來(lái)源：電子技術(shù)應(yīng)用  作者：徐清 王宜懷
　
隨著Flash技術(shù)在微處理器上的廣泛應(yīng)用，使單片機(jī)在開(kāi)發(fā)和應(yīng)用手段上有了革命性的變化，從傳統(tǒng)的仿真器（ICE）到目前流行的JTAG，設(shè)計(jì)人員在不斷尋找一種移植性更高、更易操作、費(fèi)用更低的開(kāi)發(fā)手段。使用傳統(tǒng)的仿真器進(jìn)行嵌入式開(kāi)發(fā)時(shí)，通常調(diào)試工具會(huì)受價(jià)格和煩瑣的操作所限制，但是隨著微處理器制造工藝的提高及Flash技術(shù)的發(fā)展，一些高端微處理器（如CPU12/16/32、PowerPC、ColdFire等）內(nèi)部已經(jīng)包含了用于調(diào)試的微代碼，并可以通過(guò)背景調(diào)試模式BDM（Background Debug Mode）進(jìn)行調(diào)試，由于這種方法省去了仿真器，因此避免了高頻操作、交直流電不匹配等問(wèn)題，隨著B(niǎo)DM標(biāo)準(zhǔn)的不斷規(guī)范和普及，用BDM調(diào)試模式進(jìn)行嵌入式開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為一種首選。

MC68HC912B32（以下簡(jiǎn)稱(chēng)B32）是由Freescale公司推出的一款基于CPU12核心的16位嵌入式MCU。它具有體積小、功耗小、功能多等優(yōu)點(diǎn)，主要用于汽車(chē)電子、工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域，它是Freescale公司較早提供的一款背景調(diào)試模式的16位MCU。背景調(diào)試模式是Freescale公司自定義的片上調(diào)試規(guī)范。

1 背景調(diào)試模式介紹

BDM是由Freescale半導(dǎo)體公司推出的一種單線(xiàn)（Single Wire）調(diào)試方式，是目前單片機(jī)普通采用的調(diào)試方式之一。其他公司的嵌入式處理器也有類(lèi)似的調(diào)試方式，如AMD公司的X86μP系列微處理器提供的AMDebug調(diào)試方式等。

BDM調(diào)試方式為開(kāi)發(fā)人員提供了底層的調(diào)試手段，開(kāi)發(fā)人員可以通過(guò)它初次向目標(biāo)板下載程序，同時(shí)也可以通過(guò)BDM調(diào)試器對(duì)目標(biāo)板MCU的Flash進(jìn)行寫(xiě)入、擦除等操作，用戶(hù)也可以通過(guò)它進(jìn)行應(yīng)用程序的下載和在線(xiàn)更新、在線(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)試和編程、讀取CPU各個(gè)寄存器的內(nèi)容、單片機(jī)內(nèi)部資源的配置與修復(fù)、程序的加密處理等操作，而這些僅需要向CPU發(fā)送幾個(gè)簡(jiǎn)單的指令就可以實(shí)現(xiàn)，從而使調(diào)試軟件的便攜變得非常簡(jiǎn)單，通常自己就可以編寫(xiě)，BDM硬件調(diào)試插頭的設(shè)計(jì)也非常簡(jiǎn)單，關(guān)鍵是要滿(mǎn)足通信時(shí)序關(guān)系和電平轉(zhuǎn)換要求。

目前常用的標(biāo)準(zhǔn)BDM調(diào)試插頭如圖1所示，各個(gè)引腳信號(hào)的定義如表1所示。

2.1 總體概述

以CPU12為內(nèi)核的MCU的運(yùn)行模式有單片方式（Single chip）和擴(kuò)展方式（Expanded Mode）兩種。運(yùn)行模式主要由BKGD、MODB和MODA引腳的狀態(tài)決定，各個(gè)模式與引腳狀態(tài)間的關(guān)系見(jiàn)表2。單片模式又分普通單片模式（Normal Single Chip）和特殊單片模式（Special Single Chip）兩種，而只有在特殊模式下BDM才能被激活，因此特殊單片模式又稱(chēng)BDM模式。圖2為PC機(jī)通過(guò)BDM插頭與目標(biāo)機(jī)相連。

2.2 BDM指令介紹

BDM有兩類(lèi)指令。一類(lèi)是在一般運(yùn)行模式下可以直接執(zhí)行的，被稱(chēng)為硬件指令（Hardware Command）；另一類(lèi)則是只能在BDM模式下執(zhí)行的程序，這些程序在進(jìn)入BDM模式后被固化在地址為﹩FF00－﹩FFFF的ROM中，被稱(chēng)為固件指令（Firmware Command）。

因?yàn)锽DM控制模塊不在CPU中，所以BDM硬件指令可以在CPU正常運(yùn)行時(shí)被并行執(zhí)行，其他BDM指令是基于固件的，必須在CPU處于BDM模式下才能執(zhí)行。硬件指令允許讀寫(xiě)目標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)（包括片內(nèi)RAM、EEPROM、I/O控制寄存器等）的所有內(nèi)存。硬件指令可以不在BDM模式下執(zhí)行，表3列出了BDM模塊常用的硬件指令。

固件指令必須在HC12單片機(jī)的BDM ROM中執(zhí)行，且CPU必須在BDM模式下才能執(zhí)行，通常使用硬件指令BACKGROUND使CPU進(jìn)入BDM模式，當(dāng)BDM被激活時(shí)，BDM ROM就被分配到地址空間：﹩FF20－﹩FFFF，同時(shí)7個(gè)BDM寄存器被分配到地址空間：﹩FF00－﹩FF06，此時(shí)CPU就可以通過(guò)執(zhí)行ROM中的代碼完成相應(yīng)的固件指令操作。表4列出了BDM的7個(gè)寄存器，表5介紹了常用的3個(gè)固件指令。

2.3進(jìn)入BDM模式

下面介紹使目標(biāo)機(jī)進(jìn)入BDM模式的兩種常用方法。

方法1：將目標(biāo)機(jī)的BKGD引腳拉低，然后給目標(biāo)機(jī)的RESET引腳加低電平，即給目標(biāo)機(jī)復(fù)位，復(fù)位脈沖要足夠?qū)�，至少要大于目�?biāo)機(jī)的512個(gè)時(shí)鐘周期。本文采用Freescale公司的8位微處理器MC68HC908JB8（簡(jiǎn)稱(chēng)JB8）制作BDM調(diào)試頭，用其PTA0和PTA1口控制目標(biāo)機(jī)的RESET和BKGD引腳，此方法通過(guò)軟件編程的方式進(jìn)入BDM模式。

方法2：通過(guò)硬件跳線(xiàn)的方式將BKGD置低電平，在目標(biāo)機(jī)復(fù)位后再將BKGD置高電平，以進(jìn)入目標(biāo)機(jī)的BDM模式。進(jìn)入BDM模式后，帶有BDM程序的片內(nèi)專(zhuān)用ROM將Flash的﹩FF00－﹩FFFF替換，此空間在普通