1、 JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 本科課程設計（論文）單片機課程設計學院名稱： 汽車與交通工程學院 專 業： 汽車服務工程 班 級： 10東汽服2 學 號： 10801418 姓 名： 陶佳冬 二一三 年 九 月 目 錄序 言3第1章 Freescale 系列單片機介紹41.1關于Freescale 41.2 Freescale 種類繁多的個性化單片機系列 41.3 Freescale系列單片機總體特點 4第2章Freescale 系列單片機的最小系統 52.1 S12XS128單片機的最小系統電路設計 52.2 MC9S12XS128單片機的最小系統設計 5

2、第3章. 單通道連續采樣-8位模式電路圖6第4章. 單通道連續采樣-8位模式電路圖源程序 7第5章.課程設計心得14參考文獻 15序言自從單片機問世以來，在國外，它已廣泛應用于自動控制、數據采集和處理、家用電器等各方面，同時也滲透到其它各個科技領域。在國內，雖然起步較晚，但由于單片機價廉物美、功能強、體積小、使用靈活方便，得到發展越來越多的發展，尤其在工業過程控制、自動化儀器等領域得到廣泛應用。對推動國家的工業現代化進程有著重大意義。通過本次設計掌握單片機硬件和軟件方面的知識，更深入了解單片機的實際應用。本說明書共分為5章，第一章介紹了Freescale系列單片機的一些基本知識；第二章介紹Fr

3、eescale系列單片機的最小系統；第三章介紹了單通道連續采樣-8位模式電路圖；第四章單通道連續采樣-8位模式電路圖源代碼；第五章是對于本次課程設計的心得體會。 第1章 介紹Freescale系列單片機1.1關于FreescaleFreescale（飛思卡爾）半導體公司是全球最大的半導體公司之一，其前身為Motorola（摩托羅拉）半導體部，2004年從摩托羅拉分拆上市。它從1953年開始從事半導體業務，是世界半導體產業與技術的開拓者，為汽車電子、消費電子、工業控制、網絡和無線市場設計并制造了眾多的嵌入式半導體產品, 在微控制器領域長期居于全球市場領先地位。如1983年推出的MC68HC05是

4、世界產量第一的8位單片機（產量第二的是8051單片機）1.2Freescale種類繁多的個性化單片機系列Freescale在單片機領域長期居于全球市場領先地位，其MCU產品種類繁多，并且不斷有新的MCU產品發布，令人有眼花繚亂之感。按位數分，FreescaleMCU大致可分為8位、16位、32位。（1）低端8位機。有HC08、HCS08、RS08系列產品，他們類似于許多廠家生產的基于8051內核的單片機產品，性價比高，集成度高，不提供外部總線。（2）中端16位機。主要有HCS12和S12X系列產品，屬于高性能通用型器件他們已有很長的生產歷史，還在不斷派生出新的器件。16位機可以工作在單片模式，

5、也可以工作在總線擴展模式，使用靈活、功能強大，在功耗、速度和性能方面都比8位32位結構具有明顯的應用優勢。（3）高端32位。有PowerPC、ColdFirre、MAC、M.CORE、DSC系列。1.3Freescale系列單片機的總體特點（1）品種全、選擇余地大、新產品多（紛繁）、個性化（2）應用領域極廣，尤其在汽車、手機領域（3）在同樣速度下所用的時鐘頻率較Intel類單片機低很多，因而使得高頻噪聲低，抗干擾能力強，更適合用于工控領域及惡劣的環境。（4）重視大客戶，缺乏中小用戶（近年正在改善）第2章 介紹Freescale系列單片機的最小系統2.1 S12XS128單片機的最小系統電路設計

6、2.2 MC9S12XS128單片機的最小系統設計 MCU最小系統是指可以使用內部程序運行起來的所必須的基本外圍電路.MC9S12XS128芯片的最小系統包括電源電路、復位電路、晶振電路、BDM調試接口電路、PLL電路等，如上圖所示，為實際實現的最小系統硬件電路原理圖，圖中也給出了最小系統元件的參考值和一個連接在PB0口上的LED燈。S12XMCU系統時鐘電路和電源電路分布在PCB時，要按照以下規則布線，才能使得系統的電磁兼容性得到保證：（1） 晶振應盡量靠近MCU時鐘輸入引腳，晶振外殼要接地。（2） 盡量讓時鐘信號回路周圍電場趨近于0.用底線將時鐘區圈起來，時鐘要盡量短。（3） 晶振下面和對

7、噪聲特別敏感的器件下面不要走線（4） 鎖相環PLL的濾波電路要盡量靠近MCU（5） 每個電源端和接地端都要至少接一個去耦電容，去耦電容要盡量靠近MCU。第3章 單通道連續采樣-8位模式電路圖第4章 單通道連續采樣-8位模式源代碼/* 文件名稱：main.c 功能描述：實現AD單通道連續采樣-8位 AD轉換結果送數碼管顯示 作者： 汽車與交通工程學院 10東汽服2班 陶佳冬 編譯環境：Freescale CodeWarrier V5.0 For S12 版本： V2.0 說明： 修改記錄： 創建日期：2013-09-25*/#include /* common defines and macro

8、s */#include derivative.h /* derivative-specific definitions */*宏定義*/#define SEG_DD DDRB /段碼口方向#define DIG_DD DDRA /位碼口方向#define SEG_NUM PORTB /段碼數據#define DIG_NUM PORTA /位碼數據/*函數聲明*/void Delay(unsigned int loop_times); /延時子程序void ATD0_Init(void); /ATD0初始化子程序/*全局變量聲明*/const unsigned char g_LED_Seg_T

9、able17 = 0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F, 0x77, 0x7C, 0x39, 0x5E, 0x79, 0x71, 0x00; /共陰數碼管字形表定義/*主程序*/* 函數名稱： void main(void) 函數功能： 實現AD單通道連續采樣，并用數碼管顯示采樣結果 調用函數： void Delay(unsigned int loop_times) - main.c文件中 void ATD0_Init(void); - main.c文件中 */void main(void) /* put your

10、 own code here */ unsigned char convert_value; /AD轉換結果 unsigned char led_dig; /數碼管位選值 unsigned char i; /數碼管位選值 unsigned char SM_SBUFF3; /循環變量 /用戶緩沖顯示內容 SEG_DD = 0xFF; /段碼端口設置為輸出口 DIG_DD = 0xFF; /位碼端口設置為輸出口 SEG_NUM = 0x00; /段碼端口輸出全0 DIG_NUM = 0x00; /位碼端口輸出全0 ATD0_Init(); /AD初始化 led_dig = 0x01; for(i=

11、0;i6;i+) /單8左移 SEG_NUM = g_LED_Seg_Table8; /送段碼 DIG_NUM = led_dig; /送位碼 led_dig = led_dig1; /位選信號左移1位 Delay(500); DIG_NUM = 0x00; /熄滅數碼管 Delay(20); for(;) while(!ATD0STAT2L_CCF0) ; /等待轉換完成 convert_value = ATD0DR0L; /讀取轉換結果 /拆分轉換結果以便送顯示 SM_SBUFF2 = convert_value/100; /拆分轉換結果以便送顯示 SM_SBUFF1 = convert_

12、value/10%10; SM_SBUFF0 = convert_value%10; led_dig = 0x01; /顯示轉換結果 for(i=0;i3;i+) SEG_NUM = g_LED_Seg_TableSM_SBUFFi; DIG_NUM = led_dig; led_dig = led_dig1; Delay(1); /* wait forever */ /* please make sure that you never leave this function */*函數實現*/*函數：void delay(void)功能：延時說明：延時500*loop_times個機器周期*

13、/void Delay(unsigned int loop_times) unsigned int loop_i,loop_j; for (loop_i=0; loop_iloop_times; loop_i+) for (loop_j=0; loop_j500;loop_j+) ; /*函數：AD_Init(void)功能：ATD0初始化說明：*/void ATD0_Init(void) /初始化 ATD0DIEN = 0; /禁止數字輸入 /* APCTL1 = (ETRIGSEL | SRES1 | SRES0 | SMP_DIS | / ETRIGCH3 | ETRIGCH2 | ET

14、RIGCH1 | ETRIGCH0 | / ) */ ATD0CTL1 = 0x00; /AD分辨率選擇8位，且采樣前不放電 /* * 0b00000000 * |_ * |_ * |_ETRIGCH3ETRIGCH0外部觸發通道選擇位 * |_ * |_采樣前是否放電控制位 * |_ * |_ATD轉換精度選擇位SRES1:SRES0=0:0為8位 * |_外部觸發源選擇位，S12XS系列此位無效 */ /* APCTL2 = (0 | AFFC | ICLKSTP | ETRIGLE | / ETRIGP | ETRIGE | ASCIE | ACMPIE | / ) */ ATD0CTL

15、2 = 0x40; /AD模塊快速清零, 無等待模式, 禁止外部觸發, 中斷禁止 /* * 0b01000000 * |_ATD比較中斷使能位 * |_ATD轉換序列結束中斷使能位 * |_外部觸發信號使能位 * |_ * |_ETRIGLE:ETRIGP外部觸發信號觸發條件選擇位 * |_停止模式內部時鐘使能位 * |_AD模塊快速清零位 * |_只讀位 */ /* APCTL3 = (DJM | S8C | S4C| S2C | / S1C| FIFO | FRZ1 | FRZ0 | / ) */ ATD0CTL3 = 0x88; /AD轉換結果右對齊，每個序列1次轉換, No FIFO,

16、 Freeze模式下繼續轉換 /* * 0b10001000 * |_FRZ1:FRZ0后臺調試凍結使能位 * |_ * |_結果寄存器先進先出模式位 * |_ * |_ * |_ * |_S8CS1C一個轉換序列的長度 * |_結果寄存器數據對齊位 */ /* APCTL4 = (SMP2 | SMP1 | SMP0 | PRS4 | / PRS3 | PRS2 | PRS1 | PRS0 | / ) */ ATD0CTL4 = 0x03; /采樣時間4個周期，PRS=3 /* * 0b00000011 * |_PRS4PRS0ATD時鐘預分頻因子 * |_ * |_ * |_ * |_ *

17、 |_SMP2SMP0采樣時間選擇位 * |_ * |_ */ /* APCTL5 = (0 | SC | SCAN | MULT | / CD | CC | CB | CA | / ) */ ATD0CTL5 = 0x27; /單通道連續采樣，通道0 /* * 0b00100000 * |_ * |_CDCA模擬輸入通道選擇碼 * |_ * |_ * |_多通道采樣模式位 * |_連續轉換序列模式位，1是連續轉換；0是只進行一次轉換 * |_特殊通道轉換使能位 * |_只讀位 */ 第5章 課程設計心得課程設計是培養學生綜合運用所學知識,發現,提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環節

18、,是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程.隨著科學技術發展的日新日異，單片機已經成為當今計算機應用中空前活躍的領域， 在生活中可以說得是無處不在。因此作為二十一世紀的大學來說掌握單片機的開發技術是十分重要的。回顧起此次單片機課程設計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實踐，在整整兩星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說三極管PNP管腳不懂怎么放置，不懂分得二極管的