《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》选用全国大学生“飞思卡尔”杯智慧型汽车竞赛组委会推荐的MC9S12XS128，深入讲解基于MC9S12XS128的嵌入式系统设计，给出大量关于智慧型汽车竞赛的套用实例，配有教学课件，方便教学使用。

第1章 嵌入式系统简介 1
1.1 嵌入式系统 1
1.1.1 系统 1
1.1.2 嵌入式系统 1
1.1.3 嵌入式系统的分类 2
1.2 嵌入式系统硬体 3
1.2.1 嵌入式微处理器 3
1.2.2 嵌入式微控制器 3
1.2.3 嵌入式DSP处理器 4
1.2.4 嵌入式片上系统 4
1.3 嵌入式系统软体 4
1.4 嵌入式作业系统 5
1.4.1 嵌入式作业系统的种类 5
1.4.2 嵌入式作业系统的发展 5
1.4.3 使用实时作业系统的必要性 6
1.4.4 实时作业系统的优缺点 6
1.5 嵌入式系统开发方法 6
第2章 Freescale HCS12和HCS12X系列单片机简介 8
2.1 HCS12系列单片机概述 8
2.1.1 HCS12系列单片机的命名规则 8
2.1.2 HCS12系列单片机简介 9
2.2 HCS12X系列单片机概述 10
2.2.1 HCS12X系列单片机主要特点 10
2.2.2 XGATE协处理器与主处理器的关係 11
2.2.3 XGATE的基本特性 12
2.2.4 典型S12X系列单片机简介 14
2.3 MC9S12XS128简介 15
2.3.1 MC9S12XS128性能概述 15
2.3.2 MC9S12XS128内部结构、主要特性及引脚 15
2.3.3 MC9S12XS128引脚功能 24
2.4 CPU12（X）核 27
2.4.1 CPU12（X）核特性 27
2.4.2 编程模型 27
2.5 MC9S12XS128的存储器映射 30
2.6 MC9S12XS128内部锁相环模组PLL 31
2.6.1 CRG时钟合成暂存器（SYNR） 32
2.6.2 CRG时钟参考分频暂存器（REFDV） 32
2.6.3 CRG时钟后分频暂存器（POSTDIV） 33
2.6.4 CRG标誌暂存器（CRGFLG） 33
2.6.5 CRG时钟选择暂存器（CLKSEL） 34
2.6.6 CRG IPLL控制暂存器（PLLCTL） 35
2.6.7 CRG中断使能暂存器（CRGINT） 36
2.6.8 CRG IPLL模组套用实例 36
第3章 S12X指令系统 38
3.1 概述 38
3.2 S12X彙编指令的格式和符号说明 38
3.2.1 操作码和运算元 39
3.2.2 数据类型 39
3.2.3 数据表示方法 39
3.2.4 暂存器和存储器表示法 40
3.3 定址方式（Addressing Mode） 40
3.3.1 隐含/固有定址（Inherent Addressing，INH） 40
3.3.2 立即定址（Immediate Addressing，IMM） 41
3.3.3 直接定址（Direct Addressing，DIR） 42
3.3.4 扩展定址（Extended Addressing，EXT） 42
3.3.5 相对定址（Relative Addressing，REL ） 43
3.3.6 变址定址（Indexed Addressing，IDX） 44
3.3.7 全局定址（Global Page Index Register） 50
3.4 S12X彙编指令系统 50
3.4.1 数据传送指令 50
3.4.2 算术运算指令 58
3.4.3 逻辑运算指令 66
3.4.4 高级函式指令 71
3.4.5 程式控制指令 74
3.4.6 S12X控制指令 77
3.5 彙编程式伪指令 79
3.5.1 段定义指令 79
3.5.2 常量赋值指令 81
3.5.3 常量存储指令 82
3.5.4 分配变数指令 84
3.5.5 彙编控制指令 85
3.5.6 符号连结指令 85
第4章 C语言的嵌入式编程 87
4.1 程式语言的选择 87
4.2 C语言编程元素 88
4.2.1 全局变数和局部变数 88
4.2.2 头档案 88
4.2.3 编译预处理 89
4.2.4 数据类型 91
4.2.5 运算符 93
4.2.6 指针 95
4.2.7 条件语句、循环语句及无限循环语句 95
4.2.8 函式 98
4.3 C程式编译器与交叉编译器 101
4.4 CodeWarrior软体简介 102
4.4.1 CodeWarrior的安装 102
4.4.2 CodeWarrior使用简介 104
第5章 MC9S12XS输入/输出连线埠模组及其套用实例 110
5.1 输入/输出连线埠简介 110
5.2 输入/输出连线埠暂存器及设定 110
5.2.1 PORTA、PORTB、PORTE和PORTK 112
5.2.2 PORTT、PORTS、PORTM、PORTP、PORTH和PORTJ 114
5.2.3 A/D连线埠用做数字I/O口 116
5.3 输入/输出连线埠套用实例 118
5.3.1 控制输出设备LED实例 118
5.3.2 读取输入设备拨码开关状态实例 120
5.4 输入/输出连线埠在智慧型车系统中的套用 121
5.4.1 键盘接口设计 121
5.4.2 LED显示接口设计 122
5.4.3 LCD显示接口设计 124
第6章 MC9S12系列中断系统 129
6.1 MC9S12系列中断系统概述 129
6.1.1 复位 130
6.1.2 中断 131
6.2 MC9S12系列中断优先权 132
6.3 MC9S12系列中断程式套用实例 135
第7章 MC9S12XS系列脉宽调製模组及其套用实例 139
7.1 PWM模组概述 139
7.2 PWM模组结构组成和特点 139
7.3 PWM模组暂存器及设定 140
7.3.1 PWM使能暂存器（PWME） 141
7.3.2 PWM极性暂存器（PWMPOL） 142
7.3.3 PWM时钟选择暂存器（PWMCLK） 143
7.3.4 PWM预分频时钟选择暂存器（PWMPRCLK） 144
7.3.5 PWM居中对齐使能暂存器（PWMCAE） 145
7.3.6 PWM控制暂存器（PWMCTL） 146
7.3.7 PWM比例因子A暂存器（PWMSCLA） 148
7.3.8 PWM比例因子B暂存器（PWMSCLB） 148
7.3.9 PWM通道计数器（PWMCNT） 149
7.3.10 PWM通道周期暂存器（PWMPER） 149
7.3.11 PWM通道占空比暂存器（PWMDTY） 150
7.3.12 PWM关闭暂存器（PWMSDN） 152
7.4 PWM模组套用实例 153
7.5 PWM模组在智慧型车系统中的套用 155
7.5.1 套用PWM模组控制直流电动机 155
7.5.2 套用PWM模组控制伺服电动机 157
第8章 MC9S12XS128模/数转换模组及其套用实例 159
8.1 ATD模组概述 159
8.2 ATD模组结构组成和特点 159
8.3 ATD模组暂存器及设定 161
8.3.1 ATD控制暂存器0（ATDCTL0） 161
8.3.2 ATD控制暂存器1（ATDCTL1） 162
8.3.3 ATD控制暂存器2（ATDCTL2） 164
8.3.4 ATD控制暂存器3（ATDCTL3） 165
8.3.5 ATD控制暂存器4（ATDCTL4） 167
8.3.6 ATD控制暂存器5（ATDCTL5） 167
8.3.7 ATD状态暂存器0（ATDSTAT0） 169
8.3.8 ATD比较使能暂存器（ATDCMPE） 170
8.3.9 ATD状态暂存器2（ATDSTAT2） 170
8.3.10 ATD输入使能暂存器（ATDDIEN） 171
8.3.11 ATD比较大于暂存器（ATDCMPHT） 171
8.3.12 ATD转换结果暂存器（ATDDRn） 172
8.4 ATD模组套用实例 173
8.5 ATD模组在智慧型车系统中的套用 174
8.5.1 ATD模组在基于光电管路径识别方案中的套用 174
8.5.2 ATD模组在基于摄像头路径识别方案中的套用 176
第9章 MC9S12XS128定时器模组及其套用实例 180
9.1 TIM模组概述 181
9.2 TIM模组结构和工作原理 181
9.2.1 TIM模组结构 181
9.2.2 TIM模组工作原理 181
9.2.3 TIM模组暂存器 184
9.2.4 TIM模组中断系统 186
9.3 TIM模组的自由运行计数器和定时器基本暂存器及设定 187
9.3.1 自由运行主定时器与时钟频率设定 187
9.3.2 TIM模组基本暂存器及设定 188
9.4 TIM模组的输入捕捉功能及暂存器设定 191
9.4.1 TIM模组输入捕捉功能 192
9.4.2 与输入捕捉功能相关的暂存器及设定 192
9.5 TIM模组的输出比较功能及暂存器设定 195
9.5.1 TIM模组输出比较功能 195
9.5.2 与输出比较功能相关的暂存器及设定 196
9.6 TIM模组的脉冲累加器功能及暂存器设定 199
9.6.1 TIM模组脉冲累加器功能 199
9.6.2 与脉冲累加器相关的暂存器及设定 201
9.7 TIM模组套用实例 203
9.7.1 输入捕捉功能套用实例 203
9.7.2 输出比较功能套用实例 205
9.7.3 脉冲累加器功能套用实例 211
9.8 TIM模组在智慧型车系统中的套用 215
9.8.1 TIM模组输入捕捉功能在智慧型车系统中的套用 215
9.8.2 TIM模组脉冲累加器功能在智慧型车系统中的套用 215
第10章 MC9S12XS128周期性中断定时器模组及其套用实例 217
10.1 PIT模组概述 217
10.2 PIT模组结构和工作原理 217
10.2.1 PIT模组结构 217
10.2.2 PIT模组工作原理 218
10.3 PIT模组暂存器及设定 220
10.3.1 PIT控制和强制装载微定时暂存器（PITCFLMT） 221
10.3.2 PIT强制装载定时暂存器（PITFLT） 221
10.3.3 PIT通道使能暂存器（PITCE） 222
10.3.4 PIT复用暂存器（PITMUX） 222
10.3.5 PIT中断使能暂存器（PITINTE） 222
10.3.6 PIT逾时标誌暂存器（PITTF） 223
10.3.7 PIT微定时装载暂存器0和1（PITMTLD0/1） 223
10.3.8 PIT装载暂存器0～3（PITLD0～3） 223
10.3.9 PIT计数暂存器0～3（PITCNT0～3） 224
10.4 PIT模组套用实例 224
10.5 PIT模组在智慧型车系统中的套用 226
第11章 MC9S12XS系列串列通信接口模组及其套用实例 234
11.1 SCI模组概述 234
11.2 SCI模组结构组成和特点 234
11.3 SCI模组暂存器 235
11.3.1 SCI波特率暂存器（SCIBDH，SCIBDL） 236
11.3.2 SCI控制暂存器1（SCICR1） 237
11.3.3 SCI可选状态暂存器1（SCIASR1） 238
11.3.4 SCI可选控制暂存器1（SCIACR1） 239
11.3.5 SCI可选控制暂存器2（SCIACR2） 240
11.3.6 SCI控制暂存器2（SCICR2） 240
11.3.7 SCI状态暂存器1（SCISR1） 241
11.3.8 SCI状态暂存器2（SCISR2） 243
11.3.9 SCI数据暂存器（SCIDRH，SCIDRL） 244
11.4 SCI模组套用实例 244
11.5 SCI模组在智慧型车系统中的套用 248
第12章 MC9S12系列SPI和I2C模组及其套用实例 251
12.1 SPI模组 251
12.2 SPI模组结构组成和特点 252
12.3 SPI模组暂存器及设定 253
12.3.1 SPI控制暂存器1（SPICR1） 253
12.3.2 SPI控制暂存器2（SPICR2） 255
12.3.3 SPI波特率暂存器（SPIBR） 256
12.3.4 SPI状态暂存器（SPISR） 258
12.3.5 SPI数据暂存器（SPIDRSPIDRH，SPIDRL） 260
12.4 SPI模组套用实例 260
12.5 I2C汇流排接口 262
12.5.1 I2C汇流排概述 262
12.5.2 I2C汇流排工作原理 263
12.6 I2C模组结构组成和特点 265
12.7 I2C模组暂存器及设定 266
12.7.1 I2C汇流排地址暂存器（IBAD） 267
12.7.2 I2C汇流排分频暂存器（IBFD） 267
12.7.3 I2C汇流排控制暂存器（IBCR） 268
12.7.4 I2C汇流排状态暂存器（IBSR） 269
12.7.5 I2C汇流排数据输入/输出暂存器（IBDR） 271
12.8 I2C模组在智慧型车系统中的套用 271
第13章 综合套用实例 275
13.1 概述 275
13.2 综合套用实例1 275
13.2.1 系统组成 275
13.2.2 A/D输入接口 276
13.2.3 显示接口 276
13.2.4 通信接口 277
13.2.5 套用软体设计 277
13.2.6 软体流程图 281
13.3 综合套用实例2 283
13.3.1 系统组成 283
13.3.2 MircoSD卡接口 283
13.3.3 通信接口 284
13.3.4 SD卡工作电源 284
13.3.5 套用软体设计 284
13.3.6 MircoSD卡套用软体设计 286
13.3.7 软体流程图 288
13.4 综合套用实例3 290
13.4.1 系统组成 291
13.4.2 A/D输入接口 291
13.4.3 显示接口 291
13.4.4 直流电动机驱动接口 291
13.4.5 测速输入信号调理电路 293
13.4.6 伺服电动机驱动接口 293
13.4.7 套用软体设计 293
13.4.8 软体流程图 295
13.5 综合套用实例4 297
13.5.1 系统组成 297
13.5.2 起始线信号检测方法 297
13.5.3 套用软体设计 299
13.5.4 软体流程图 300
附录A S12彙编指令系统汇总表 303
附录B S12彙编指令系统汇总表解释说明 317
附录C S12彙编指令机器码汇总表 322
附录D S12X彙编指令机器码汇总表解释说明 326
附录E HS12实验开发平台 327
参考文献 331