PIC單片機原理及應用

前言

21世紀是全球科學技術飛速發(fā)展的時代，也是高等教育劇烈變革的年代。中國一直遵循科教興國的根本戰(zhàn)略，而高等學校則是國家先進生產(chǎn)力發(fā)展的生力軍，是傳播知識、開發(fā)高新科技、培養(yǎng)專門人才的重要基地。教材作為知識的載體，是人才培養(yǎng)過程中傳授知識、訓練技能和發(fā)展智力的重要工具之一，也是學校教學、科研水平的重要反映，與高校能否培養(yǎng)出新時代的創(chuàng)新英才息息相關。上海工程技術大學是一所集工程技術、經(jīng)濟管理、藝術設計等多學科于一體的高等學府，為中國培養(yǎng)了無數(shù)優(yōu)秀的科技精英。而美國微芯科技公司（Microchip Technology Incorpo-rated），作為一家致力于單片機市場發(fā)展的領導廠商，一直致力于通過與中國各大高校開展合作實驗室和獎學金計劃，挖掘和培養(yǎng)更多優(yōu)秀的中國青年工程師，激勵他們?nèi)〉酶鼉?yōu)異的成績。早在2002年，上海工程技術大學就與美國微芯科技公司合作成立了PIC單片機聯(lián)合實驗室，并已結出豐碩的成果，形成了一個比較貼近產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展，具有較強特色，集PIC單片機教學、科研及應用開發(fā)為一體的團隊，并成立了全國第一家由美國微芯科技公司授權的PIC單片機技術培訓中心，先后出版了本科系列PIC單片機教材和教輔書共4本：《PIC單片機原理及應用》、《PIC單片機實驗教程》、《PIC單片機習題與解答》和《PIc單片機初級教程》。作為一名優(yōu)秀的教育專家，為配合中國教育部制訂的普通高等教育“十一五”國家級教材規(guī)劃，李榮正教授結合多年的一線教學實踐經(jīng)驗，潛心致力于高校教材的改革研究。我為李榮正教授淵博的學識和執(zhí)著的敬業(yè)精神所感染和折服。悉聞李榮正教授的《PIC單片機原理及應用（第3版）》一書將于10月底出版，深感欣慰。在此，謹代表美國微芯科技公司對新書的成功出版表示衷心的祝賀！新書已獲準作為“普通高等教育'十一五'國家級規(guī)劃教材”，并被國內(nèi)華中科技大學、同濟大學、黑龍江大學和福州大學等20多個高校作為本科教材。拜讀此書，獲益匪淺！該書不僅體現(xiàn)了科學性、系統(tǒng)性和新穎性，同時反映了教學改革和課程建設的豐富經(jīng)驗和前沿成果，將成為教師傳授知識和培養(yǎng)學生綜合能力的最佳媒介。新教材的發(fā)布，無疑將在高校未來的電子工程教學中起到穩(wěn)定教學秩序、保證教學質(zhì)量、創(chuàng)新教學內(nèi)容、主導教學方向的重要作用。相信，新書的出版不僅將成為高教教材改革的典范，更將為中國的電子工程教育注入新鮮活力和強大動力！美國微芯科技公司也將一如既往地全力支持合作院校，為中國市場培養(yǎng)更多的本地化科技人才做出應有的貢獻。再次衷心地祝愿李榮正教授桃李滿天下，學術傳神州！

內(nèi)容概要

本書為“普通高等教育‘十一五’國家級規(guī)劃教材”，是“PIC單片機系列教程”的理論教材。以美國Microchip公司的PIC16F877單片機為主線，詳細介紹其基本組成、工作原理及其應用技術。全書共分12章，內(nèi)容包括PIC系列單片機的基本結構、存儲器模塊、集成開發(fā)環(huán)境和在線仿真、指令系統(tǒng)、I／O端口、定時器、中斷處理、A／D轉換、串行通信模式和綜合訓練等。    本書內(nèi)容豐富，通俗易懂，實用性強，列舉并分析了大量應用實例，可作為高等工科院校相關專業(yè)的本科教材，也可供從事單片機開發(fā)應用的工程技術人員參考。

書籍目錄

第1章  PIC單片機組成結構  1.1  嵌入式微控制器系統(tǒng)    1.1.1  單片機系統(tǒng)    1.1.2  PIC系列單片機  1.2  PIC系列單片機概述    1.2.1  PIC系列單片機特點    1.2.2  PICL6F877單片機的結構    1.2.3  PIC6F877單片機的引腳  1.3  存儲器概述    1.3.1  程序存儲器    1.3.2  數(shù)據(jù)存儲器  測試題第2章  PIC單片機存儲器  2.1  存儲器分類  2.2 程序存儲器構架  2.3 數(shù)據(jù)存儲器構架    2.3.1  通用寄存器    2.3.2  特殊功能寄存器  2.4  失電保護數(shù)據(jù)存儲器構架    2.4.1  向E2PROM數(shù)據(jù)存儲器寫數(shù)據(jù)    2.4.2  從E2PROM數(shù)據(jù)存儲器讀數(shù)據(jù)  測試題第3章  PIC集成開發(fā)系統(tǒng)  3.1  MPLAB IDE軟件工具    3.1.1  MPLAB的安裝    3.1.2  MPLAB界面介紹    3.1.3  MPLAB的組成    3.1.4  器件連接及系統(tǒng)配置  3.2  MPLAB ICD 2概述    3.2.1  MPLAB ICD 2基本功能    3.2.2  MPLAB ICD 2工作方式    3.2.3  MPLAB ICD 2模塊接口連接  3.3  創(chuàng)建源程序    3.3.1  建立源程序文件    3.3.2  建立項目    3.3.3  編譯項目文件    3.3.4  源程序編寫要素  3.4  程序調(diào)試及運行    3.4.1  運行模擬器    3.4.2  在線程序調(diào)試    3.4.3  脫機程序運行    3.4.4  基本調(diào)試功能  測試題第4章  PIC指令系統(tǒng)  4.1  指令流水線操作原則  4.2  指令集說明    4.2.1  數(shù)據(jù)傳送類指令    4.2.2  算術運算類指令    4.2.3  邏輯運算類指令    4.2.4  控制轉移類指令  測試題第5章  匯編語言程序設計  5.1  匯編語言指令格式  5.2 系統(tǒng)偽指令  5.3 存儲器選擇方式    5.3.1  數(shù)據(jù)存儲器體選方式    5.3.2 程序存儲器頁選方式  5.4  常用子程序的設計    5.4.1  跳轉和循環(huán)子程序    5.4.2  軟件延時子程序    5.4.3  數(shù)據(jù)查表子程序    5.4.4  分支功能跳轉子程序    5.4.5  常用數(shù)學運算類子程序  測試題第6章  I／O端口  6.1  I／O端口功能的通用結構    6.1.1  設置端口的輸入／輸出狀態(tài)    6.1.2 查詢端口的輸入／輸出狀態(tài)    6.1.3  從端口輸入數(shù)據(jù)    6.1.4  從端口輸出數(shù)據(jù)    6.1.5  I／O端口分析  6.2  I／O端口寄存器及其初始化  6.3  基本輸入／輸出應用實例  測試題第7章  定時器／計數(shù)器  7.1  定時器／計數(shù)器TMRO    7.1.1  TMRO模塊的功能和特性    7.1.2  與定時器／計數(shù)器TMR0模塊相關的寄存器    7.1.3  定時器／計數(shù)器TMRO模塊的電路結構和工作原理    7.1.4 定時器／計數(shù)器TMRO模塊的應用實例  7.2  看門狗定時器WDT  7.3  定時器／計數(shù)器TMRL    7.3.1  TMR1模塊的功能和特性    7.3.2  與定時器／計數(shù)器TMRL模塊相關的寄存器    7.3.3  TMR1模塊的電路結構和工作原理  7.4  定時器TMR2    7.4.1  TMR2模塊的功能和特性    7.4.2  與定時器TMR2模塊相關的寄存器    7.4.3  TMR2模塊的電路結構和工作原理  測試題第8章  中斷系統(tǒng)  8.1  中斷的概念和機理  8.2  PIC16F877單片機的中斷  8.3  中斷服務程序的設計  8.4  與中斷相關的寄存器  8.5  中斷響應和處理    8.5.1  中斷信號的實時檢測和延時響應    8.5.2  中斷現(xiàn)場處理  測試題第9章  串行通信方式  9.1  SPI串行通信模塊    9.1.1  與SPI模式相關的寄存器    9.1.2  SPI模式工作原理    9.1.3  SPI串行通信應用  9.2  I2C串行通信模塊    9.2.1  I2C串行通信模式    9.2.2  與I2C總線模式相關的寄存器    9.2.3  I2C主控工作方式    9.2.4  I2C從動工作方式    9.2.5  I2C串行通信應用  9.3  USART串行通信模塊    9.3.1  與LISART模塊相關的寄存器    9.3.2  USART波特率發(fā)生器    9.3.3  USART異步通信模式    9.3.4  USART同步通信模式    9.3.5  USART串行通信應用    測試題第10章  CCP捕捉／比較／脈寬調(diào)制  10.1  CCP模塊功能分析    10.1.1  CCP模塊基本功能    10.1.2  CCP模塊寄存器介紹  10.2  捕捉功能模式    10.2.1  捕捉方式工作原理    10.2.2  與捕捉方式相關的寄存器    10.2.3  CCP1捕捉方式的應用  10.3  比較功能模式    10.3.1  比較方式工作原理    10.3.2  與比較方式相關的寄存器    10.3.3  CCP1比較方式的應用  10.4  脈寬調(diào)制功能    10.4.1  脈寬調(diào)制方式工作原理    10.4.2  與脈寬調(diào)制方式相關的寄存器    10.4.3  CCP1脈寬調(diào)制方式的應用    測試題第11章  A／D轉換器  11.1  模塊結構和操作原理    11.1.1  A／D轉換原理    11.1.2  A／D轉換器主要技術指標    11.1.3  A／D模塊結構  11.2  與A／D轉換器模塊相關的寄存器  11.3  A／D轉換器模塊的應用    測試題第12章  PIC單片機綜合訓練  12.1  構建單片機網(wǎng)絡化信息交互平臺    12.1.1  綜合訓練基本情況分析    12.1.2  信息交互的協(xié)議規(guī)則及分析    12.1.3  綜合訓練參考程序及說明  12.2  基于密碼保護LCD時鐘顯示    12.2.1  綜合訓練基本情況分析    12.2.2  密碼保護分析    12.2.3  綜合訓練參考程序及說明附錄  測試選擇題參考答案參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：單片機的發(fā)展過程及其性能的日益完善，實際上是對傳統(tǒng)控制技術的一場革命，開創(chuàng)了微控技術的新天地?，F(xiàn)代控制理念的核心內(nèi)涵就是嵌入式計算機應用系統(tǒng)，通過不斷提高控制功能和拓展外圍接口功能，使單片機成為最典型、最廣泛、最普及的嵌入式微型控制系統(tǒng)（MCU——Micro Controller Unit）。單片機擁有計算機的基本核心部件，將其嵌入到電子系統(tǒng)中，可以滿足控制對象要求，實現(xiàn)嵌入到非計算機產(chǎn)品中應用的計算機系統(tǒng)，從而為電子系統(tǒng)高級智能化奠定了基礎。它的實現(xiàn)方式要比模擬控制思想簡潔和方便得多。同時，可以跨越式地實現(xiàn)對外部模擬量的高速采集、邏輯分析處理和對目標對象的智能控制。近30多年來，計算機得到了前所未有的發(fā)展，從航空、航天軍事專用到走入千家萬戶，成為人們生活的必須品。而同樣具有計算機的一般功能，價格低廉的單片機應運而生，并且正在不斷改變?nèi)藗兊纳罘绞?。嵌人式系統(tǒng)源于計算機的嵌人式應用。早期的嵌入式系統(tǒng)的概念就是將通用計算機經(jīng)過適應性配制后嵌入到各種實際應用系統(tǒng)中，如輪船的自動駕駛儀和飛機的導航儀等系統(tǒng)。與計算機相比，單片機的優(yōu)勢是顯而易見的，尤其是現(xiàn)在單片機應用已滲入到各個領域，完全不能按照原有嵌人式的思路去理解和應用。例如，對于一個家用的電子產(chǎn)品（智能電飯煲、模糊智能洗衣機和手機等），利用PC機控制幾乎是不可能的，幾十元或幾百元的電子產(chǎn)品要求配套一臺幾千元的電腦，這不成為笑話。單片機是芯片級的小型計算機系統(tǒng)，可以嵌入到任何應用對象系統(tǒng)中，實現(xiàn)以智能化為主要的控制目的。同時，單片機的應用領域隨著其功能化外沿的不斷拓展而日益廣泛，已滲入到現(xiàn)場控制、電信手機、家用電器、儀表儀器、汽車電氣和電子玩具等領域的智能化控制和管理方面。在2007年第8屆全國大學生電子設計大賽中，有一個智能化小車系統(tǒng)的設計，就是采用PIC單片機嵌入到小車的整體設計方案，曾榮獲上海賽區(qū)一等獎的好成績。目前，各個單片機生產(chǎn)廠家已不再滿足于8位單片機的競爭，相繼推出了16位和32位單片機，但8位單片機仍有相當大的市場需求。近年來，美國Microchip和Freescale（原Motorola公司辦導體部）兩家公司，仍占據(jù)著世界8位單片機產(chǎn)量最高的前兩個芯片制造商的地位。

編輯推薦

《普通高等教育"十一五"國家級規(guī)劃教材?PIC單片機原理及應用(第4版)》是上海市教育委員會高校重點教材建設項目?！镀胀ǜ叩冉逃?十一五"國家級規(guī)劃教材?PIC單片機原理及應用(第4版))》內(nèi)容豐富而實用，通俗易懂，列舉并分析了大量應用實例。《普通高等教育"十一五"國家級規(guī)劃教材?PIC單片機原理及應用(第4版)》可作為高等工科院校相關專業(yè)的本科教材，也可供從事單片機開發(fā)應用的工程技術人員參考。

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