微机原理与接口技术

第1章 从数字电路到单片机 1 1.1 PIC单片机简介 1 1.2 与单片机有关的数字电路基础知识 2 1.2.1 CPU内部的主要部件 2 1.2.2 CPU与程序代码存储器ROM的 关系 3 1.2.3 CPU与数据寄存器RAM的关系 4 1.2.4 CPU与功能/接口电路的关系 5 1.3 ALU电路与算术运算 5 1.3.1 数字电路实现二进制数减法运算 5 1.3.2 中规模集成ALU 8 1.3.3 利用EDA技术模拟8位ALU 12 1.4 单片机简单工作原理 14 思考练习题 19 第2章 PIC16F877A单片机硬件系统概况 20 2.1 PIC单片机概述 20 2.2 PIC16F877A单片机内部结构简介 21 2.3 文件寄存器RAM 24 2.3.1 通用寄存器 25 2.3.2 特殊功能寄存器 26 2.3.3 寻址方式 30 2.4 堆栈和程序存储器 31 2.4.1 堆栈 31 2.4.2 程序存储器ROM 31 2.4.3 与ROM寻址有关的指令 33 2.5 单片机的复位 33 2.5.1 几种不同的复位方式 33 2.5.2 复位电路 36 2.6 晶体振荡电路 37 2.7 PIC16F87X单片机硬件概况总结 38 思考练习题 39 第3章 指令系统 40 3.1 指令时序 40 3.2 指令系统概览 41 3.2.1 面向字节操作类 42 3.2.2 面向位操作类 42 3.2.3 常数操作和控制操作类 42 3.3 面向字节操作类指令 43 3.4 面向位操作类指令 44 3.5 面向常数操作和控制操作类指令 44 3.6 指令功能分类 45 3.7 指令在单片机内部的执行过程 45 3.7.1 从寻址方式说明 46 3.7.2 从运算类指令说明 47 3.8 汇编语言程序设计 49 3.9 程序在MPLAB软件中的调试 50 3.9.1 建立工程 50 3.9.2 编译工程 51 3.9.3 调试 51 思考练习题 52 第4章 输入/输出端口 53 4.1 RA端口 53 4.1.1 RA0～RA3、RA5端口输入/ 输出功能 54 4.1.2 RA4端口输入/输出功能 56 4.2 RB端口 56 4.2.1 RB0～RB3端口电路 57 4.2.2 RB4～RB7端口电路 58 4.3 RC端口 58 4.3.1 RC0～RC2、RC5～RC7 端口电路 58 4.3.2 RC3、RC4端口电路 60 4.4 RD端口 60 4.5 RE端口 61 4.6 输入/输出端口的应用 62 4.6.1 字符型液晶模块1602LCD简介 62 4.6.2 PIC16F877A驱动1602LCD 应用举例 65 思考练习题 76 第5章 中断系统 77 5.1 中断逻辑 77 5.2 与中断逻辑有关的寄存器 78 5.2.1 中断控制寄存器INTCON 78 5.2.2 选项寄存器OPTION_REG 79 5.3 端口RB做中断信号输入时的 工作原理 79 5.3.1 外部中断输入端RB0/INT 79 5.3.2 电平变化中断输入端RB4～RB7 85 5.4 外部中断与电平变化中断的区别 87 5.5 中断应用设计 87 5.6 单片机的睡眠及中断唤醒 95 思考练习题 100 第6章 定时器/计数器TMR0 101 6.1 从数字电路中的定时器/计数器 学习单片机 101 6.2 TMR0模块电路结构和工作原理 104 6.2.1 电路结构 104 6.2.2 TMR0模块的工作原理 105 6.2.3 “与内部时钟同步”电路的作用 107 6.2.4 TMR0模块的特点 107 6.3 TMR0模块设计举例—— 车辆里程表 108 6.3.1 TMR0模块初始化为模740的 加1计数器 108 6.3.2 里程变量count与EEPROM之间的 关系 112 6.3.3 车辆里程表电路图 112 6.3.4 车辆里程表的PICC程序 113 6.4 利用外部中断设计车辆里程表 115 6.5 具有车辆里程及速度测量功能的 里程表设计 118 6.6 给车辆里程表增加一个频率可调的 信号源 123 6.7 工作在中断唤醒、看门狗开启时的 TMR0模块 124 6.7.1 PIC16F87X配置位 125 6.7.2 清看门狗指令应用 126 6.8 利用EDA技术模拟TMR0电路 126 思考练习题 131 第7章 定时器/计数器TMR1 133 7.1 与TMR1模块相关的寄存器 133 7.2 TMR1模块的电路结构 134 7.3 TMR1模块的工作原理 135 7.3.1 定时器工作模式 136 7.3.2 计数器工作模式 137 7.3.3 TMR1模块应用设计注意事项 140 7.4 TMR1、TMR0和外部中断模块的 综合应用设计 141 思考练习题 146 第8章 定时器TMR2 147 8.1 与TMR2模块相关的寄存器 147 8.2 TMR2模块的电路结构 148 8.3 TMR2模块的工作原理 149 8.4 TMR2模块的应用设计 152 思考练习题 157 第9章 CCP模块 158 9.1 与CCP模块相关的寄存器 158 9.2 CCP模块的输入捕捉工作模式 160 9.2.1 输入捕捉模式的电路结构 160 9.2.2 输入捕捉模式的工作原理 161 9.2.3 输入捕捉模式的应用设计 161 9.3 CCP模块输出比较工作模式 175 9.3.1 输出比较模式的电路结构 175 9.3.2 输出比较模式的工作原理 176 9.3.3 CCP模块输出比较应用 178 9.3.4 利用输入捕捉和输出比较模块设计 红外基带信号发收系统 180 9.4 CCP模块的脉宽调制PWM 182 9.4.1 脉宽调制输出模式的电路结构 182 9.4.2 脉宽调制输出模式的工作原理 183 9.5 CCP模块的综合应用 186 思考练习题 193 第10章 模/数转换器ADC 195 10.1 A/D转换的基本概念 195 10.1.1 A/D转换过程 196 10.1.2 A/D转换器的分类 198 10.2 ADC模块结构 199 10.2.1 ADC模块的两个重要指标 200 10.2.2 ADC模块的电路 201 10.2.3 与ADC模块相关的寄存器 202 10.2.4 ADC模块应用时寄存器的定义 204 10.2.5 ADC模块转换过程 205 10.3 ADC模块的应用 215 思考练习题 220 第11章 通用同步/异步收发器USART 223 11.1 与USART模块相关的寄存器 223 11.2 UART异步工作模式 225 11.2.1 异步发送电路 227 11.2.2 异步接收电路 230 11.3 同步通信模块USRT 234 11.4 USART模块的应用 237 思考练习题 250 第12章 SPI 252 12.1 与SPI相关的寄存器 254 12.2 SPI模式的工作原理 257 12.3 SPI模块的应用 264 思考练习题 287 第13章 实验 288 13.1 实验用到的软件与电路 288 13.1.1 MPLAB软件使用方法 288 13.1.2 Proteus软件的使用方法 292 13.1.3 实验电路板的内部连接图 294 13.2 实验一：MPLAB软件应用 296 13.3 实验二：LCD1602及4 × 4键盘 应用 296 13.4 实验三：四路抢答器 297 13.5 实验四：车辆里程表 298 13.6 实验五：方波信号周期测量系统 299 13.7 实验六：模拟信号测量系统 299 13.8 实验七：两片单片机间的 USART通信 300 13.9 实验八：单片机与计算机间的 USART通信 300 思考练习题 301 附录 302 参考文献 303