飞思卡尔半导体(Freescale)是全球最大的半导体公司之一,S12系列微控制器是其主推产品,广泛应用于汽车电子、智能家电及工业自动化等领域。该系列微控制器内置背景调试模块,可以实现功能强大的在线调试,极大的方便了设计人员对嵌入式系统的研发,加快开发进度,缩短产品开发周期。而目前国内针对S12系列微控制器背景调试模式(BDM,Background Debug Mode)的研发较少,并且对新推出的高性能的S12微控制器支持不够,所以国内设计人员所使用的开发系统还主要依赖于国外产品。本文在深入研究BDM接口的基础上,设计并实现了S12系列微控制器的编程调试系统。本文首先对各种常用的嵌入式调试技术的特点进行了研究比较,在深入剖析S12系列微控制器BDM调试模式工作原理的基础上,设计了S12编程调试系统的整体实现方案。然后,按照编程调试器和PC方两个模块的软件设计详细说明了编程调试系统的开发过程,给出了编程调试系统通信流程、写入以及调试功能的具体实现。本文选用高性能的编程调试器芯片完成PC方和目标芯片的数据交互,针对通信流程的可并行操作,改进了通信流程,提高了编程调试系统的通信速率。本文完成了对不同目标芯片频率的测试及擦写模块的通用性设计,增强了目标芯片的可适应性及通用性,实现了高效的代码下载和完备的调试功能。本文在研制编程调试系统中所设计的技术方案,为开发基于其他型号微控制器的编程调试系统以及开发类似的嵌入式产品提供了借鉴和参考。