0. S9S12G系列单片机概况
在这个系列里面可应用的模块包括以下特点:
S12内核
高达240KB的片内在线可编程FLASH存储器防纠错闪存
高达4KB防纠错EEPROM
高达11KB片内SRAM
拥有内部滤波器的锁相环回路(IPLL)频率乘法器
4-16MHz振幅控制穿透振荡器
1MHz内部RC振荡器
定时单元(TIM)支持达到8通道(提供16位输入俘获,输出比较,计数,脉冲存储器功能)
多达8*8通道脉宽调节(PWM)模块
多达16通道,10位或12位分辨率逐次近似计算法模数转换器(ADC)
多达两个8位数模转换器(DAC)
多达一个5V模拟比较器(ACMP)
多达3个串行外围接口模块(SPI)
多达3个串行通信接口(SCI)模块(支持LIN通信)
多达一个多级控制局域网(MSCAN)模块(支持CAN2.0 A/B 协议)
在线片内稳压器(VREG)用于控制内部供给和内部电压
自动周期性中断(API)
固定电压基准精度参考ADC转换器
1. 搭建最小系统
1.1 晶振电路
1.2 复位电路
1.3 BDM调试电路
1.4 供电电路
2. 配置片上资源
时钟、定时器、GPIO、外部中断、PWM、EE、IIC、SCI、SPI、CAN、看门狗
2.1 时钟配置
/*******************************************************************************
Function Name : PLL_Init
Parameters : unsigned char pll_synr
unsigned char pll_refdv
unsigned char pll_postdivNONE
Modifies : NONE
Returns : NONE
Notes : Sets BUSCLK = 40MHz from OSCCLK = 4MHz
Issues : NONE
*******************************************************************************/
static void PLL_Init(unsigned char pll_synr, unsigned char pll_refdv, unsigned char pll_postdiv)
{
CPMUPROT = 0x26U; /* Disable protection of clock configuration registers */
CLKSEL = 0X00; //disengage PLL to system
PLLCTL_PLLON = 1; //turn on PLL
//CPMUREFDIV_REFFRQ = 2;
/* CPMUSYNR: VCOFRQ1=0,VCOFRQ0=0,SYNDIV5=0,SYNDIV4=0,SYNDIV3=0,SYNDIV2=1,SYNDIV1=0,SYNDIV0=1 */
CPMUSYNR = pll_synr; // Set the multiplier register [3]
/* CPMUREFDIV: REFFRQ1=0,REFFRQ0=1,REFDIV3=0,REFDIV2=0,REFDIV1=0,REFDIV0=1 */
CPMUREFDIV = pll_refdv; // Set the divider register [1]
/* CPMUPOSTDIV: POSTDIV4=0,POSTDIV3=0,POSTDIV2=0,POSTDIV1=0,POSTDIV0=0 */
CPMUPOSTDIV = pll_postdiv; // Set the post divider register [1]
CPMUOSC_OSCE = 1; // External oscillator enable. 8MHZ. FREF=FOSC/(REFDIV+1)
_asm(nop);
_asm(nop);
while(!CPMUFLG_LOCK); // Wait till the PLL VCO is within tolerance
CPMUCLKS_PLLSEL = 1; // Select clock source from PLLCLK,bus=fPLL/2; COP is clocked from OSCCLK
ECLKCTL_NECLK=0; // Enable the BusClk output at ECLK pin to see busclk if necessary
CPMUPROT = 0x00U; /* Enable protection of clock configuration registers */
}
PLL_Init(0x58, 0x07, 0x00); // 25MHz BUSCLK from 8 MHZ oscclk, PEE mode,系统时钟fbus = fPLL / 2
//--- PLL Initialization ---------------
//SetPEEmodeBUSCLK(0x58, 0x03, 0x00); // 25MHz BUSCLK from 4 MHZ oscclk, PEE mode
//SetPEEmodeBUSCLK(0x58, 0x07, 0x00); // 25MHz BUSCLK from 8 MHZ oscclk, PEE mode
//SetPEEmodeBUSCLK(0x03, 0x40, 0x00); // 16MHz BUSCLK from 4 MHZ oscclk, PEE mode
//SetPEEmodeBUSCLK(0x01, 0x80, 0x00); // 16MHz BUSCLK from 8 MHZ oscclk, PEE mode
//SetPEEmodeBUSCLK(0x01, 0x80, 0x07); // 2MHz BUSCLK from 8 MHZ oscclk, PEE mode
//SetPEEmodeBUSCLK(0x02, 0x80, 0x00); // 24MHz BUSCLK from 8 MHZ oscclk, PEE mode
2.2 定时器配置
2.3 GPIO配置
/*****************************************************************
** 程序名:MC9S12G128 IO
** 参 数:无
** 功 能:G128 IO口LED按一定间隔时间闪烁
** 注 意:LED位于G128 PD0口
** 作 者:赵露露
** 版 本:v1.0
** 时 间:2012.5.6
******************************************************************/
#include <hidef.h> /* common defines and macros */
#include "derivative.h" /* derivative-specific definitions */
/*****************************************************************
** 函数名: delayms()
** 参 数:xms
** 功 能:在16MHz总线时钟下大约延时xms毫秒
** 注 意:
******************************************************************/
void delayms(uint xms)
{
uint z,j;
for(z=xms;z>0;z--)
for(j=1600;j>0;j--);
}
void main(void)
{
DDRD = 0xFF; //设置PD(0-7)方向为输出
PORTD = 0xFF; //设置PD(0-7)输出高电平
while(1)
{
PORTD_PD0 = ~PORTD_PD0; //对PD0口取反
delayms(1000); //延时
}
}
2.4 外部中断配置
/*****************************************************************
** 程序名:MC9S12G128 按键检测(中断方式)
** 参 数:无
** 功 能:当按下按键后LED关闭0.1秒
** 注 意:LED位于G128 PD0口,按键位于G128 PP0口
** 作 者:赵露露
** 版 本:v1.0
** 时 间:2012.5.7
******************************************************************/
#include <hidef.h> /* common defines and macros */
#include "derivative.h" /* derivative-specific definitions */
/*****************************************************************
** 函数名: delayms()
** 参 数:xms
** 功 能:在16MHz总线时钟下大约延时xms毫秒
** 注 意:
******************************************************************/
void delayms(uint xms)
{
uint z,j;
for(z=xms;z>0;z--)
for(j=1600;j>0;j--);
}
//中断函数
//将中断函数置于非分页区内,地址空间超过了16位的寻址空间64K,但是它的中断向量地址只有16位,所以中断程序要执行,就得在它16位的寻址空间也即非分页区内,这就是为什么会将S12的中断函数置于非分页区的原因。
#pragma CODE_SEG __NEAR_SEG NON_BANKED
interrupt 56 void IRQ_ISR(void) //56为PP口中断向量号,它是由文件"mc9s12g128.h"中定义的宏,可在这个文件中搜索"VectorNumber"查找各个中断的中断向量号
{
DisableInterrupts; //关闭中断
PIFP_PIFP0 = 1; //清除PP0的中断标志位
PORTD_PD0 = 1; //关闭LED
delayms(100); //延时以至于可以观察到效果
EnableInterrupts; //打开中断
}
#pragma CODE_SEG DEFAULT //将后续代码置于默认区域内
void main(void)
{
DDRD = 0xFF; //设置PD(0-7)方向为输出
PORTD = 0xFF; //设置PD(0-7)输出高电平
DDRP_DDRP0 = 0; //设置PP0口方向为输入
PERP_PERP0 = 1; //设置PP0口拉设备启用
PPSP_PPSP0 = 1; //打开PP0口上拉
PIEP_PIEP0 = 1; //设置PP0口中断使能
EnableInterrupts; //打开中断
while(1)
{
PORTD_PD0 = 0; //打开LED
}
}
/*****************************************************************
** 程序名:MC9S12G128 按键检测
** 参 数:无
** 功 能:当按下按键后,打开或关闭LED灯
** 注 意:LED位于G128 PD0口,按键位于G128 PB0口
** 作 者:赵露露
** 版 本:v1.0
** 时 间:2012.5.6
******************************************************************/
#include <hidef.h> /* common defines and macros */
#include "derivative.h" /* derivative-specific definitions */
/*****************************************************************
** 函数名: delayms()
** 参 数:xms
** 功 能:在16MHz总线时钟下大约延时xms毫秒
** 注 意:
******************************************************************/
void delayms(uint xms)
{
uint z,j;
for(z=xms;z>0;z--)
for(j=1600;j>0;j--);
}
void main(void)
{
DDRD = 0xFF; //设置PD(0-7)方向为输出
DDRB = 0x00; //设置PB(0-7)方向为输入
PORTD = 0xFF; //设置PD(0-7)输出高电平
PUCR_PUPBE = 1; //PB口上拉使能
while(1)
{
//按键未按下
if(PORTB_PB0 == 1)
{
PORTD_PD0 = 1; //LED关闭
}
//按键按下
else
{
delayms(10); //延时消除按键抖动
if(PORTB_PB0 == 0)
PORTD_PD0 = 0; //LED打开
}
}
}
2.5 PWM配置
/*****************************************************************
** 程序名:MC9S12G128 PWM
** 参 数:无
** 功 能:初始化G128PWM,频率,16KHz,占空比50%
** 注 意:总线时钟需超频至32MHz
** 作 者:赵露露
** 版 本:v1.0
** 时 间:2012.5.11
******************************************************************/
#include <hidef.h> /* common defines and macros */
#include "derivative.h" /* derivative-specific definitions */
/*****************************************************************
** 函数名: delayms()
** 参 数:xms
** 功 能:在32MHz总线时钟下大约延时xms毫秒
** 注 意:
******************************************************************/
void delayms(uint xms)
{
uint z,j;
for(z=xms;z>0;z--)
for(j=5340;j>0;j--);
}
/*****************************************************************
** 函数名: PLL_Init()
** 参 数:无
** 功 能:将G128超频至16M,32M,64M
** 注 意:
******************************************************************/
void PLL_Init(void)
{
CPMUPROT = 0x26; //保护时钟配置寄存器
CPMUCLKS_PSTP = 0; //禁用PLL
CPMUCLKS_PLLSEL = 1; //选择PLL作为系统时钟源
CPMUOSC_OSCE = 1; //外部晶振使能
CPMUSYNR = 0x07; //fVCO= 2*fOSC*(SYNDIV + 1)/(REFDIV + 1)
CPMUREFDIV = 0x03; //16M:07,0F;32M:07,07;64M:07,03
CPMUPOSTDIV = 0x00; // PLL CLOCK = VCO CLOCK / (POSTDIV + 1)
//BUS CLOCK = PLL CLOCK/2
_asm(nop);
_asm(nop);
CPMUPLL=0x10; //锁相环调频启用,用以减少噪音
while(CPMUFLG_LOCK == 0); //等待PLL稳定
CPMUPROT = 0x00; //关闭保护时钟
}
/*****************************************************************
** 函数名: PWM_Init()
** 参 数:无
** 功 能:初始化G128的PWM模块
** 注 意:01 23通道级联使用
******************************************************************/
static void PWM_Init(void)
{
PWME_PWME0 = 0; //禁止通道
PWME_PWME1 = 0;
PWME_PWME2 = 0;
PWME_PWME3 = 0;
PWMCTL_CON01 = 1; //01,23通道连接成16位PWM使用
PWMCTL_CON23 = 1;
PWMCNT0 = 0x00; //0123通道计数被禁止
PWMCNT1 = 0x00;
PWMCNT2 = 0x00;
PWMCNT3 = 0x00;
PWMPRCLK = 0x00; //预分频 A、B 1分频 32MHz
PWMSCLB = 0x01; //0x01 : SB_CLK = B_CLK / (1*2) == 16MHz
//SB时钟设置
PWMSCLA = 0x01; //0x01 : SA_CLK = B_CLK / (1*2) == 16MHz
//SA时钟设置
PWMPOL_PPOL1 = 1; //起始高电平
PWMCLK_PCLK1 = 1; //PWM1---SB 时钟源的选择
PWMPOL_PPOL3 = 1;
PWMCLK_PCLK3 = 1; //SA时钟设置
PWMCAE_CAE1 = 0; //对齐方式设置
PWMCAE_CAE3 = 0;
PWMDTY01 = 500; // Duty cycle = 占空比寄存器设置 3500
PWMPER01 = 1000; //周期==(1/16M)*(1000)= ms; 16kHz 周期寄存器设置
PWMDTY23 = 500;
PWMPER23 = 1000; //周期==(1/16M)*(1000)= ms; 16kHz
PWME_PWME1 = 1; //Enable PWM 使能
PWME_PWME3 = 1;
}
void main(void)
{
DDRD = 0xFF; //设置PD(0-7)方向为输出
PORTD = 0xFF; //设置PD(0-7)输出高电平
PLL_Init();
PWM_Init();
while(1)
{
PORTD_PD0 = ~PORTD_PD0; //LED取反
delayms(1000);
}
}
2.6 ADC配置
/*****************************************************************
** 函数名: AD_Init()
** 参 数:无
** 功 能:AD初始化
** 注 意:
******************************************************************/
void AD_Init(void)
{
//8路通道
ATDCTL1=0x20; //7:1-外部触发,65:00-8位精度,01-10位精度,4:放电,3210:ch
ATDCTL2=0x40; //忽略外部触发,中断禁止
ATDCTL3=0x80; //右对齐无符号,每次转换8个序列, 无缓冲, 冻结模式下继续转换
ATDCTL4=0x01; //765:采样时间为4个AD时钟周期,ATDClock=[BusClock*0.5]/[PRS+1]
ATDCTL5=0x30; //6:0特殊通道禁止,5:1连续转换 ,4:1多通道轮流采样
ATDDIEN=0x00; //作为AD用,IO口禁止
}
/*****************************************************************
** 函数名: ReadATD()
** 参 数:ch:读取第ch通道电压值
** 功 能:读取AD采集的电压值
** 注 意:10位精度
******************************************************************/
ReadATD(byte ch)
{
signed int ad = 0; //存放采集电压值
while(ATDSTAT0_SCF == 0); //等待转换完成
switch(ch)
{
default:
case 0:
ad = ATDDR0;
break;
case 1:
ad = ATDDR1;
break;
case 2:
ad = ATDDR2;
break;
case 3:
ad = ATDDR3;
break;
case 4:
ad = ATDDR4;
break;
case 5:
ad = ATDDR5;
break;
case 6:
ad = ATDDR6;
break;
case 7:
ad = ATDDR7;
break;
}
return ad;
}
2.7 EE配置
2.8 IIC配置
2.9 SCI配置
/*****************************************************************
** 程序名:MC9S12G128 串口
** 参 数:BusCLK_nM 总线时钟
** 功 能:使用G128串口通信
** 注 意:程序中使用的是G128的第一路串口,即(S0,S1)
** 作 者:
** 版 本:v1.0
** 时 间:2012.5.9
******************************************************************/
#include <hidef.h>
#include "derivative.h"
#include <ctype.h>
#include <string.h>
#include <stdarg.h>
#define BusCLK_nM 16000000
#pragma CODE_SEG DEFAULT
#define CR_as_CRLF TRUE // if true , you can use "\n" to act as CR/LF,
// if false, you have to use "\n\r",but can get a higher speed
static int do_padding;
static int left_flag;
static int len;
static int num1;
static int num2;
static char pad_character;
unsigned char uart_getkey(void)
{
while(!(SCI0SR1&0x80)) ; //keep waiting when not empty
return SCI0DRL;
}
void uart_putchar(unsigned char ch)
{
if (ch == '\n')
{
while(!(SCI0SR1&0x80)) ;
SCI0DRL= 0x0d; //output'CR'
return;
}
while(!(SCI0SR1&0x80)) ; //keep waiting when not empty
SCI0DRL=ch;
}
void putstr(char ch[])
{
unsigned char ptr=0;
while(ch[ptr]){
uart_putchar((unsigned char)ch[ptr++]);
}
}
static void padding( const int l_flag)
{
int i;
if (do_padding && l_flag && (len < num1))
for (i=len; i<num1; i++)
uart_putchar( pad_character);
}
static void outs( char* lp)
{
/* pad on left if needed */
len = strlen( lp);
padding( !left_flag);
/* Move string to the buffer */
while (*lp && num2--) uart_putchar( *lp++);
/* Pad on right if needed */
len = strlen( lp);
padding( left_flag);
}
static void reoutnum(unsigned long num, unsigned int negative, const long base )
{
char* cp;
char outbuf[32];
const char digits[] = "0123456789ABCDEF";
/* Build number (backwards) in outbuf */
cp = outbuf;
do {
*cp++ = digits[(int)(num % base)];
} while ((num /= base) > 0);
if (negative) *cp++ = '-';
*cp-- = 0;
/* Move the converted number to the buffer and */
/* add in the padding where needed. */
len = strlen(outbuf);
padding( !left_flag);
while (cp >= outbuf)
uart_putchar( *cp--);
padding( left_flag);
}
static void outnum(long num, const long base ,unsigned char sign)//1, signed 0 unsigned
{
unsigned int negative;
if ( (num < 0L) && sign )
{
negative=1;
num = -num;
}
else negative=0;
reoutnum(num,negative,base);
}
static int getnum( char** linep)
{
int n;
char* cp;
n = 0;
cp = *linep;
while (isdigit(*cp))
n = n*10 + ((*cp++) - '0');
*linep = cp;
return(n);
}
void printp( char* ctrl, ...)
{
int long_flag;
int dot_flag;
char ch;
va_list argp;
va_start( argp, ctrl);
for ( ; *ctrl; ctrl++) {
/* move format string chars to buffer until a format control is found. */
if (*ctrl != '%') {
uart_putchar(*ctrl);
#if CR_as_CRLF==TRUE
if(*ctrl=='\n') uart_putchar('\r');
#endif
continue;
}
/* initialize all the flags for this format. */
dot_flag = long_flag = left_flag = do_padding = 0;
pad_character = ' ';
num2=32767;
try_next:
ch = *(++ctrl);
if (isdigit(ch)){
if (dot_flag)
num2 = getnum(&ctrl);
else {
if (ch == '0')
pad_character = '0';
num1 = getnum(&ctrl);
do_padding = 1;
}
ctrl--;
goto try_next;
}
switch (tolower(ch)) {
case '%':
uart_putchar( '%');
continue;
case '-':
left_flag = 1;
break;
case '.':
dot_flag = 1;
break;
case 'l':
long_flag = 1;
break;
case 'd':
if (long_flag ==1 )
{
if(ch == 'D') {outnum( va_arg(argp, unsigned long), 10L , 0);continue;}
else /* ch == 'd' */ {outnum( va_arg(argp, long), 10L,1);continue;}
}
else
{
if(ch == 'D') {outnum( va_arg(argp, unsigned int),10L,0);continue;}
else /* ch == 'd' */
{
outnum( va_arg(argp, int), 10L,1);
continue;
}
}
case 'x': // X 无符号 , x 有符号
if (long_flag ==1 )
{
if(ch == 'X')
{
outnum( va_arg(argp, unsigned long), 16L,0);
continue;
}
else /* ch == 'x' */
{
outnum( va_arg(argp, long), 16L,1);
continue;
}
}
else
{
if(ch == 'X')
{
outnum( va_arg(argp, unsigned int), 16L,0);
continue;
}
else /* ch == 'x' */
{
outnum( va_arg(argp, int), 16L,1);
continue;
}
} //如果按照16进制打印,将全部按照无符号数进行
continue;
case 's':
outs( va_arg( argp, char*));
continue;
case 'c':
uart_putchar( va_arg( argp, int));
continue;
default:
continue;
}
goto try_next;
}
va_end( argp);
}
/*****************************************************************
** 函数名: PLL_Init()
** 参 数:无
** 功 能:将总线时钟倍频至16M,32M,64M
** 注 意:
******************************************************************/
void PLL_Init(void)
{
CPMUPROT = 0x26; //保护时钟配置寄存器
CPMUCLKS_PSTP = 0; //禁用PLL
CPMUCLKS_PLLSEL = 1; //选择PLL作为系统时钟源
CPMUOSC_OSCE = 1; //外部晶振使能
CPMUSYNR = 0x07; //fVCO= 2*fOSC*(SYNDIV + 1)/(REFDIV + 1)
CPMUREFDIV = 0x07; //16M:07,0F;32M:07,07;64M:07,03
CPMUPOSTDIV = 0x00; // PLL CLOCK = VCO CLOCK / (POSTDIV + 1)
_asm(nop);
_asm(nop);
CPMUPLL=0x10; //锁相环调频启用,用以减少噪音
while(CPMUFLG_LOCK == 0); //等待PLL稳定
CPMUPROT = 0x00; //关闭保护时钟
CPMUCLKS_PLLSEL = 1; //使能PLL
}
static void SCI_Init(void)
{
SCI0CR1 = 0x00;
SCI0CR2 = 0x2c; //使能接收中断,发送与接收使能
SCI0BD = BusCLK_nM/16/9600;//超频至32MHz时,总线频率为16MHz
//SCI0BDL=busclk/(16*SCI0BDL)
//busclk 8MHz, 9600bps,SCI0BD=0x34
//busclk 16MHz, 9600bps,SCI0BD=0x68
//busclk 24MHz, 9600bps,SCI0BD=0x9C
} //busclk 32MHz, 9600bps,SCI0BD=0xD0
//busclk 40MHz, 9600bps,SCI0BD=0x106
/*****************************************************************
** 函数名: delayms()
** 参 数:xms
** 功 能:在32MHz总线时钟下大约延时xms毫秒
** 注 意:
******************************************************************/
void delayms(uint xms)
{
uint z,j;
for(z=xms;z>0;z--)
for(j=5340;j>0;j--);
}
void main(void)
{
unsigned char LedCnt=0;
PLL_Init();
SCI_Init();
DDRD = 0xFF;
PORTD = 0;
EnableInterrupts;
for(;;)
{
delayms(1000); //延时
PORTD = ~LedCnt; //LED取反
putstr("http://blog.youkuaiyun.com/dazhaozi\n");
}
}
2.10 SPI配置
2.11 CAN配置
绿色的'x'为移动后空出的位
整理下为:1000 0111 110x x000 0010 0001 0011 001x
空出的位,根据帧类型填就行,也可随便填,我们CANIDMR的值,在该位取1,不关心该为就好了;
例如我们需要过滤出扩展帧0x10F81099;
则根据上面的,得出AR值为: 1000 0111 110x x000 0010 0001 0011 001x,把x取1,则为
1000 0111 1101 1000 0010 0001 0011 0011 即AR寄存器值为 0x87D82133 ,那么MR值只把SRR,IDE,RTR位取1
0000 0000 0001 1000 0000 0000 0000 0001 即MR寄存器值为 0x00180001 ,这样就能过滤出扩展帧ID0xF81099