MC9S12系列单片机程序下载系统的设计与实现

摘要

近年来，飞思卡尔半导体公司推出的高性能、低功耗的MC9S12系列单片机得到了普及与广泛应用。为了使工程师更方便地使用MC9S12系列单片机进行研究开发，同时解决工程生产中程序更新、升级的问题，本文详细分析了在系统编程的工作原理，深入研究了MC9S12系列单片机的背景调试模式，同时对不同异步通信方式下的程序下载做了详细的阐述，制定了完善的基于MC9S12系列单片机的程序下载系统的开发方案，并从硬件设计和软件设计两个方面详细描述了该系统的设计与实现。通过对单片机原理和内部Flash机制的理解，编写了内嵌式监控程序。在深入剖析单片机的背景调试模块工作原理的基础上，解决了背景调试模式下的通信问题，实现了监控程序的下载。制定了完善的通信控制策略和通信协议，设计开发了与监控程序相匹配的专用于用户程序下载更新的程序下载器。当目标板中加载了监控程序，就可以通过程序下载器实现对目标单片机用户程序的快速可靠升级与调试。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1 引言

1.1 研究背景及意义

1.2 单片机编程研究现状

1.3 在系统编程的概念及意义

1.3.1 在系统编程概念

1.3.2 在系统编程意义

1.4 论文的主要任务和具体内容

2 MC9S12系列16位单片机

2.1 片内存储器简介

2.2 MC9S12系列16位单片机的CPU内部结构

2.3 MC9S12系列16位单片机的内存空间分配

2.3.1 基本内存空间分配

2.3.2 内存空间的扩展

2.4 MC9S12系列16位单片机的功能模块

2.5 单片机运行模式

3 程序下载系统方案设计

3.1 系统总体框图

3.2 方案比较

3.3 方案确定

4 监控程序的设计

4.1 监控程序设计方案

4.2 监控程序功能

4.2.1 MCU和周边电路的初始化工作

4.2.2 实现人机对话

4.2.3 显示和修改内存

4.2.4 显示和修改CPU寄存器

4.2.5 向FLASH中下载程序

4.2.6 在Flash程序中设置断点

4.3 监控程序对中断向量的管理

4.3.1 中断向量表重定向

4.3.2 中断向量的共用

4.4 监控程序实现

4.4.1 监控程序总体流程

4.4.2 监控程序擦除写入应用程序

4.4.3 监控程序与应用程序的切换

5 程序下载器的设计与实现

5.1 程序下载器的硬件设计

5.1.1 基础电路设计

5.1.2 存储电路设计

5.1.3 BDM接口电路

5.1.4 通信电路设计

5.2 程序下载器的软件设计

5.2.1 程序基本框架

5.2.2 程序存储模块编程

5.2.3 BDM模块下载监控程序

5.2.4 目标板应用程序下载

5.3 实验

6 上位机程序的设计与实现

6.1 Visual C＋＋6.0开发环境简介

6.1.1 SDK编程

6.1.2 多线程

6.2 软件功能的设计与实现

6.2.1 软件功能设计

6.2.2 差错控制

7 结论

7.1 课题总结

7.2 课题展望

参考文献

作者简历