FreeScaleHCS12X内核单片机实验指导书.doc

一般性实验1、所有资料存放在6目录“单片机教学-FreescaleS12XEP100实验课全部资料”2、关于如何安装、使用CodeWarrior软件，请参考子目录“CodeWarrior软件操作讲解视频”视频3、关于实验箱的电路连接，请参考子目录“实验箱电路PDF”下的PDF文档4、目录HCS12 demoExmples- xep100 2010-5-3是一个完整的Demo程序，包含S12XEP100单片机几乎所有外设以及实验箱所有模块的使用。 5、编写中断服务程序，需要了解中断向量表内容，请参考MC9S12XS256RMV1.pdf文件：P162，Table4-10 Exception Vector Map and Priority. P53，Table 1-9. Reset Sources and Vector Locations.P54-55，Table 1-10. Interrupt Vector Locations. 6、要正常产生中断，需要在主程序main()里，进入主循环（while(1), for(;)）之前加入以下语句： IRQCR_IRQEN=0; /关闭IRQ IRQCR_IRQE=0; EnableInterrupts; /允许全局中断7、实验箱硬件连接步骤图示： （1）请按照下图插上电源线，并打开电源开关； （2）请按照下图示连接两根USB线，其中一根是USB转串口用，另一根是BDM调试用；实验一 普通I/O口操作实验实验目的：1、熟悉CodeWarrior开发环境，熟悉HCS12X基本程序结构2、理解Freescale MCU的编程框架 3、熟悉编程调试环境，新建工程、编译、调试、下载运行程序4、掌握I/O的基本编程方法 范例程序: demoXEPLED实验要求： 1、参看实验箱电路PDF文档，熟悉实验板结构。LED的连接如下图示：2、理解并运行关于I/O口操作的LED灯控制程序demoXEPLED3、在理解上述程序的基础上，按下列要求新建一工程，编写程序实现（要求用最简洁的语句实现以下各效果）：(1)效果为：8个LED中只有一个灯亮，亮灯顺序是从左到右，再从右到左，一个周期时间长度约4秒。（效果1）(2)效果为：8个LED中只有两个连在一起的灯亮，亮灯顺序是从左到右，再从右到左，一个周期时间长度约4秒。（效果2）(3)效果为：8个LED中只有一个灯亮，亮灯顺序是从左到右，再从右到左，一个周期时间长度约8秒。（效果3）(4)效果自定。（效果4）实验二 串行通信实验实验目的：1、理解串行通信基本原理,掌握MCU串行通信基本编程方法2、理解串行通信的查询方式和中断方式原理及其编程范例程序: demoXEPSCI使用“Windows-附件-通迅-超级终端”作为上位机实验要求：1、运行范例程序demoXEPSCI前，请做好如下准备工作:（1）将实验箱配的白色USB线连接到计算机的USB接口，另一头接在实验箱核心板左边的Mini USB接口（不是底板上的Mini USB接口，是核心板背面左边的Mini USB接口）；（2）在计算机上单击“开始”“程序”“附件”“通讯”“超级终端”，弹出如下窗口：在“名称”栏内随意输入一个名称，如“cm1”。然后单击“确定”。弹出如下窗口：在上图“连接时使用”栏中选择虚拟出来的COM口（每台电脑不同，请查看“我的电脑-属性-硬件-设备管理器-端口(COM和LPT)” ），然后单击“确定”按钮。弹出如下窗口：确保此窗口各栏中参数都如上图所示设置好。提示：只要单击“还原为默认值”，即可设置为上述参数。然后单击“确定”。接下来就可在超级终端的窗口中输入数据，所有输入的数据将通过计算机串口发送给单片机，计算机串口收到的数据也将在此超级终端窗口中显示。注意：此时，用户在超级终端中输入的数据不会显示出来，而是直接通过串口发送出去了。如果要显示用户输入的数据，需要更改设置：单击“超级终端”菜单“文件”“属性”，在弹出的窗口单击“设置”选项卡“ASCII码设置”，在“本地回显键入的字符”前打“”，然后确定，这样设置完后才能在超级终端中显示用户输入的字符。2、运行上述范例程序，查看并分析程序执行效果。3、在理解上述程序基础上，按下列要求新建一程序：将从串行口收到的数据原样发送到串行口。根据从串行口收到的数据控制四种不同的LED显示效果，l 收到字符1:LED灯的效果为实验一中的效果1，并向串行口发送字符串“LED效果1”；l 收到字符2:LED灯的效果为实验一中的效果2，并向串行口发送字符串“LED效果2”；l 收到字符3:LED灯的效果为实验一中的效果3，并向串行口发送字符串“LED效果3”；l 收到字符4:LED灯的效果为实验一中的效果4，并向串行口发送字符串“LED效果4”；l 收到其他字符：LED灯全部一起闪烁（同时亮同时熄，周期1秒）,并向串行口发送字符串“输入错误！”实验三 键盘中断实验实验目的：1、理解键盘扫描的基本原理,掌握键盘电路基本接法与键值计算方法2、编制键盘查询、键盘中断、键值识别程序范例程序: demoXEPKEY实验要求：1、实验箱上44行列式键盘的电路连接如下所示（PTT即单片机的T口）：2、运行范例程序（查询方式），观察并分析实验结果3、在理解上述程序基础上，实现以下功能：（1）按下任一键，在超级终端输出相应按键键值；（2）长按任一键不放，则在超级终端输出从该键键值开始不断往上累加的数值，直至放开该按键。比如：长按住5键，则在超级终端输出：5 6 7 8 9 10 11 等，直至放开5键。4、使用中断方式实现键盘扫描程序，实现3给出的任务。（选做）提示：（1）中断向量表：vector base=0xFF00，上电复位向量的中断向量为0xFFFE，序号为0，每2个字节为一个中断向量。请参考MC9S12XS256RMV1.pdf文件，P54-55，Table 1-10. Interrupt Vector Locations. （2）PT4.0可用作ECT通道的输入输出（ECT：增强型捕抓定时器）（3）参考例程（照搬不能正常运行，特殊功能寄存器的配置值只是参考值）：void ECT_Init(void) TSCR1 = 0x80; /* enable timer TCNT */ TSCR2 = 0x80; /* TCNT prescaler setup PACTL=0x00; /16位定时器时钟源分频系数设置 TIOS=0xff; /通道功能选择 TCTL3=0x00; /通道捕捉电平设置 TCTL4=0x05;/通道捕捉电平设置 TIE=0x00; /输入捕捉通道中断允许位 ICOVW=0xff;/捕捉结果覆盖允许位 ICSYS=0x02;/计数器到$FF后回$00/-TIME0_ECT-/function:捕捉中断通道0用来捕捉CIS sp 信号 void interrupt 8 TIME0_ECT(void) / 中断向量为0xFFEE，序号为8 CIS_CP_Counter=0x00; CIS_Data_Counter = 0x00; TFLG1|=0x02; /中断标志位，清哪位就向哪位写 1 TIE|=0x02; /输入捕捉通道中断允许位：1允许,0不允许 TFLG1|=0x01; /中断标志位实验四 A/D转换实验实验目的：1、掌握HCS12X单片机的A/D转换编程方法；2、学会基本的综合应用，串行口和A/D转换器的综合应用。范例程序: demoXEPADC备注：ADC模块涉及的特殊功能寄存器比较多，除了教材讲述的ATDCTL2、ATDCTL3、ATDCTL4、ATDCTL5、ATDSTAT0、ATDSTAT1、ATDDIEN、ATDDR外，对于S12X内核，还有ATDCTL0、ATDCTL1、ATDSTAT2H、ATDSTAT2L，其中ATDDIEN又分为ATDDIENH、ATDDIENL，ATDDR也从原来的ATDDR0 ATDDR7扩展为ATDDR0 ATDDR15学习技巧：(1)凡是命名中含CTL的，是控制（control）寄存器，用来设置转换精度、转换序列、转换时钟、转换通道选择、启动或停止转换等； (2)凡是命名中含STAT的，是状态（status）寄存器，用来判断序列或者各通道转换是否结束等； (3)凡是含DIEN的，是使能（enable）寄存器，用于使能各通道是否需要数字输入缓冲； (4)凡是含DR的，是数据寄存器（Data Register），用于存放各通道转换之后的数据，每个通道对应一个转换结果存储器需要了解某个特殊功能寄存器某一个位的时候，可以查教材，教材没有谈及的，可以查S12X单片机的用户参考手册“MC9S12XEP100RMV1.pdf”，使用查询功能，输入需要查询的特殊功能寄存器名，就可以查到。实验要求：1、ADC转换的对象是三轴加速度传感器，电路如下图示：2、运行范例程序，把实验箱往不同方向倾斜，观察并分析在超级终端输出的转换结果；3、在理解上述程序基础上，新建程序实现“使用三轴加速度传感器测量角度”的功能。过程如下：分别对三轴加速度传感器的X、Y、Z轴进行ADC转换，根据转换得到的数值计算实验箱倾斜的角度。设计性实验实验一、计算器设计实现普通十进制计算器的功能，按键采用实验箱上的44键盘，显示采用实验箱上彩色触摸LCD，键盘符号定义如下：1234567890+-=*/“-”表示退格，即删除键，按一次删除LCD的最后一个数字。LCD的第一行显示运算式，第二行显示运算结果。比如要计算机12+34，在键盘上按下相应键后，LCD的第一行显示“12+34”，按下“=”号后，LCD的第二行显示“=46”。其他功能同普通计算器相同（只实现加减乘除四则运算功能）。实验二、电子琴设计在实验箱上实现功能电子琴的功能。键盘符号定义如下：1234567LH=按下1-7，实验箱上的喇叭发出对应的音调（中音），当同时按下L和1-7时是，喇叭发出低音，同时按下H和1-7时，喇叭发高音。只要按键没松开，喇叭一直发声，直到松到按键。喇叭的电路见实验箱电路PDF文档。喇叭前有一个低通滤波器和一个功放电路，编程时候注意。按键L +12345671234567H +1234567音符低中高123456712345671234567频率值2622943303493924404945235586606987848809881046