BDM for S12參考模板

1、S12(X)單片機BDM調(diào)試器使用技巧(1) 第五屆全國大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能氣車競賽限制采用最新的MC9S12XS128（以下簡稱XS128）單片機作為主控芯片，替代MC9S12DG128。XS128是Freescale公司推出的S12系列單片機中的一款增強型16位單片機。片內(nèi)資源豐富，接口模塊有SPI、SCI、IIC、A/D、PWM等常見模塊，在汽車電子應(yīng)用領(lǐng)域具有廣泛用途。XS128和以往大賽使用的S12DG128系列單片機一樣，調(diào)試接口都是使用Freescale公司傳統(tǒng)的BDM(Background Debug Module)接口。1 MC9S12XS128單片機介紹(1)CPU：增

2、強型16位HCS12 CPU，片內(nèi)總線時鐘最高40 MHz；(2)片內(nèi)資源：8 KB RAM、128 KB程序閃存、2 KB數(shù)據(jù)閃存；(3)串行接口模塊：SCI、SPI；(4)脈寬調(diào)制模塊(PWM)可設(shè)置成4路8位或者2路16位，邏輯時鐘選擇頻率寬；(5)1個16路12位精度A/D轉(zhuǎn)換器；(6)控制器局域網(wǎng)模塊（CAN）；(7)增強型捕捉定時器。MC9S12XS128單片機有112、80和64引腳3種封裝形式。80-pin封裝的單片機沒有引出用于擴展方式的端口，僅引出了一個8路A/D接口。競賽可使用112或80引腳封裝器件。2 BDM接口和使用BDM調(diào)試器內(nèi)部有一個8位的MC9HC08JB16

3、單片機，該單片機有USB接口，可與PC機信息交互。HC08單片機和S12單片機間僅使用一根 I/O線通信，這根相連的信號線名為BKGD。HC08單片機將BKGD置為輸出，以串行發(fā)送命令，發(fā)送完成后轉(zhuǎn)為輸入，以接收信息。S12單片機收到命令后轉(zhuǎn)為輸出，根據(jù)調(diào)試器發(fā)來的命令回送信息，然后立即轉(zhuǎn)入接收態(tài)。BDM工具以此方式實現(xiàn)S12單片機的在線調(diào)試、內(nèi)部閃存的燒寫等功能。關(guān)于BDM接口的實現(xiàn)，讀者可以參考Freescale任何一款S12單片機的器件手冊，其對BDM接口的命令字、交互模式等都有詳細描述。這里主要介紹如何使用 BDM接口。BDM接口雖然只有BKGD一根信號線，但實際使用過程中，F(xiàn)rees

4、cale規(guī)定用一個雙排、6引腳的接插件做BDM接口，如圖1所示，引腳間距為2.54 mm(100 mil)。 1 / 5 雖然使用的是6引腳接插件，實際上有用引腳只有4個。其中BKGD連接到S12處理器的BKGD引腳，RESET連接到S12處理器的RESET引腳，GND是S12目標(biāo)板的地信號，而VDD信號是來自目標(biāo)板的電源信號。VDD信號的連接將在下文中詳細闡述。BDM接口的使用，需要配合PC上安裝的CodeWarrior軟件和BDM調(diào)試工具TTBDM。BDM接口是S12單片機專用的調(diào)試接口，PC上運行的調(diào)試軟件需要通過USB接口連到HC08單片機，經(jīng)過HC08單片機的一根I/O線連到S12單

5、片機的BKGD引腳實現(xiàn)PC和S12單片機的通信，進而實現(xiàn)在線調(diào)試和燒寫閃存功能。 S12(X)單片機BDM調(diào)試器使用技巧(2)3 利用“BDM for S12(TTBDM)”調(diào)試程序BDM調(diào)試工具主要實現(xiàn)三方面的功能：(1)應(yīng)用程序的下載與更新；(2)單片機內(nèi)部資源的配置與修復(fù)；(3)應(yīng)用程序的動態(tài)調(diào)試。本中心提供面向S12系列單片機的BDM工具，TTBDM在硬件設(shè)計上做了改進，兼容S12和S08兩種BDM調(diào)試器。軟件基于Daniel Malik的TBDML（）以及open source BDM軟件。TTBDM可以下載S12或者S08的BDM調(diào)試固件，分別用于調(diào)試S12和S08單片機。本文僅從

6、用戶角度講述“TTBDM”的使用方法和常見問題的解決辦法。詳情請登陸本中心網(wǎng)站www.tsinghua-，下載最新版本的“BDM for S12(TTBDM)”用戶手冊。4 TTBDM硬件設(shè)置BDM for S12（TTBDM）設(shè)計了跳線開關(guān)，允許用戶對TTBDM進行一些特定配置，以此滿足不同用戶的需求。打開TTBDM的硬件小盒，能夠看到4個可以設(shè)置的跳線，分別是J4、J5、J6和J7，如圖2所示。 圖3為J4跳線的引腳圖。J4用來選擇6-pin雙排插針BDM接口中BKGD信號是在第1引腳引出還是從第3引腳引出。當(dāng)J4跳線連接在左側(cè)靠近電路板邊沿的標(biāo)記3引腳時，BKGD信號連接到BDM的第3引

7、腳，如圖3(a)；當(dāng)J4跳線連接在右側(cè)靠近R12的標(biāo)記引腳時，BKGD信號連接到BDM接口的第1引腳，如圖3(b)。 J4端接線在1位置處適用于按照Motorola規(guī)定的BDM信號定義。采用這種定義時，BDM頭一定不能插反，插反會導(dǎo)致VDD與 BKGD短路，燒毀BDM中HC08單片機的I/O端或S12單片機的BKGD端,甚至兩者都被損壞。J4短接線在3位置處，適用于專門為大學(xué)生車模競賽設(shè)計的S12XS單片機小模塊，其優(yōu)點是如果將BDM插反，也不會損壞S12單片機和BDM調(diào)試器。J5用來給TTBDM的HC08JB16單片機編程。請注意一定不要在J5上插短接線。J6用于調(diào)試S08單片機，在S12的

8、調(diào)試中也一定不要插上短接線。J7是為了保留BDM調(diào)試接口的一些特性而設(shè)計的，J7允許用戶設(shè)定是否使用PC機的USB口上的電源給目標(biāo)板供電，供3.3 V還是供5 V。建議不要用PC的USB口給目標(biāo)板供電。默認情況下，J7不焊接任何插件，表示不向目標(biāo)板供電。由于PC機的USB接口可提供5 V/500 mA的供電能力，所以TTBDM調(diào)試頭不需要從目標(biāo)板上取電。但TTBDM并不知道目標(biāo)板用的是5 V電源還是3.3 V電源，也就是說BDM上的VDD是5 V還是3.3 V。為了目標(biāo)板的VDD電壓適應(yīng)5 V或3.3 V的BKGD和Reset電平，需要從目標(biāo)板取電，以調(diào)整BKGD和Reset電平。如果目標(biāo)板是

9、5 V供電，則BDM接口的信號電平為5 V；如果目標(biāo)板是3.3 V供電，則BDM接口的信號電平為3.3 V。其他電平也可以工作，如接口是2.5 V等。這部分實現(xiàn)電路如圖4所示。 其中VCC_USB是從USB接口來的5V電源，用來給整個TTBDM調(diào)試器供電；而VCC_SHIFT是從目標(biāo)板來的電壓VDD，不同VDD使得RESET信號和BKGD信號工作在不同的電壓范圍，能夠與目標(biāo)板VDD匹配。從目標(biāo)板取出的VDD電流小于1mA。 S12(X)單片機BDM調(diào)試器使用技巧(3) 5 TTBDM使用中常見問題及解決辦法問題1：正確安裝了BDM for S12（TTBDM）的驅(qū)動程序和動態(tài)鏈接庫，并用BDM

10、連接了目標(biāo)單片機后，在Hiwave.exe的“TBDML HCS12”菜單中沒有出現(xiàn)“Flash.”項，無法對目標(biāo)單片機進行調(diào)試。解決辦法：首先，用戶應(yīng)該確保目標(biāo)板供電正常，BDM for S12（TTBDM）默認的電源工作方式是目標(biāo)板自供電。如果還有問題，用戶應(yīng)該打開BDM的包裝小盒，查看跳線J4是否已經(jīng)短接。問題2：驅(qū)動程序安裝正常，跳線沒有問題，目標(biāo)板供電，但BDM還是不工作。解決辦法：可能是用戶的CodeWarrior版本不對，沒有利用CodeWarrio V4.7以上的版本。安裝高版本的CodeWarrior即可解決問題。問題3：BDM調(diào)試目標(biāo)板基本正常，能夠下載程序、擦除閃存、設(shè)斷

11、點調(diào)試，但是，在某次使用中閃存突然被“鎖死”，之后目標(biāo)板無法繼續(xù)使用。解決辦法：Freescale公司的HCS12系列單片機具有片內(nèi)閃存的加密功能，對于加密或保護后的閃存，用戶無法通過BDM調(diào)試工具對其閃存進行程序擦除、讀取等操作。同時，如果用戶在利用BDM調(diào)試單片機時操作不當(dāng)，同樣會使單片機出現(xiàn)閃存、無法讀取、擦除和下載等問題。監(jiān)控程序在F000 到FFFF這一段加了保護，但并沒有加密。即使對加了密的S12，也可以使用TTBDM工具方便地解鎖和擦除。在決定使用擦除保護程序時，應(yīng)考慮在出現(xiàn)單片機被鎖定的情況下有沒有能力解鎖。對于閃存沒有進入“保護模式”的單片機，如果利用BDM for S12(

12、TTBDM)調(diào)試單片機，當(dāng)用戶點擊“TBDML HCS12”菜單下的“Flash”命令時，會出現(xiàn)如圖5所示的正常情況。從圖中可以看出，當(dāng)前目標(biāo)板單片機的FLASH_C000存儲區(qū)域已有下載程序，狀態(tài)為“Programmed”，其余模塊為空，狀態(tài)為“Blank”。因此，可以繼續(xù)對該單片機的閃存進行讀取、擦除和下載等操作。但是，在出現(xiàn)上述閃存加密問題后，HCS12系列單片機就進入了“閃存保護模式”，即Secure Mode。這時，如果利用BDM for S12(TTBDM)調(diào)試單片機，當(dāng)用戶點擊“TBDML HCS12”菜單下的“Flash”命令時，圖5中部分FLASH區(qū)域的狀態(tài)就會顯示為“Skipped”。此時，用戶便無法再對閃存進行正常操作。因此，需要解除閃存的“保護模式”（Secure Mode），執(zhí)行Unsecure的操作。BDM for S12(TTBDM)提供了Unsecure的功能，具體操作過程較為復(fù)雜，請參閱用戶手冊。