PIC单片机实用教程

第1章并行端口引脚上的复合功能及其应用

1.1RA端口2

1.1.1与RA端口相关的寄存器2

1.1.2电路结构和工作原理3

1.1.3编程方法5

1.2RB端口5

1.2.1与RB端口相关的寄存器6

1.2.2电路结构和工作原理7

1.2.3编程方法9

1.3RC端口10

1.3.1与RC端口相关的寄存器10

1.3.2电路结构和工作原理11

1.3.3编程方法13

1.4RD端口13

1.4.1与RD端口相关的寄存器14

1.4.2电路结构和工作原理15

1.4.3编程方法15

1.5RE端口16

1.5.1与RE端口相关的寄存器16

1.5.2电路结构和工作原理17

1.5.3编程方法18

1.6PSP并行从动端口18

1.6.1与PSP端口相关的寄存器19

1.6.2电路结构和工作原理19

1.7应用举例22

【实验范例1.1】通过PSP并行从动端口实现双机通信22

思考题与练习题28

第2章定时器/计数器TMR1及其应用技术

2.1定时器/计数器TMR1模块的特性29

2.2定时器/计数器TMR1模块相关的寄存器30

2.3定时器/计数器TMR1模块的电路结构31

2.4定时器/计数器TMR1模块的工作原理33

2.4.1如何禁止TMR1工作35

2.4.2定时器工作方式35

2.4.3计数器工作方式35

2.4.4TMR1寄存器的赋值与复位39

2.5定时器/计数器TMR1模块的应用举例39

【实验范例2.1】蠕动显示的8只LED信号灯40

【实验范例2.2】秒信号发生器44

思考题与练习题48

第3章定时器TMR2及其应用技术

3.1定时器TMR2模块的特性49

3.2定时器TMR2模块相关的寄存器50

3.3定时器TMR2模块的电路结构51

3.4定时器TMR2模块的工作原理53

3.4.1如何禁止TMR2工作53

3.4.2定时器工作方式54

3.4.3寄存器TMR2和PR2以及分频器的复位55

3.4.4TMR2模块的初始化编程56

3.5定时器TMR2模块应用举例56【实验范例3.1】路标导向灯56

【实验范例3.2】2kHz对称方波发生器59

【实验范例3.3】滴水显示的8只LED信号灯62

思考题与练习题65

第4章输入捕捉/输出比较/脉宽调制CCP及其应用技术

4.1输入捕捉工作模式67

4.1.1输入捕捉模式相关的寄存器67

4.1.2输入捕捉模式的电路结构68

4.1.3输入捕捉模式的工作原理69

4.1.4输入捕捉模式的应用举例70

【实验范例4.1】负脉冲宽度简易测量仪71

4.2输出比较工作模式77

4.2.1输出比较模式相关的寄存器78

4.2.2输出比较模式的电路结构78

4.2.3输出比较模式的工作原理79

4.2.4输出比较模式的应用举例81

【实验范例4.2】简易时间控制器81

【实验范例4.3】遥控编码信号码型发生器84

4.3脉宽调制输出工作模式89

4.3.1脉宽调制模式相关的寄存器89

4.3.2脉宽调制模式的电路结构91

4.3.3脉宽调制模式的工作原理93

4.3.4脉宽调制模式的应用举例97

【实验范例4.4】按钮控制灯具调光器97

4.4两个CCP模块之间的相互关系102

思考题与练习题103

第5章模/数转换器ADC及其模拟接口技术

5.1背景知识105

5.1.1ADC种类与特点105

5.1.2ADC器件的工作原理106

5.2PIC16F87X片内ADC模块109

5.2.1ADC模块相关的寄存器109

5.2.2ADC模块结构和操作原理113

5.2.3ADC模块操作时间要求115

5.2.4特殊情况下的A/D转换119

5.2.5ADC模块的转换精度和分辨率120

5.2.6ADC模块的操作编程121

5.3PIC16F87X片内ADC模块的应用举例122

【实验范例5.1】单通道模拟量采集器122

【实验范例5.2】单线扫描实现多键输入的技术方案127

5.7ADC功能虚拟技术131

5.7.1RC充放电法131

5.7.2RC振荡器法133

5.7.3电压比较器法134

思考题与练习题136

第6章串行通信概念和串行通信接口USART及其应用

6.1串行通信的相关概念137

6.1.1串行通信的两种基本方式138

6.1.2串行通信的数据传送制式140

6.1.3串行通信中的控制方式1416.1.4串行通信中的码型、编码方式和帧结构141

6.1.5串行通信中的检错和纠错方式142

6.1.6串行通信组网方式145

6.1.7串行通信接口电路和参数147

6.1.8串行通信的传输速率148

6.2PIC16F87X片内通用同步/异步收发器USART模块149

6.2.1USART模块相关的寄存器151

6.2.2USART波特率发生器BRG154

6.2.3USART模块的异步工作方式157

6.2.4USART模块的同步主控工作方式170

6.2.5USART模块的同步从动工作方式176

6.3通用同步/异步收发器USART的应用举例179

【实验范例6.1】微机COM串口与单片机UART串口进行双向通信179

【实验范例6.2】经过UART串口进行的人机对话186

【实验范例6.3】利用USRT扩展8位并行输出口线193

思考题与练习题197

第7章SPI接口概念、SPI接口模块和SPI接口应用

7.1关于SPI接口的背景知识和基本概念200

7.1.1SPI接口信号描述200

7.1.2基于SPI的系统构成方式201

7.1.3SPI接口工作原理203

7.1.4兼容的MicroWire接口205

7.2PIC16F87X的SPI接口207

7.2.1SPI接口相关的寄存器208

7.2.2SPI接口的结构和操作原理211

7.2.3SPI接口的主控方式213

7.2.4SPI接口的从动方式214

7.3SPI接口应用举例215

【实验范例7.1】SPI接口全双工通信能力演示215

【实验范例7.2】SPI接口多点通信系统演示219

【实验范例7.3】利用SPI接口连接串行EEPROM存储器93LCXX226

思考题与练习题231

第8章I2C总线原理、I2C总线接口和I2C总线应用

8.1关于I2C总线的背景知识和基本概念233

8.1.1名词术语235

8.1.2I2C总线的技术特点237

8.1.3I2C总线的基本工作原理238

8.1.4I2C总线信号时序分析240

8.1.5信号传送格式244

8.1.6寻址约定245

8.1.7技术参数250

8.1.8I2C器件与I2C总线的接线方式252

8.1.9相兼容的SMBus总线254

8.2I2C总线相关的寄存器256

8.2.1同步串口状态寄存器SSPSTAT257

8.2.2同步串口控制寄存器SSPCON258

8.2.3从地址/波特率寄存器SSPADD259

8.2.4同步串口控制寄存器2　　SSPCON2259

8.3典型信号时序的产生方法260

8.3.1波特率发生器2618.3.2启动信号262

8.3.3重启动信号263

8.3.4应答信号265

8.3.5停止信号266

8.4被控器通信方式267

8.4.1硬件结构267

8.4.2被主控器寻址269

8.4.3被控器接收　　被控接收器270

8.4.4被控器发送　　被控发送器271

8.4.5广播式寻址272

8.5主控器通信方式273

8.5.1硬件结构273

8.5.2主控器发送　　主控发送器276

8.5.3主控器接收　　主控接收器279

8.6多主通信方式下的总线冲突和总线仲裁281

8.6.1发送和应答过程中的总线冲突282

8.6.2启动过程中的总线冲突282

8.6.3重启动过程中的总线冲突284

8.6.4停止过程中的总线冲突285

8.7I2C总线接口的应用举例286

【实验范例8.1】I2C串行接口EEPROM存储器的读/写操作演示286

思考题与练习题296

第9章EEPROM和Flash存储器及其IAP技术

9.1背景知识297

9.1.1通用型半导体存储器的种类和特点297

9.1.2PIC单片机内部的程序存储器298

9.1.3PIC单片机内部的EEPROM数据存储器299

9.1.4PIC16F87X内部EEPROM和Flash操作方法300

9.2EEPROM读/写相关的寄存器303

9.2.1EEPROM地址寄存器EEADR303

9.2.2EEPROM数据寄存器EEDATA304

9.2.3EEPROM读写控制第一寄存器EECON1304

9.2.4EEPROM写控制第二寄存器EECON2305

9.2.5第二外设中断标志寄存器PIR2305

9.2.6第二外设中断屏蔽寄存器PIE2306

9.2.7系统配置字ConfigurationWord306

9.3片内EEPROM数据存储器结构和操作原理306

9.3.1从EEPROM中读取数据307

9.3.2向EEPROM中烧写数据308

9.4Flash在线编程相关的寄存器310

9.4.1EEPROM高字节地址寄存器EEADRH311

9.4.2EEPROM高字节数据寄存器EEDATH311

9.4.3系统配置字ConfigurationWord311

9.5片内Flash程序存储器结构和操作原理312

9.5.1读取Flash程序存储器313

9.5.2烧写Flash程序存储器314

9.6写操作的安全保障措施316

9.6.1写入校验方法316

9.6.2预防意外写操作的保障措施317

9.7EEPROM和Flash应用举例3179.7.1EEPROM的应用318

【实验范例9.1】EEPROM数据存储器读/写验证318

【实验范例9.2】改进型简易车辆里程表323

9.7.2Flash的应用329

【实验范例9.3】Flash程序存储器读/写操作验证　　IAP技术应用329

思考题与练习题335

第10章常用人机界面、器件及其接口技术

10.1常用人机界面器件类型337

10.1.1静态类输入器件338

10.1.2动态类输入器件339

10.1.3视觉类输出器件341

10.1.4听觉类输出器件344

10.2开关输入接口方法和设计技巧346

10.2.1拨码开关346

10.2.2跳线开关346

10.2.3单列式按键开关348

10.2.4阵列式按键开关351

10.3LED输出接口方法和设计技巧356

10.3.1分立LED的驱动356

10.3.2LED数码管静态驱动方式357

10.3.3LED数码管动态驱动方式359

10.3.4LED点阵模块动态驱动方式365

10.4LED数码管和按键开关组合接口方法和设计技巧369

10.4.1利用通用器件369

10.4.2利用专用器件370

10.5音响输出接口方法和设计技巧371

10.5.1压电蜂鸣器372

10.5.2自带音源电磁蜂鸣器373

10.5.3无音源电磁蜂鸣器374

10.6应用举例375

【实验范例10.1】4×4阵列式键盘接口和编程方法375

思考题与练习题382附录93LC46串行EEPROM存储器383

参考文献391

　　本书以介绍PIC16F877型号单片机为主，并且适当简介PIC单片机的个性及共性。全书共分10章，内容包括：并口复合功能、定时器TMR1、定时器TMR2、捕捉/比较/脉宽调制CCP、模/数转换器ADC、异步串口UART、同步串口SPI、同步串口I2C、EEPROM和Flash存储器及IAP技术、人机界面器件和接口技术等。本书是作者在“2000年微芯技术精英会”上应Microchip公司和出版者之邀，为该公司在我国开展的“大学计划”撰写的教学用书、培训教材和自学读本。同时，它也广泛地适用于初步具备数字电路技术基础和计算机基础知识的广大在校学生、教师、单片机爱好者、电子制作爱好者、电器维修人员、电子产品开发设计者、工程技术人员阅读。
　　本书以介绍PIC16F877型号单片机为主，并且适当简介PIC单片机的个性及共性。全书共分10章，内容包括：并口复合功能、定时器TMR1、定时器TMR2、捕捉/比较/脉宽调制CCP、模/数转换器ADC、异步串口UART、同步串口SPI、同步串口I2C、EEPROM和Flash存储器及IAP技术、人机界面器件和接口技术等。