7.1软件开发平台 Codewarrior IDE
Codewarrior是由 Metrowerks公司提供的专门面向 Freescale所有 MCU与DSP嵌入式应用开发的软件工具。其中包括集成开发环境 IDE、处理器专家、全芯片仿真、可视化参数显示工具、项目工程管理、C交叉编译器、汇编器、链接器以及调试器。其中在本设计方案中最为重要的部分就是集成开发环境IDE以及调试器，所以接下来将主要介绍这两部分。
7.1.1 Codewarrior IDE 功能介绍
CodeWarrior IDE能够自动检查代码中的语法错误，它通过一个集成的调试器和编辑器来扫描代码，以找到并减少明显的错误，然后编译、链接程序以便计算机能够理解和执行程序。每个应用程序都经过了像 CodeWorrior这样的开发工具进行编辑、编译、链接和调试的过程。
具体到比赛所应用 MC9S12DG128的一个显著特点就是片上外围设备众多，每个外围设备对应的寄存器也较多，有的甚至达到三十多个。Metrowerks Codewarrior IDE中的 mc9s12dg128.h文件对所有寄存器对应的存储映射地址都进行了宏定义，开发者在软件开发时直接调用这些宏就可以了（如图 7-1）。这些宏的名称都与说明文档上相应寄存器的名称相同或近似，这样便于对MC9S12DG128的开发。
图 7-1 S12DG128B的库文件
7.1.2 Codewarrior IDE 基本使用方法
A 运行“开始菜单—>所有程序—>Metrowerks CodeWarrior—>CW12V3.1—>CodeWarrior IDE”，选择“File—>New”，出现如下的对话框
图 7-2 建立软件环境过程 1
接着选择MC9S12DG128B，按照提示选取期望的选项。直至建立工程文件如下：
图7-3 建立软件环境过程2
B 打开Start12.c文件，找到代码
#ifdef _HCS12_SERIALMON
#define ___INITRM (*(volatile unsigned char *) 0x0010)
#define ___INITRG (*(volatile unsigned char *) 0x0011)
#define ___INITEE (*(volatile unsigned char *) 0x0012)
#endif
修改成：
//#ifdef _HCS12_SERIALMON
#define ___INITRM (*(volatile unsigned char *) 0x0010)
#define ___INITRG (*(volatile unsigned char *) 0x0011)
#define ___INITEE (*(volatile unsigned char *) 0x0012)
//#endif
之所以要经过这一步骤是因为，初始化代码默认程序中有监控程序，而实际使用BDM调试工具就不需要监控程序了。如果不注释掉这两条语句，一旦将程序烧写到片内的flash，会发现程序跑不起来，因为初始化过程在等待监控程序的响应，如果没有监控程序，那么程序就会进入死循环的状态。
C 添加代码：将自己的代码加入到工程文件中。
D 如果文件编译通过，则可用BDM进行下载。启动CodeWarrior 4.1自带的Hiwave.exe程序，该程序一般位于CodeWarrior 4.1的安装目录“\Metrowerks\CW for HCS12X V4.1\prog”中，是用来往单片机下载程序和调试单片机程序的。启动后程序界面如图 7-4所示。
图 7-4 Hiwave程序烧写环境
装好相关驱动后，界面如图 7-5所示：
图 7-5 烧写环境建立界面
之后运行路径 C:\Program Files\Metrowerks\CW for HCS12X V4.1\prog下的hiwave.exe文件选择TBDML HCS12，在下拉菜单中选择“set speed”，输入晶振频率 16.00，然后这个下拉菜单中会出现“Flash”选项，点击这个选项，出现如下的对话框：
图 7-6 程序擦除烧写界面
在下载自己的程序前应该将板子中已经存在的程序擦除，选择有程序的部分，点击 Erase。擦除完成后，点击 Load，选择自己所建立工程文件夹中 bin文件夹下后缀为“.abs”的文件，点击打开，下载完成。
至此就基本完成了从程序代码编写和设置，到程序烧写的主要过程。这些步骤是开发一个完整工程所必须具备的。
7.2 辅助调试方法
根据仿真平台需要实现的各个功能，设计出仿真平台程序框图，利用LabVIEW编程软件编写程序。由于在LabVIEW环境下，程序基于数据流运行，所以宏观上，程序按照框图中各个功能模块的先后顺序结构执行；微观上,具体到每个功能模块内部实现时，其执行顺序由数据流的先后顺序决定 [6]。如：小车的转角显示和速度显示都是在同一个循环体内实现，但其执行的先后顺序是随机的。尽管如此，这种随机性并会不影响到程序的正确执行。
在LabVIEW编程环境下，除了图形化的编程方式，与文本混合编程的特色，还值得注意的是其控件库包含了很多常用的功能模块。除了常用的数学函数，矩阵数组、显示、计时及文件I/O等模块外，还包括测量I/O模块、仪器I/O模块、应用程序接口模块、图形声音模块、信号处理模块、数据通信模块等。这些模块体现了LabVIEW与外界设备进行交互的强大功能，也符合了 “仪器”的本质[8]。每个功能模块集成了与外设交互的相关程序，因此程序员无需了解程序是如何跟外接设备建立连接的，也无需了解如何驱动外界设备，只需要根据功能模块的接口，接收/发送相关的数据即可。所以，与外接设备交互的繁琐细节被LabVIEW屏蔽了，程序员可以集中精力处理主程序。这为程序员提供了极大的方便，也最大限度的减小了程序体出现漏洞的可能性。在本硬件在环仿真平台中，用到LabVIEW提供的通信协议里的VISA配置串口，利用串口进行无线通信，轻易的就能实现数据的收发。
7.3 无线调试模块
7.3.1 Zigbee无线通信模块
在智能车的制作和调试过程中，需要将赛车检测到的路面信息以及速度等参数实时地发送给PC，以便对算法进行有针对性的分析。由于小车在行驶时不能通过有线的方式获得其运行参数，就需使用无线方式。
图7-7 无线传输示意图
这里选择的是 Zigbee无线通信模块，它可以设置传输速率，以数据包的形式对数据进行收发。下图为 Zigbee模块的示意图。
图 7-8 Zigbee无线通信模块
功能板上装有传感器、发光二极管、显示屏等元件，PC工具软件发送的控制指令通过无线网络传递到各功能板上，达到对所有元器件的监控目的，用这些简单的演示来模拟各种现场的实际应用。
工具中的控制板是USB接口，可与PC直接连接，并通过PC端的工具软件对其进行控制
图 7-9
接口标准
模块尺寸：40*16*3（mm）
接口：14PIN 扁平电缆
规格：0.5mm 间距，下接方式
推荐使用与模块相同的排线座
图 7-10
图7-11 参考设计原理图
7.3.2天线的摆放
如下图，两个模块处在同一高度上，且可以在y轴上进行适当的旋转，但需尽量使天线处于同侧，这时通讯效果最好。请注意尽量不要在其他轴上进行旋转。
图 7-12正确的天线收发示意图
图7-13 尽量避免的天线收发示意图
注意事项
1）在使用时，不要用手直接接触模块的芯片，以免芯片受到静电损伤。
2）在拔插扁平接口电缆时，不要用力过猛，以免损坏接口。
7.4 数码开关
7.4.1原理简介
新的 S12电路板上将拨码开关换成了数码开关，数码开关可以左右旋转并可以按下，如 S12P80V1.mdi图所示，开关有三个输出端口QESA，QESB，QESP，它们分别与单片机的 PT5-PT7相连。
如下图所示，当数码开关顺时针旋时，A，B口的电平从右向左变化，依次是10，11，01，00，而当数码开关顺时针旋时，A，B口的电平从右向左变化，依次是00，01，11，10。
因此可通过不断读 PT5和 PT6口判断开关是否在旋转并确定方向，通过软件或硬件计脉冲数确定旋转量（由于一圈有 32个脉冲，所以我将脉冲数除以5，操作效果较好）。而 QESP在位按下时为高电平，按下后即变为低电平，所以可用排脉冲捕捉，通过读标志位判断是否按下。
板子上有两个八段数码管和 5个并列的 LED灯可用于数码开关的操作和程序运行时的显示。
7.4.2程序使用
了解了各元件的控制端口后我开始编写操作和显示的程序。程序已经写成了函数，可移植到其它程序中直接使用，只要执行 void operate(void)函数即可。
程序开头是对一些端口做的宏定义，还定义了一些全局变量，其中LEDvalue[5]存储操作后所定的参数值（未操作前初值为零，若要改变初值，可在void operate(void)函数的开头部分对LEDvalue[]数组赋值），中除第一个元素外，其余四个均可赋值给控制程序中的任何参数。
若要单独使用数码管显示可直接调用 void dis_digital(char number)函数。
7.4.3操作方法
数码开关顺时针旋转为增加，逆时针为减少，按下为确定。
进入操作程序，最上方一个 LED灯亮，数码管显示为“0”，此时若按下数码开关，即不改变任何参数，跳出操作界面。若旋转数码开关可选择第几个 LED亮（即选择要调整的参数），移动到所需要的灯后，按下即可调整该灯所对应的参数，调整完，按下确定后修改即生效。然后可继续调整其它参数。若要退出，选择第一个 LED按下确定键即可。
7.5计时器
计时器芯片是 DP8573ARTC芯片。引脚定义如图
定时器精度为 0.01秒。完成计时器程序大致分为两个部分，一个是计时功能实现，另一个就是计时器初始化（端口初始化和显示），最后将光电触发功能加入计时器。在按键扫描中增加了对 P1.2口的扫描，为了防止小车通过时多次触发，加入了延时程序（在计时开始后程序主体经过 20次循环即 0.53s后才再次响应其他触发），最终的程序比较稳定。
计时器操作方法：
1．接线：发射管接 VIN01和 VIN02不分极性
接受管：灰—GND 蓝—GND 棕—VPP黑—SIN 白—GND
显示屏将白色接口插上即可
2．操作：接上电源，屏幕显示 smartcar即正常工作，注意对射装置要对准。若不正常工作，断开电源在插上。若要重启可按下右边第一个按键 reset。计时器也可手动操作，右边第二个按键是开始，第三个是停止。
3．注意事项：最好不要长时间通电，防止板子过热。
