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第14 章S12XS128 开发平台的 DIY 设计与使用 -

1 - 第14 章S12XS128 开发平台的 DIY 设计 与使用 14.

1 系统设计说明与配置 S12XS 系列

16 位微控制器针对一系列成本敏感型汽车车身电子应用进行了优化. S12X 产品满足了用户对设计灵活性和平台兼容性的需求,并在一系列汽车电子平台上 实现了可升级性、硬件和软件可重用性、以及兼容性. S12XS 处理器特性: ? S12X CPU @ 40Mhz 总线速率 ? 64KB、128KB 和256KB 闪存选项,均带有纠错码 (ECC) ? 带有 ECC 的、4KB 至8KB DataFlash,用于实现数据或程序存储 ? 可配置

8、10 或12 位模数转换器 (ADC),可以实现 3μs 的转换时间 ? 支持控制区域网 (CAN)、本地互联网 (LIN) 和串行外设接口 (SPI/SCI) 协议 ? 带有

16 位计数器的

8 通道定时器 ? 出色的 EMC/运行和停止电流性能 S12XS 处理器典型应用: ? 座椅控制器 ? 方向盘控制器 ? 暖气和空调 ? 天窗 ? 车门区域模块 ? 从车身控制模块 ? 低成本照明模块 ? 低成本 ABS、EPS 14.1.1 设计说明 本平台是基于飞思卡尔汽车级芯片 MC9S12XS128 应用开发平台,平台开发目的为 帮助高校师生、应用工程师或电子爱好者提供一个评估参考系统的设计方法,提供基于 MC9S12XS128 芯片的基础外设应用开发思路.同时,平台也可支持基于本平台进行汽 车电子应用开发,如进行车身控制(BCM) 、网关(Gate-way)等应用开发. 本开发板设计考虑到可重用性和功能可扩展性, 设计为核心板和扩展板的结构形式. 同时,核心板兼容 S12XS 和S12XE 系列处理器,扩展板功能丰富,接口设计更具兼容 第14 章S12XS128 开发平台的 DIY 设计与使用 -

2 - 性,几乎可支持 HCS12(X)所有系列处理器的功能扩展.后续章节将对平台内容进行较 为详细的描述和分析.详尽的信息请参见本书附录 B:CQUS12X 开发板全电路原理图. 表14-1 XS128 存储器映射表 0x0000 C 0x07FF Registers 2KB 0x0800 C 0x0BFF Paged Data Flash 8KB 256-1K pages 0x0C00 C 0x0FFF Reserved 0x1000 C 0x1FFF Paged RAM 4KB window 253-4K pages 1-2K,8K pages 0x2000 C 0x3FFF Fixed RAM 8K 0x4000 C 0x7FFF Fixed FLASH 16K 16K pages 0x8000 C 0xBFFF Paged FLASH 128K(16KB window) 256-16K pages 0xC000 C 0xFEFF Fixed FLASH 16K 16K pages 0xFF00 C 0xFFFF Vectors 255bit (暂缺) 图14.a 开发平台之核心板实物图 图14.b 开发平台之核心板+扩展板实物图 第14 章S12XS128 开发平台的 DIY 设计与使用 -

3 - 14.1.2 开发平台跳线设置 开发板考虑到用户可扩展性及灵活性等,设置了非常丰富的跳线选择,为用户提供 了极大的配置灵活性和应用自由度.以下为开发板跳线说明: ? 核心板跳线说明 ? 电源跳线---核心板 PWR_SEL 电源选择: ? 用户 I/O 选择跳线: ? 扩展板跳线说明 ? 电源跳线---扩展板板 PWR_SEL 电源选择: ? 输入接口跳线 用户 I/O 输入选择: 由外部 5V 供电,EXT_5V JP0 PWR_SEL 由PC 机USB 供电,USB5V USER Installed Removed Description JP1 Enable Disable LED1 JP2 Enable Disable LED2 JP3 Enable Disable LED3 JP4 Enable Disable LED4 JP5 Enable Disable LED5 JP6 Enable Disable LED6 JP7 Enable Disable LED7 JP8 Enable Disable LED8 JP9 Enable Disable PL2303HX _TXD JP10 Enable Disable PL2303HX _RXD JP11 Enable Disable SW1 JP12 Enable Disable SW2 由PC 机USB 供电,USB5V JP1 PWR_SEL 由稳压芯片转换 5V 供电,REG5V 第14 章S12XS128 开发平台的 DIY 设计与使用 -

4 - SPI 设备选择: ? 输出接口跳线 用户 I/O 输出选择: USER Installed Removed Description Enable Disable KWH7 Enable Disable KWH6 Enable Disable KWH5 Enable Disable KWH4 Enable Disable KWH3 Enable Disable KWH2 Enable Disable KWH1 Enable Disable KWH0 Enable Disable AN01 Enable Disable PP7 Enable Disable IOC7 Enable Disable IRQ Enable Disable PP5 Enable Disable PP6 Enable Disable MOSI0 Enable Disable SS0 Enable Disable MISO0 Enable Disable SCK0 JP5 Enable Disable AN00 选择 SPI 从设备为 MMA7455L JP6 SPI_SEL 选择 SPI 从设备为 74LS165D 第14 章S12XS128 开发平台的 DIY 设计与使用 -

5 - ? 外设连接跳线 外设连接选择: USER Installed Removed Description Enable Disable RELAY_EN Enable Disable IOC0 Enable Disable PWM1 Enable Disable PWM0 Enable Disable DB_a Enable Disable DB_b Enable Disable DB_c Enable Disable DB_d Enable Disable DB_e Enable Disable DB_f Enable Disable DB_g Enable Disable DB_DP Enable Disable DB1_EN Enable Disable DB2_EN Enable Disable DB3_EN Enable Disable DB0_EN Enable Disable PJ6 Enable Disable PJ7 Enable Disable PWM3 Enable Disable PWM4 JP8 Enable Disable PWM2 USER Installed Removed Description Enable Disable TXCAN0 JP2 Enable Disable RXCAN0 Enable Disable RXD0 JP3 Enable Disable TXD0 Enable Disable TXD1(to LIN) Enable Disable RXD1(to LIN) JP4 Enable Disable LIN_EN JP7 Enable Disable

8 位拨码开关接 74LS165 Enable Disable BKGD 选择板载 TBDML 提供 JP10 Enable Disable TBDML 提供复位 RESET 第14 章S12XS128 开发平台的 DIY 设计与使用 -

6 - 电机电压选择: 14.1.3 开发平台接口资源简述 开发平台提供丰富的标准外设接口,包括:BDM 接口、USB 接口、电源接口、DB9 串口、CAN 接口、LIN 接口、舵机接口等.以下为接口特性说明: ? BDM 调试接口 BDM 接口: ? 通信接口跳线

3 针CAN 接口: DB9-CAN 接口: DB9 串口: LIN 接口: 电机驱动电压选择为 5V JP9 V+_SEL 电机驱动电压选择为 12V

1、3 接BKGD

2 接GND

4 接RESET

5 悬空,NC J3 BDM

6 接5V

1 接CANL

2 接GND J4 CAN_CON

3 接CANH

2 接CANL

7 接CANH

3、6 接GND J5 CAN_DB9 其余悬空,NC(9 可接 5V)

2 接TXD

3 接RXD

5 接GND J6 SCI_DB9 其余悬空,NC 第14 章S12XS128 开发平台的 DIY 设计与使用 -

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3 针舵机接口: 14.2 核心板硬件设计及描述 14.2.1 核心板功能概述 平台核心板为 MC9S12XS128 微控制器最小系统功能, 并兼容 MC9S12XEP100 微控 制器,具备典型的 LED 状态显示和引出串口转 USB 调试接口.核心板功能框图如图 ? 核心控制器:MC9S12XS128MAL,LQFP_112 ? 电源管理模块,外部 5V 电源供应,电源指示灯 ? 16MHz 石英晶振,提供 MCU 运行时钟 ? 复位控制模块,提供系统硬件复位信号 ?

6 针BDM 调试接口 ?

8 个LED 灯,用8针跳线连接 MCU 的GPIO 口?引出 PL2303HX 串口转 USB 接口,2 针跳线选择连接 SCI0 口?两组双排

48 针引出扩展接口,包括:GPIO、电源及其他信号/控制线 图14-1 核心板功能框图

1 接GND

2 接GND

3 接Vsup,12V J7 J8 LIN1_CON

4 接LIN I/O

1 接舵机 I/O

2 接5V J10 S3003_CON

3 接GND MC9S12XS128 BDM 接口 电源 晶振 16MHz PL2303HX 串口转 USB 48-pin 引出接口 复位

8 2

48 RESET BKGD PB0-7 SCI0

8 个LED

8 2 MCU_IO MCU_CLK MCU_PWR 48-pin 引出接口

48 PJ0-1 SW1/SW2 按键

2 12 位 跳线 接口 第14 章S12XS128 开发平台的 DIY 设计与使用 -

8 - 14.2.2 核心板硬件电路设计 核心板主要包括: MC9S12XS128 最小系统、

8 位LED 状态显示、 两个按键、 PL2303HX 串口电路、2x48 扩展接口. MC9S12XS128MAL 是飞思卡尔半导体公司 S12X 系列

16 位微控制器,温度在-40 ℃~125℃,达到汽车级应用温度等级,MCU 封装为 LQFP-112,其最小系统包括:MCU 芯片、电源电路、时钟电路、复位电路、BDM 调试口.MCU 上电,既可以运行程序进 入工作状态,并可以支持通过 BDM 调试口进行在线调试.

8 位LED 状态显示电路, 由MCU 的Port B 口与

8 个LED 发光二极管连接, 即PB[0:7] 连接 LED[1:8],通过改变 Port B 口的输出状态来实现 LED 亮暗控制,电路设计为低电 平有效,即输出低电平 LED 被点亮.可以通过编程实现,单个、多个 LED 灯的亮灭实 验,或者是跑马灯实验. 两个按键 SW

1、SW2 与MCU 的PJ[0:1]相连,PJ 口除具备通用管脚功能外,还具 备按键中断第二功能,支持监测按键中断信号.配置 PJ[0:1]口为内部上拉,SW

1、SW2 按键按下,产生一个下降沿,将引发 PJ 口中断,并进行中断处理. 基于 PL2303HX 串口转 USB 电路, 其基本实现为 MCU 的异步串行总线 SCI 接口输 出到 PL2303HX 转换芯片,将TTL 电平信号转换为 USB 差分信号,可实现与 PC 机/笔 记本电脑等 USB 连接, 用串口调试软件进行数据通信和配........