PIC單片機原理

第0章 概述
0.1 學(xué)習(xí)單片機意義何在1
0.2 單片機究竟是何物4
0.3 單片機到底有何用5
0.4 單片機有何特點6
0.5 PIC單片機有何優(yōu)越之處7
0.6 PIC16F87X單片機有何特色12
思考題與練習(xí)題13
第1章 PIC16F87X硬件系統(tǒng)概況
1.1 PIC16F87X內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡介14
1.1.1 PIC16F87X的核心區(qū)17
1.1.2 PIC16F87X的外圍區(qū)20
1.2 PIC16F87X封裝形式和引腳功能21
1.3 程序存儲器和堆棧26
1.4 RAM數(shù)據(jù)存儲器（文件寄存器）27
1.4.1 通用寄存器32
1.4.2 特殊功能寄存器34
1.5 復(fù)位和時鐘外接電路簡介36
1.6 輸入/輸出端口的基本功能37
1.6.1 與輸入/輸出端口相關(guān)的2個寄存器38
1.6.2 輸入/輸出端口的基本結(jié)構(gòu)38
1.6.3 基本輸入/輸出端口的工作原理40
思考題與練習(xí)題43
第2章 指令系統(tǒng)
2.1 指令時序45
2.2 指令系統(tǒng)概覽46
2.3 面向字節(jié)操作類指令47
2.4 面向位操作類指令51
2.5 面向常數(shù)操作和控制操作類指令52
2.6 指令功能分類55
2.7 尋址方式56
2.7.1 立即尋址56
2.7.2 直接尋址57
2.7.3 間接尋址57
2.7.4 位尋址58
2.8 數(shù)據(jù)傳遞關(guān)系59
2.9 “內(nèi)核—寄存器—外圍模塊”相互關(guān)系59
思考題與練習(xí)題60
第3章 匯編器和匯編程序設(shè)計基礎(chǔ)
3.1 匯編器MPASMTM簡介63
3.2 匯編語言的語句格式65
3.3 常用偽指令67
3.4 程序格式和程序流程圖69
3.5 RAM數(shù)據(jù)存儲器的體選尋址問題71
3.6 順序程序結(jié)構(gòu)73
3.7 分支程序結(jié)構(gòu)75
3.8 循環(huán)程序結(jié)構(gòu)77
3.9 子程序結(jié)構(gòu)78
3.10 程序跨頁跳轉(zhuǎn)和跨頁調(diào)用問題80
3.11 延時程序設(shè)計83
3.12 查表程序設(shè)計85
思考題與練習(xí)題88
第4章 定時器/計數(shù)器TMR0
4.1 定時器/計數(shù)器模塊的基本用途90
4.2 PIC單片機中定時器/計數(shù)器TMR0模塊的特性91
4.3 與定時器/計數(shù)器TMR0相關(guān)的寄存器92
4.4 定時器/計數(shù)器TMR0模塊的電路結(jié)構(gòu)和工作原理93
4.4.1 分頻器95
4.4.2 TMR0累加計數(shù)寄存器96
思考題與練習(xí)題97
第5章 中斷系統(tǒng)
5.1 中斷的基本概念98
5.2 PIC16F87X的中斷源100
5.3 PIC16F87X的中斷硬件邏輯101
5.4 與中斷相關(guān)的寄存器104
5.5 中斷的處理109
5.5.1 中斷的延時響應(yīng)和延時處理問題109
5.5.2 中斷的現(xiàn)場保護(hù)問題111
5.5.3 需要注意的問題114
5.6 端口RB電平變化中斷116
5.6.1 端口RB的中斷功能電路117
5.6.2 電路工作原理117
5.6.3 端口RB中斷的處理方法118
5.7 外部中斷的擴充方法123
5.7.1 用TMR0外部時鐘源擴展法123
5.7.2 用RB端口擴展法124
思考題與練習(xí)題126
第6章 應(yīng)用系統(tǒng)性能的優(yōu)化設(shè)計
6.1 系統(tǒng)配置字以及特殊存儲器單元127
6.1.1 系統(tǒng)配置字129
6.1.2 用戶識別碼ID131
6.1.3 器件識別碼133
6.2 時鐘系統(tǒng)133
6.2.1 外接晶體振蕩器/陶瓷諧振器（LP/XT/HS）134
6.2.2 外接阻容器件（RC）135
6.2.3 引入外來時鐘源（LP/XT/HS）136
6.3 復(fù)位系統(tǒng)136
6.3.1 幾種不同的復(fù)位方式137
6.3.2 單片機內(nèi)部的復(fù)位操作處理137
6.3.3 復(fù)位系統(tǒng)硬件邏輯141
6.3.4 內(nèi)部上電延時復(fù)位（POR）功能144
6.3.5 外部上電延時復(fù)位電路145
6.3.6 外部人工復(fù)位開關(guān)電路148
6.3.7 內(nèi)部掉電鎖定復(fù)位（BOR）功能148
6.4 看門狗定時器WDT151
6.4.1 程序失控的回復(fù)152
6.4.2 WDT的電路結(jié)構(gòu)154
6.4.3 WDT的工作原理155
6.4.4 WDT相關(guān)寄存器156
6.4.5 使用WDT的注意事項156
6.5 睡眠與喚醒157
6.5.1 睡眠狀態(tài)的進(jìn)入157
6.5.2 睡眠狀態(tài)的喚醒158
思考題與練習(xí)題161
第7章 輸入/輸出端口的復(fù)合功能
7.1 與輸入/輸出端口相關(guān)的寄存器163
7.2 RA端口165
7.2.1 與RA端口相關(guān)的寄存器165
7.2.2 電路結(jié)構(gòu)和工作原理166
7.2.3 編程方法167
7.3 RB端口168
7.3.1 與RB端口相關(guān)的寄存器168
7.3.2 電路結(jié)構(gòu)和工作原理169
7.3.3 編程方法171
7.4 RC端口171
7.4.1 與RC端口相關(guān)的寄存器172
7.4.2 電路結(jié)構(gòu)和工作原理172
7.4.3 編程方法174
7.5 RD端口175
7.5.1 與RD端口相關(guān)的寄存器175
7.5.2 電路結(jié)構(gòu)和工作原理176
7.5.3 編程方法176
7.6 RE端口177
7.6.1 與RE端口相關(guān)的寄存器177
7.6.2 電路結(jié)構(gòu)和工作原理178
7.6.3 編程方法178
7.7 PSP并行從動端口178
7.7.1 與PSP端口相關(guān)的寄存器179
7.7.2 電路結(jié)構(gòu)和工作原理180
思考題與練習(xí)題182
第8章 EEPROM數(shù)據(jù)存儲器和Flash程序存儲器
8.1 背景知識184
8.1.1 通用型半導(dǎo)體存儲器的種類和特點184
8.1.2 PIC單片機內(nèi)部的程序存儲器185
8.1.3 PIC單片機內(nèi)部的EEPROM數(shù)據(jù)存儲器186
8.1.4 PIC16F87X內(nèi)部EEPROM和Flash的操作方法187
8.2 與EEPROM相關(guān)的寄存器190
8.3 片內(nèi)EEPROM數(shù)據(jù)存儲器結(jié)構(gòu)和操作原理193
8.3.1 從EEPROM中讀取數(shù)據(jù)194
8.3.2 向EEPROM中燒寫數(shù)據(jù)194
8.4 與Flash相關(guān)的寄存器196
8.5 片內(nèi)Flash程序存儲器結(jié)構(gòu)和操作原理199
8.5.1 讀取Flash程序存儲器199
8.5.2 燒寫Flash程序存儲器200
8.6 寫操作的安全保障措施203
8.6.1 寫入校驗方法203
8.6.2 預(yù)防意外寫操作的保障措施204
思考題與練習(xí)題204
第9章 定時器/計數(shù)器TMR1
9.1 定時器/計數(shù)器TMR1模塊的特性207
9.2 與定時器/計數(shù)器TMR1模塊相關(guān)的寄存器208
9.3 定時器/計數(shù)器TMR1模塊的電路結(jié)構(gòu)209
9.4 定時器/計數(shù)器TMR1模塊的工作原理211
9.4.1 禁止TMR1工作213
9.4.2 定時器工作方式213
9.4.3 計數(shù)器工作方式213
9.4.4 TMR1寄存器的賦值與復(fù)位217
思考題與練習(xí)題218
第10章 定時器TMR2
10.1 定時器TMR2模塊的特性219
10.2 與定時器TMR2模塊相關(guān)的寄存器220
10.3 定時器TMR2模塊的電路結(jié)構(gòu)221
10.4 定時器TMR2模塊的工作原理223
10.4.1 禁止TMR2工作223
10.4.2 定時器工作方式224
10.4.3 寄存器TMR2和PR2以及分頻器的復(fù)位225
10.4.4 TMR2模塊的初始化編程226
思考題與練習(xí)題226
第11章 輸入捕捉/輸出比較/脈寬調(diào)制CCP
11.1 輸入捕捉工作模式228
11.1.1 與輸入捕捉模式相關(guān)的寄存器229
11.1.2 輸入捕捉模式的電路結(jié)構(gòu)231
11.1.3 輸入捕捉模式的工作原理232
11.2 輸出比較工作模式233
11.2.1 與輸出比較模式相關(guān)的寄存器233
11.2.2 輸出比較模式的電路結(jié)構(gòu)234
11.2.3 輸出比較模式的工作原理235
11.3 脈寬調(diào)制輸出工作模式236
11.3.1 與脈寬調(diào)制模式相關(guān)的寄存器236
11.3.2 脈寬調(diào)制模式的電路結(jié)構(gòu)238
11.3.3 脈寬調(diào)制模式的工作原理240
11.4 兩個CCP模塊之間的相互關(guān)系245
思考題與練習(xí)題247
第12章 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC
12.1 背景知識249
12.1.1 ADC種類與特點249
12.1.2 ADC器件的工作原理250
12.2 PIC16F87X片內(nèi)ADC模塊253
12.2.1 與ADC模塊相關(guān)的寄存器254
12.2.2 ADC模塊結(jié)構(gòu)和操作原理257
12.2.3 ADC模塊操作時間要求260
12.2.4 特殊情況下的A/D轉(zhuǎn)換263
12.2.5 ADC模塊的轉(zhuǎn)換精度和分辨率265
12.2.6 ADC模塊的操作編程265
思考題與練習(xí)題267
第13章 通用同步/異步收發(fā)器USART
13.1 串行通信的基本概念268
13.1.1 串行通信的兩種基本方式269
13.1.2 串行通信中的數(shù)據(jù)傳送方向271
13.1.3 串行通信中的控制方式272
13.1.4 串行通信中的碼型、編碼方式和幀結(jié)構(gòu)272
13.1.5 串行通信中的檢錯和糾錯方式273
13.1.6 串行通信組網(wǎng)方式274
13.1.7 串行通信接口電路和參數(shù)276
13.2 PIC16F87X片內(nèi)通用同步/異步收發(fā)器USART模塊278
13.2.1 與USART模塊相關(guān)的寄存器279
13.2.2 USART波特率發(fā)生器BRG282
13.2.3 USART模塊的異步工作方式285
13.2.4 USART模塊的同步主控工作方式299
13.2.5 USART模塊的同步從動工作方式306
思考題與練習(xí)題309
第14章 主控同步串行端口MSSP——SPI模式
14.1 SPI接口背景知識311
14.1.1 SPI接口信號描述311
14.1.2 基于SPI的系統(tǒng)構(gòu)成方式313
14.1.3 SPI接口工作原理315
14.1.4 兼容的MicroWire接口317
14.2 PIC16F87X的SPI接口319
14.2.1 與SPI接口相關(guān)的寄存器320
14.2.2 SPI接口的結(jié)構(gòu)和操作原理322
14.2.3 SPI接口的主控方式325
14.2.4 SPI接口的從動方式326
思考題與練習(xí)題327
第15章 主控同步串行端口MSSP——I2C模式
15.1 關(guān)于I2C總線的背景知識328
15.1.1 名詞術(shù)語329
15.1.2 I2C總線的技術(shù)特點332
15.1.3 I2C總線的基本工作原理333
15.1.4 I2C總線信號時序分析335
15.1.5 信號傳送格式339
15.1.6 尋址約定340
15.1.7 技術(shù)參數(shù)346
15.1.8 I2C器件與I2C總線的接線方式348
15.1.9 相兼容的SMBus總線350
15.2 與I2C總線相關(guān)的寄存器351
15.3 典型信號時序的產(chǎn)生方法356
15.3.1 波特率發(fā)生器356
15.3.2 啟動信號357
15.3.3 重啟動信號358
15.3.4 應(yīng)答信號359
15.3.5 停止信號360
15.4 被控器通信方式361
15.4.1 硬件結(jié)構(gòu)361
15.4.2 被主控器尋址362
15.4.3 被控器接收——被控接收器363
15.4.4 被控器發(fā)送——被控發(fā)送器364
15.4.5 廣播式尋址365
15.5 主控器通信方式366
15.5.1 硬件結(jié)構(gòu)366
15.5.2 主控器發(fā)送——主控發(fā)送器369
15.5.3 主控器接收——主控接收器370
15.6 多主通信方式下的總線沖突和總線仲裁373
15.6.1 發(fā)送和應(yīng)答過程中的總線沖突374
15.6.2 啟動過程中的總線沖突374
15.6.3 重啟動過程中的總線沖突376
15.6.4 停止過程中的總線沖突377
思考題與練習(xí)題379
附錄AASCII碼表380
附錄B特殊功能寄存器及其復(fù)位值一覽表382
參考文獻(xiàn)