarrior IDE仿真调试软件；编程语言选择：单项选择汇编语言(Relocatable Assembly)；调试连接选择：全软件仿真(Full Chip Simulation)；实验内容：1、编辑、编译简单样本程序：两个4字节无符号数相加。熟悉 CodeWarriorIDE的工程建立、菜单、工具、窗口、状态等。a.:RAM区($2000)=被加数开始,($2004)=加数开始；具体值在 单步运行开始前预先在Debug窗口的Memory区通过手工设定。即 在Debug窗口 Memory区右键f Ad

3、dress,如输入2000定位RAM 地址，之后修改或查看单元内容。b.仿真调试：分别利用单步、全速、停止、断点、复位等运行调试 手段，观察寄存器A、B、X、Y、PC、CCR等的状态与变化，以及 观察FALSH中指令地址和RAM中数据变化情况，验证运行结果。(该仿真调试方法将运用于以后的各次实验中)。样本程序代码参考如下：重点编辑Entry后面的代码，其它已在工程建立时 自动完成，保存前面的宏定义代码，与自己任务无关的其它代码可以删除。; variab1e/data sectionMY_EXTENDED_RAM: SECTION; Insert here your data def initi

4、on.; code sectionMyCod巳:SECTIONmain:Startun:2、验证书例3-1的BCD码加法代码。工程编译、链接完成后，进入仿真调试窗口，直接单步运行程序 观察寄存器A、B、X、Y、PC、CCR等的状态与变化，并查证运算结 果D的正确性。3、使用查表法将累加器A中的某2位BCD码(如58)转换为ASCII 码，存入 RAM$2080、$2081 中。工程编译、链接完成后，进入仿真调试窗口，且在运行程序前手 工预设Register区的A值。仿真调试：分别利用单步、全速、停止、断点、复位等运行调试 手段，观察寄存器A、B、X、Y、PC、CCR等的状态与变化，以及观 察F

5、ALSH中指令地址和RAM中数据变化情况，验证运行结果。实验二编程提高、仿真调试实验目的：熟悉飞思卡尔MCU仿真与调试环境的使用方法，掌握汇编语言程序 的编辑书写规范，学习单片机汇编语言程序调试手段，进一步编制 应用程序，体会MCU应用程序特点。实验环境：CodeWarrior IDE仿真调试软件；编程语言选择：单项选择汇编语言(Relocatable Assembly)；调试连接选择：全软件仿真(Full Chip Simulation)；实验内容：1、数据搬移：将RAM$2000$2009单元中的10个字节数，读入到 内存RAM$2040$2049单元中。原始10个字节数据的设定使用 De

6、bug窗口 Memory区右键f Address,输入$2000处依次修改单元内 容，程序运行后在$2040查看程序结果。2、数据搬移：源代码中使用FCB伪指令任意设卑10个无符号数在 ROM中，将其搬移到内存RAM$2040$2049单元中。Debug窗口 Memory区右键一Address,输入$2040处查看程序结果。3、将上面程序中ROM中预存的10个无符号整数搬移到RAMS2040 开始的单元中，并统计其中数据为。的个数，统计结果放在$2050处。 单步跟踪以查看运行过程及验证结果。4、冒泡法数字排序：在前面程序基础上，将内存RAM$2040$2049 单元中的10个数按由小到大重新

7、排放(X、Y指针，双重循环)。实验三 并行I/O接口、IRQ中断实验目的：熟悉飞思卡尔MCU指令及其应用规那么，巩固汇编语言程序编程方 法，熟悉数据传输、算术逻辑处理、分支、循环、软件延时、并行 I/O等应用程序编制技巧，初步熟悉硬件连接调试方法。实验环境：CodeWarrior IDE仿真调试软件+ S12XDEV开发板套件；编程语言选择：单项选择汇编语言(Relocatable Assembly)；调试连接选择：硬件连接调试(PE USB BDM Mutilink)；OSBDM仿真调试器一端连接电脑USB接口，另一 端插接开发板的BDM接口。实验内容：1、LED跑马灯。依次点亮开发板上的8

8、个LED灯，LED已接B 口 8位，B 口位输出低电平时点亮。亮出时间控制调用软件延时FOOms。2、检测开发板上的4个按键(SW1-SW4)控制LED灯的亮或灭。按键已接T 口低4位PT0PT3, LED已接B 口 8位，B 口位输出低 电平时点亮。3、外部中断IRQ触发的LED跑马灯。开发板上8个LED已接B 口 8位，B 口位输出低电平时点亮，IRQ弓I脚(已接至开发板按键SW5) 下降沿引发中断。按动SW5即能给IRQ引脚施加带有下降沿的低电 平。调试时，可在中断服务程序中设置断点，以方便观察是否进入中断。在此程序正常运行的基础上再加入对开发板输入按键SW6 （T口次高位，按下时接地，

9、须设置内部上拉电阻）的检测，当其按下时 取消跑马灯显示，IRQ再次按下时继续显示跑马灯。实验四行列键盘、数码显示实验目的：熟悉飞思卡尔MCU指令及其应用规那么，巩固汇编语言程序编程方 法，熟悉数码显示、行列键盘等工作原理及其应用程序编制技巧， 进一步熟悉软硬件连接调试方法。实验环境：CodeWarrior IDE仿真调试软件+ S12XDEV开发板套件；编程语言选择：单项选择汇编语言（Relocatable Assembly）或单项选择C语言； 调试连接选择：硬件连接调试（PE USB BDM Mutilink）；OSBDM仿真调试器一端连接电脑背后USB接口， 另一端插接开发板的BDM接口。

10、实验内容：1、4x4行列式键盘（开发板中下侧）检测，行线、列线已分别跳接 在PH04和PH47检测到的键值送交B 口的8位LED灯进行二进 制表达，进而进行数码管低位静态显示。F键号。2、软件译码、动态扫描的4位连排共阴级数码管显示4321数字。 数码管段选线已直接连至PA0PA7；位选线（COM端）通过三极 管驱动电路（逻辑有变反）已接在PK0PK3,即PK0PK3输出高 电平时那么为选通对应位的数码管。*3、改为C语言编程，实现上述1、2内容的合并及增强：即进行4x4 行列式键盘按键检测并将键号按0116在数码管的低2位上以动 态扫描方式显示出来。实验五定时器、中断处理实验目的：掌握C语言

11、综合编程方法，掌握并行I/O 口、定时器、中断等功能部 件的使用规那么和应用方法，熟悉中断处理程序的安排。实验环境：CodeWarrior IDE仿真调试软件+ S12XDEV开发板套件;编程语言选择：单项选择C语言；调试连接选择：硬件连接调试（PE USB BDM Mutilink）；仿真调试器一端连接电脑USB接口，另一端插接开 发板的BDM接口。实验内容：1、利用MCU的TIM定时器、中断功能部件，实现1s精确定时（MCU 为8MHz总线频率），每定时时间到，使开发板上接B 口 8位的最高 位的LED亮灭一下，观察是否进入中断。调试时，可在中断服务程 序中设置断点，以方便观察是否进入中断

12、。C语言编程。2、利用MCU的PIT定时器、中断功能部件，实现1s精确定时（MCU 为8MHz总线频率），每定时时间到，使开发板上PE2高电平驱动 的继电器控制LED10亮灭一下，观察是否进入中断。调试时，可在 中断服务程序中设置断点，以方便观察是否进入中断。C语言编程。*3、统计每3s时间内I0C6脉冲事件次数，结果送B 口 LED灯进行 二进制表达。ECT通道7输出比拟以定时1s,时间至U时：I0C7弓I脚电 平自动翻转（将驱动力泼灰上LED9）； ECT通道6输入捕捉以检测 脉冲（须设置内部上拉电阻），按键SW6每按动一次形成一个下降沿 脉冲，由I0C6响应。通道6每1个中断中计数值递增

13、；通道。每3 个中断后（即成3s定时）送结果。结果是每1s时间到LED9亮出/熄灭，每3s时间到LED 1-7显示统 计到的按键次数。C语言编程。实验六AD转换、SCI串行通信实验目的：掌握C语言综合编程方法，掌握A/D转换、SCI串行通信、中断等 功能部件的使用规那么和应用方法，熟悉综合程序设计方法和PC软件 工具。实验环境：CodeWarrior IDE仿真调试软件+ S12XDEV开发板套件；编程语言选择：单项选择C语言；调试连接选择：硬件连接调试（PE USB BDM Mutilink）；OSBDM仿真调试器一端连接电脑USB接口，另一 端插接开发板的BDM接口。实验内容：1、A/D转

14、换，8位精度，转换结果右对齐，将转换结果通过B 口 LED 灯（开发板）表达。检测对象为开发板上圆盘电位器RV1分压得到 的模拟量。MCU的PAD00/AN00已默认跳接至该模拟电平输入，其 电压范围。5V (逆时针旋转电压变大)；通过旋转电位器RV1进行 分压调节以观察程序运行效果，此时B 口 LED灯的状态应是A/D转 换的二进制表示。C语言编程。另：在上述实验成功的基础上，检测对象改为为开发板上光敏器件 RZ1经过放大得到的模拟量，MCU的PAD01/AN01已默认跳接至该 模拟电平输入，其电压范围。5V。改变光敏器件RZ1的光照，以观 察程序运行情况。2、SCI串行通信，PC机连接。S

15、CIO双向，8位，9600bps,无校验 位；MCU平时处于查询等待状态，MCU的SCIO串行通信TTL电 平收发线已通过开发板上的SCI0-RS232/TTL串行通信接口转换成 PC机的USB接口线,PC机驱动安装后即会有一个虚拟串口设备(如 COM4、COM5.)o PC机上直接使用串口调试”工具软件选择虚拟 串口、进行发送数据或接收数据显示。当MCU每接到PC主机发来 的Hex数据0x88命令后，就将本地原始某数据加1后上传给PC主 机”串口调试”工具软件Hex显示。C语言编程。预备软件:PC机端串口调试助手;USB转RS232串口驱动(CH340)。 硬件连接：将USB电缆一端接开发板

16、Pl- DB9的SCKLRS232串 口插座，另一端接PC机USB接口。C语言编程。*3、上面实验内容2改为中断方式检测PC主机的命令。C语言编程。实验七SPI串行通信、PWM脉宽调制实验目的：掌握C语言综合编程方法，掌握SPI串行通信、PWM等功能部件的 使用规那么和应用方法，进一步熟悉综合程序设计方法和PC软件工 具。实验环境：CodeWarrior IDE仿真调试软件+ S12XDEV开发板套件；编程语言选择：单项选择C语言；调试连接选择：硬件连接调试(PE USB BDM Mutilink)；OSBDM仿真调试器一端连接电脑USB接口，另一 端插接开发板的BDM接口。实验内容：1、SP

17、I串行通信。SPIO单向，主人从出，开发板上8位拨位开关S1 的状态将通过74HC165D并入串出芯片的输出Q7输入到MCU的 MISOO,将接收的8位状态送至B 口 8位LED显示。改变8位拨位 开关状态，以观察程序运行情况。C语言编程。提示：对照S12XDEV开发板电路原理图自行查找硬件连接关系；完 成一次SPI读开关状态的步骤：PE3引脚先输出一个负脉冲给74HC165D的并行读数引脚PL（与MCU的PE2引脚相通的），再SPIO 发送一个字节以送出时钟脉冲给CP并驱动数据移位，然后才SPIO 读一个字节。2、PWM脉宽调制输出。PWM4/PWM5输出波形模拟用作D/A,控 制通道4的蜂

18、鸣器音量或通道5的LED11灯亮度。C语言编程。*3、上面实验内容1的基础上，加入与PC机的串行通信：SCIO中断 方式接收，波特率19200bps。如果接收到PC主机下发的十六进制 数88,那么将拨位开关的状态发回传给PC机，否那么不回传数据。实验八自主设计、综合考察1、软件译码、静态扫描的4位连排共阴级数码管中的最低1位显示数字，具体 数字由开发板上接T 口的2个按键开关决定：SW1按下显示“1，SW2按下显 示“2”,都没按下熄灭显示，同时按下显示“E。数码管段选线已直接连至 PA0-PA7；位选线（COM端）通过三极管驱动电路（逻辑有变反）已接在PK0-PK3, 那么PK0PK3输出高电平时即为选通对应位的数码管。C语言编程。2、10s倒计时秒表设计，硬件定时器选PIT中断，秒表数字变动使用动态扫描 显示的LED数码管，秒表启动使用按键SW5 （IRQ中断引脚）。C语言编程。3、内容自定：可以是自由创新开拓内容，也可以是之前内容的巩固与综合。C 语言编程。 任勇，王永东 2022-03-01