飞思卡尔qg8实验教程

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1、第一章基础理论1.1单片机程序设计与应用系统开发过程单片机的行为是受程序控制的，因此开发与使用单片机必然会遇到程序设计的问题，单片机设计是一个硬件与软件结合的问题，而其软件设计的工作往往占有更多的成分。一个完整的嵌入式系统开发过程，除了硬件电路的设计外，软件工作包括程序编辑、汇编或编译、程序下载、程序调试、脱机验证等过程。程序的编辑就是按照一定的格式，采用汇编或者C等高级语言进行编写。早期的单片机程序设计在DOS环境下符合一定的格式编辑，然后采用一个合适的软件汇编，生成二进制等CPU能识别的目标代码，将单片机（内带程序存储器的情形）或程序

2、存储器放入编程器，编程器通过串口或USB等接口与PC机相连，将PC机存放的CPU能识别的代码下载到单片机或程序存储器中。图1-1是一个简单的说明。图1-1　程序设计过程采用以上方式进行开发的情形下，单片机必须是能从电路板上取下来，这对贴片封装的单片机就无能为力了。此时为了能在线仿真调试，需要昂贵的仿真头和仿真电缆与软件，而且几乎没有仿真器能做到100%的功能仿真，甚至有的问题正是来自于仿真器。随着技术的发展，采用ISP技术，只要在目标电路板上预留一个接口，通过一个很小的下载器，与PC机串、并口或USB口相连，就可以进行程序的调试与下载，尤

3、其是有的单片机具有JTAG接口，下载调试更加方便，调试尽可能少占用单片机资源，更有甚者，像freescale的单片机，内置背景调试控制器（BDC，BackgroundDebugController），支持一线ISP和程序调试。目前程序开发需要的各种软件，如编辑、汇编、编译、链接、调试、下载等都集成到一个环境下（集成开发环境IDE），这些开发环境有的是针对某种单片机，由单片机厂商提供，有的则比较通用一些，这些开发环境如SiliconLaboratories，AVRStudio，KeiluVision，FreescaleCodeWarrior

4、等。对于单片机初学者而言，进行单片机入门级的学习，建议手头具备如下材料：（1）某款单片机的完整的数据手册。需要搞清楚存储器配置情况，程序应该放在哪，数据与变量应该放在哪，程序是如何放入单片机中的（如果单片机中有程序存储器的话），如果单片机支持ISP功能，最好动手做一个下载器；（2）拥有使用单片机的完整的指令系统，寻址方式如果不太好掌握，先看指令。建议采用C等高级语言编程，这样可以避免学习枯燥难记的汇编指令。最好有一些例程，以及若干能完成某种功能的程序模块，包括对单片机管脚的电平控制程序。必须掌握程序的总体结构、变量的定义、程序开始位置、中

5、断入口与处理方法、单片机I/O口的控制，单片机寄存器的控制等；（3）选择并确定合适的程序设计开发环境与编译器，了解程序设计中辅助汇编与编译的伪指令，通过实例了解程序设计中应该包含的头文件和库文件；了解集成开发环境中的程序调试与模拟仿真方法；（4）如果条件允许，选择合适的开发板与程序下载调试的方式，程序调试与监控手段。（5）尽可能多的看别人写的完整的实例程序。（6）如果是要进行系统开发，则需要在系统开发工具与开发语言的选择上下一番功夫。1.1.1单片机应用系统开发工具的选择单片机系统的开发离不开相应的开发工具，包括编程器、实时仿真器、虚拟仿

6、真软件、编译软件等。开发工具的主要作用包括系统硬件电路的诊断与检查、程序的输入与修改、程序的调试、程序的固化等。编程器的作用就是将单片机程序的机器码烧写到单片机的存储器中，也称为程序的下载、烧写或固化。对于支持ISP功能的单片机，只需要下载电缆（或下载器）就可以完成。实时仿真器包括相应的软件和硬件，一般是通过PC机，用软件监视程序在单片机中的实际情况。有的时候，程序实际是在PC机上运行，当需要与硬件交换信息的时候，才通过适当的接口实现PC机与目标板的信息交换。仿真器的主要功能是实时运行程序，在程序中设置断点，通过仿真接口，监视和控制程序的

7、运行，查看和修改内部寄存器和数据存储器等。除了硬件实时仿真器，另一种做法就是软件监控程序的方法，在单片机的程序存储器中开辟一块地方，预先下载一段代码，该代码与PC机通讯，接受PC机的命令，同时接管单片机正常的中断，读取单片机内部寄存器与存储器信息，并发送到PC机，以达到程序监控的目的。针对支持ISP功能的单片机，可以通过实时仿真器或监控软件完成程序的下载工作。虚拟仿真软件主要在没有单片机硬件情况下进行软件程序调试。通常这种系统是通过模拟开发软件和计算机平台构成。在仿真软件的支持下，可方便地实现对单片机硬件模拟、指令模拟和运行状态模拟，从而

8、完成软件开发的全过程。目前比较典型的产品有英国Labcenterelectronics公司的proteus软件和NImultisim软件。虚拟仿真软件借助PC机比单片机性能高得多的特点，以及各