嵌入式技术基础与实践

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1、课程设计报告课程设计名称：嵌入式技术基础与实践系别：三系学生姓名：班级：09通信工程学号：成绩：指导教师：王志超开课时间：2012-2013学年1学期第一章嵌入式系统的需求分析HC08和HCS08单片机是Freescale(飞思卡尔)公司于2000年前后推出的新一代单片机。HC08、HCS08系列单片机使用相当的广泛，集成度高不需外扩，减少外扩带来的干扰，符合嵌入式单片机的要求，性能稳定、性价比高。飞思卡尔半导体是全球领先的半导体公司，为汽车、消费、工业、网络和无线市场设计并制造嵌入式半导体产品。在全球30多个国家和地区拥有设计、研发、制造和

2、销售机构。飞思卡尔半导体是全球最大的半导体公司之一。Freescale公司(2004年7月之前称为Motorola公司的半导体事业部)为全球提供的各种MCU已突破170片，广泛用于各大品牌的产品：摩托罗拉手机、索尼电子、惠尔普电器、罗技（Logitech）键盘与鼠标、美国力健（Lifefitness）心血管与力量训练器材、思科（Cisco）路由器、Bose音响、Trane供暖与制冷设备以及奔驰、宝马、福特、现代和通用汽车。然而我国国内大多数“熟悉”单片机的人却不知晓这一底细，国内的微控制器市场从20世纪80年代开始，一直由Intel公司推出的

3、MCS-51占据着绝对的统治地位。人们又逐渐发现，从进口的电子信息类产品，特别是各类通信产品中，其中有MCU的，多数使用了Freescale的产品，而不是MCS-51。因此学习FreescaleHCS08是非常重要，本报告描述一个FreescaleHCS08单片机实验系统软件实例，通过各个不同模块，验证单片机各模块工作是否正常。可以独立工作观察MCU工作是否正常，也可以通过串行通信与PC机连接，实现与PC机的相互控制。嵌入式系统设计的学习，首先把嵌入式系统软件与硬件基础打好了，再根据实际需要，选择一种实时操作系统（RTOS）进行学习实践。使用

4、RTOS也是视实际情况而定，使用RTOS适合实时多任务多线程的情况。在此设计，MCU与PC机间通信的数据是几种不同外设，为了区分，需给不同的外设数据前标识不同的标识符，用于确定不同外设的数据。编程之前确定每个模块硬件正常与否，测试方法参考“实验指导”教材相应章节。编程设计方法：MCU端每个模块程序编写完成后，及时用串行通信软件通过SCI连接PC机调试MCU端程序。MCU的每个模块调试成功后，再使用高级语言开发编写PC端的相应通信模块程序，直至综合实验系统完全实现。完成普通I/O口输入输出、驱动LCD显示、串行通信数据接收与发送、定时器计时、P

5、WM、键盘输入、AD转换、FLASH读写模块等功能。第二章系统构成2.1硬件原理图图C-1系统硬件原理图（最小系统）系统使用MC9S08AW60MCU为核心，其最小原理图见图C-1所示。（1）用PTC口的2引脚连接1号小灯；（2）用PTD口的1引脚连接拨码开关；（3）用PTE口的0引脚、1引脚分别连接SCI串行通信的发射口、接收口；（4）用PTA口的0~7引脚连接LCD的数据口，PTC口的4、6引脚、PTF口的6引脚连接LCD的控制引脚RS、RW、E，共3个引脚驱动LCD显示；（5）用PTD口的2、3、7引脚以及PTG口的0~4引脚共8个引脚

6、连接键盘；其中PTD口的2、3、7引脚和PTG口的4引脚定义为输入线，PTG口的0~3引脚定义为输出线，利用扫描方式获取健值；（6）用PTD口的6引脚定义为AD采样线，MCU读取该引脚，显示对象的量化值；（7）PTE口的2引脚输出PWM波，控制连接在该引脚小灯的亮度。具体连线方式见图C-2。图C-2系统连线图2.2软件结构图软件包括MCU端与PC端2部分组成，下面分别介绍2部分软件的结构。2.2.1MCU端软件结构图C-3MCU端软件结构图根据需求分析，选择MCU端所需资源，MCU可以开关控制、小灯显示、LCD显示、LED显示、键盘输入、AD

7、转换、定时器溢出计时、产生PWM波、FLASH读写、SCI串行通信数据发送与接收等。MCU端软件结构图，如图C-3所示。硬件组建的方法：测试所选择的每个模块，成功一个添加一个，同时做好测试软件的备份，并注释日期。模块验证的方法见各实验的章节。2.2.2PC端软件结构图C-4PC端软件结构图PC端使用C#编程，以串行通信为核心，使用串行通信与MCU进行通信实现，对MCU的控制和对MCU反馈信息进行处理，并反映在用户界面上。根据MCU提供的功能，编写程序匹配其工作。PC端程序包括串行通信数据输入输出、开关小灯控制、AD转换数据显示、Time（定时

8、器）、PWM控制、FLASH读写、键盘数据显示模块。软件结构图如图C-4所示。第二章MCU方的程序设计本章节将详细介绍MCU端的主程序和中断程序，利用各个模块完成本