PIC软硬件系统设计——基于PIC16F87X系列 (2009 年度畅销榜NO.7740 )

本书内容是基于PIC16F87X单片机的软件硬件系统设计与应用。书中介绍了PIC16F87X的组成和结构；PIC16F87X CPU的特殊性能；存储器组织和特殊功能寄存器SFR功能；PIC汇编语言程序设计；PIC开发软件；PIC在线调试技术；I/O端口及其功能；数据存储器E2PROM与程序存储器FLASH；定时器/计数器；捕获/比较/脉宽调制CCP模块；主同步串行端口MSSP；可寻址的通用同步异步接收发送器；模数转换器A/D模块；PIC系统设计基础应用（定时器/计数器、A/D转换器、PWM脉宽调制、PSP并行从动、USART通用同步异步接收发送器等）；PIC单片机系统设计I（电子密码锁设计）、PIC单片机系统设计II（温度测量控制）、PIC单片机系统设计III（步进电机遥控）、PIC单片机系统设计IV（直流电机控制）、PIC单片机系统设计V（气体检测显示）等。
本书内容丰富，理论联系实际，管合高等学校师生和电子类工程技术人员使用。

第1章 绪论
1.1 微处理器、微型计算机及微型计算机系统
1.2 微型计算机的分类
1.3 单片机的基本结构

第2章 PIC16F87X的组成和结构
2.1 从MCS-51说起
2.2 PIC16FB87X单片机与MCS-51单片机内部结构比较
2.2.1 MCS-51单片机的内部结构
2.2.2 PIC16FB87X单片机的内部结构
2.3 关于PIC16FB87X器件
2.4 PIC16FB87X CPU的特殊性能
2.4.1 组态位
2.4.2 振荡器组态
2.4.3 复位
2.4.4 上电复位POR
2.4.5 电源升定时器PWRT
2.4.6 振荡器启动定时器OST
2.4.7 节电复位BOR
2.4.8 暂停顺序
2.4.9 电源控制/状态寄存器PCON
2.4.10 中断

第3章 存储器组织和特殊功能寄存器SFR功能
3.1 存储器组织
3.1.1 程序存储器组织
3.1.2 数据存储器组织
3.1.3 通用寄存器文件GPR File
3.2 特殊功能寄存器SFR
3.2.1 状态寄存器STATUS
3.2.2 选择寄存器OPTION-REG
3.2.3 中断控制寄存器INTCON
3.2.4 外部中断允许寄存器PIE1
3.2.5 外部中断寄存器PIR1
3.2.6 外部中断允许寄存器PIR2
3.2.7 外部中断寄存器PIR2
3.2.8 电源控制寄存器PCON
3.2.9 间接导址寄存器INDF和文件选择寄存器FSR
3.2.10 程序计数器PC及其低字节寄存器PCL和高字节PCH修改寄存器PCLATH
3.3 程序存储器跨页访问(Program Memory Paging)

第4章 PIC汇编语言程序设计
4.1 PIC汇编语言规则
4.1.1 概述
4.1.2 PIC16FB87X单片机的寻址法
4.1.3 PIC16FB87X单片机指令
4.1.4 PIC16FB87X单片机指令集
4.2 PIC汇编语言的编写方法
4.2.1 PIC汇编语言程序的基本格式
4.2.2 伪指令
4.2.3 宏指令和宏调用
4.2.4 条件汇编
4.3 PIC汇编语言编程小例
4.4 数据堆栈、数据队列的使用及有限状态机的应用
4.4.1 数据堆栈
4.4.2 数据队列
4.4.3 有限状态机

第5章 PIC开发软件
5.1 MPLAB-IDE的特性和安装
5.1.1 MPLAB的特性
5.1.2 MPLAB的安装
5.2 MPLAB的使用
5.2.1 MPLAB的运行
5.2.2 MPLAB的工具栏及其应用
5.2.3 MPLAB的菜单命令行
5.3 如何在MPLAB环境中书写和编译程序
5.3.1 源程序的书写步骤
5.3.2 源程序的编译和模拟运行调度

第6章 PIC在线调试技术
6.1 MPLAB-ICD组成部件
6.1.1 MPLAB-ICD使用的资源
6.1.2 MPLAB-ICD的各组成部件
6.1.3 MPLAB-ICD集成开发软件包
6.2 MPLAB-ICD的安装
6.2.1 MPLAB-ICD开发套件组成
6.2.2 MPLAB-ICD对计算机主机的要求
6.2.3 安装硬件
6.2.4 安装软件
6.3 调试实例
6.3.1 建立一个十六进制的调试文件
6.3.2 设置ICD的编程和调试选项
6.3.3 编程PIC16F877和设置演示板
6.3.4 运行、调试demo877
6.3.5 demo877软件的主例程序
6.3.6 MPLAB-ICD的常见使用问题及其排除方法

第7章 I/O端口及其功能
7.1 PORTA和TRISA寄存器
7.2 PORTB和TRISB寄存器
7.3 PORTC和TRISC寄存器
7.4 PORTD和TRISD寄存器
7.5 PORTE和TRISE寄存器
7.6 产行从属端口(Parallel Slave Port)

第8章 数据存储器E2PROM与程序存储器FLASH
8.1 数据存储器E2PROM与程序存储器FLASH
8.1.1 EEADR
8.1.2 EECON1和EECON2寄存器
8.2 数据E2PROM存储器
8.3 对数据E2PROM存储器写
8.4 读FLASH程序存储器
8.5 写FLASH程序存储器写
8.6 写检验(Verify)
8.7 保护防止假写
8.7.1 E2PROM数据存储器
8.7.2 FLASH程序存储器
8.8 在编码保护期间操作
8.8.1 E2PROM数据存储器
8.8.2 FLASH程序存储器

第9章 定时器/计数器
9.1 Timer0模块
9.1.1 Timer0工作
9.1.2 预分频器(Prescaler)
9.1.3 切换分频器分配
9.1.4 定时器Timer0中断
9.2 Timer1模块
9.2.1 定时器Timer1工作
9.2.2 Timer1计数器工作
9.2.3 Timer1振荡器
9.2.4 Timer1中断
9.2.5 利用CCP触发输出复位Timer1
9.2.6 Timer1预分频器
9.3 Timer2模块
9.3.1 定时器Timer2工作
9.3.2 Timer2中断
9.3.3 TMR2的输出

第10章 捕获/比较/脉宽调制CCP模块
10.1 捕获/比较/脉宽调制CCP模块
10.2 捕获模式
10.2.1 CCP引脚组态
10.2.2 Timer1模式选择
10.2.3 软件中断
10.2.4 CCP预分频器(Prescaler)
10.3 比较模式
10.3.1 CCP引脚组态
10.3.2 Timer1模式选择
10.3.3 软件中断模式
10.3.4 特殊事件触发器
10.4 PWM模式
10.4.1 PWM周期
10.4.2 PWM工作周期
10.4.3 PWM工作建立

第11章 主同步串行端口MSSP
11.1 主同步串行端口MSSP模块
11.2 串行设接口SPI模式
11.2.1 工作
11.2.2 SPI I/O使能
11.2.3 典型连接
11.2.4 主模式
11.2.5 从模式
11.2.6 从同步选择
11.2.7 休眠工作
11.2.8 复位的作用
11.3 MMSP I2C工作
11.3.1 从模式
11.3.2 寻址
11.3.3 从接收
11.3.4 从发送
11.3.5 普通调用的地址支持
11.3.6 休眠工作
11.3.7 复位的作用
11.3.8 主模式
11.3.9 多主模式
11.3.10 I2C主模式支持
11.3.11 I2C主模式工作
11.3.12 波特率产生器BRG
11.3.13 I2C主模式START条件时序
11.3.14 WOOL状态标志
11.3.15 I2C主模式重复启动条件时序
11.3.16 重启WCOL状态标志
11.3.17 I2C主模式发状
11.3.18 I2C主模式接收
11.3.19 识别定时时序
11.3.20 停止条件定时
11.3.21 时钟判决
11.3.22 休眠工作
11.3.23 复位的作用
11.3.24 多主机通信、总线冲突及总线判决
11.3.25 总线冲突
11.4 对于I2C总线的连接考虑

第12章 可寻址的通用同步异步接收发送器（USART）
12.1 可寻址的通用同步异步接收发送器（USART）
12.2 USART波特率发生器（BRG）
12.3 USART异步模式
12.3.1 USART异步发送器
12.3.2 USART异步接收器
12.3.3 带地址检测的9位模式的建立
12.4 USART同步主控模式
12.4.1 USART同步主控发送
12.4.2 USART同步主控接收
12.5 USART同步从属模式
12.5.1 USART同步从属发送
12.5.2 USART同步从属接收

第13章 模数转换器A/D模块
13.1 模数转换器A/D模块
13.2 A/D捕获的条件
13.3 A/D转换时钟的选择
13.4 模拟端口引脚的配置
13.5 A/D转换器
13.5.1 A/D结果寄存器
13.5.2 在休眠期间的A/D工作
13.5.3 复位的作用

第14章 PIC系统设计基础应用
14.1 定时器/计数器Timer1、Timer2应用
14.1.1 定时器/计数器Timer1
14.1.2 定时器/计数器Timer2
14.2 A/D转换接口与应用
14.2.1 A/D转换相关寄存器
14.2.2 A/D转换工作原理
14.2.3 A/D转换应用示例：两位数显模拟电压
14.3 PWM输出与应用
14.3.1 PWM输出相关寄存器
14.3.2 PWM输入原理
14.3.3 PWM输出应用示例：编辑音乐播放
14.4 PSP并行从动端口与应用
14.4.1 PSP相关寄存器
14.4.2 PSP模块工作原理
14.4.3 PSP应用示例：PSP端口实现双机通信
14.5 USART接口与应用
14.5.1 USART模块相关寄存器
14.5.2 USART接口工作原理
14.5.3 USART接口应用示例：USART接口扩展8位并行口

第15章 PIC单片机系统设计I
15.1 电子密码锁的方案选择
15.2 电子密码锁的硬件电路分析
15.2.1 电子密码锁的硬件电路概述
15.2.2 电路输入与输出的硬件连接
15.3 电子密码锁的软件分析
15.3.1 Timer1定时器中断
15.3.2 E2PROM的读取与写入
15.3.3 矩阵式键盘
15.4 主要程序的流程图
15.5 调试中遇到的问题与解决方法
15.6 系统参考文件

第16章 PIC单片机系统设计II
16.1 方案选择
16.2 单片机温度控制原理
16.3 硬件电路设计
16.3.1 硬件电路分析
16.3.2 电路调整
16.4 系统软件设计
16.5 系统调试
16.6 数据处理
16.7 系统参考源文件

第17章 PIC单片机原系统设计III
17.1 方案选择
17.2 电路主要器件的介绍
17.2.1 三极管和二极管
17.2.2 红外发光二极管
17.2.3 光电耦合器
17.3 红外遥控器
17.3.1 红外发射
17.3.2 红外发射器
17.3.3 红外接收器
17.4 步进电机工作原理与使用
17.4.1 步进电机工作原理
17.4.2 步进电机的启动频率与工作频率
17.4.3 脉冲分配器与放大器
17.4.4 步进电机55BF004的驱动器
17.5 PIC单片机的选用
17.5.1 定时器/计数器Timer1
17.5.2 定时器/计数器Timer2
17.5.3 模数转换器ADC
17.5.4 单片机与遥控接收器之间的接口
17.5.5 控制电机驱动脉冲分配与产生
17.6 硬件设计总电路图
17.6.1 设计总方框图
17.6.2 系统各部分电路
17.7 系统调试
17.7.1 调试遥控发射/接收器
17.7.2 单片机的调试
17.7.3 驱动器的调试
17.8 系统参才源文件

第18章 PIC单片机系统设计IV
18.1 方案概述
18.2 各部分基本原理
18.2.1 A/D转换的基本原理
18.2.2 PWM输出的基本原理
18.2.3 按键输入的基本原理
18.2.4 负载驱动电路的基本原理
18.2.5 数码显示单元的基本原理
18.3 系统硬件设计
18.3.1 硬件电路总体介绍
18.3.2 各部分硬件介绍
18.3.3 系统工作过程与原理
18.4 系统软件设计
18.4.1 程序中所用的寄存器简介
18.4.2 程序流程图
18.4.3 典型程序分析
18.5 系统调试和数据测量
18.5.1 系统调试中的问题与解决方案
18.5.2 数据测量
18.6 系统参考源文件

第19章 PIC单片机系统设计V
19.1 一氧化碳气体监测仪硬件电路设计
19.1.1 硬件电路设计概述
19.1.2 硬件电路各部分分析
19.2 一氧化碳气体监测仪软件设计
19.2.1 建立传感器线性模型
19.2.2 模型参数分析
19.2.3 算法实现及程序流程图
19.3 系统参考源文件

参考文献

PIC(PeripheralInterfaceController)是外设接口控制器的简称，它是由美国Microchip公司开发的嵌入式控制器(EmbeddedController)。嵌入式控制器国内习惯称为单片机。PIC是一种采用精简指令集计算机RISC(Reduced．InstructionSetComputer)结构的易学易用、输2,／输出灵活多样、功能强大的单片机。PIC中高档产品，特别是PIC中档产品是近年来重点发展的系列产品，品种最为丰富，性能优于初级产品，增加了中断功能，指令周期可达200ns，带A／D转换器、内部E2PROM数据存储器与程序存储器FLASH，有捕获／比较／脉宽调制CCP模块、12C和SPI接口、通用同步异步接收发送器USART、模拟电压比较器及LCD驱动等，性能价格比高，可广泛用于高、中档各类电子产品的设计中，是很值得学习和掌握的一种单片机。 本书是作者结合近年来科研实践、教学研究、产品开发过程中学习与应用PIC系列单片机软件硬件系统设计实际体会，吸收国内外文献资料之精华编著而成的。 全书共19章，系统介绍了PICl6F87X的原理、应用，给出基于PICl6F87X单片机的软件硬件系统设计与应用方法。取材新颖，先进实用，叙述简洁，循序渐进。其中刘靳参加编写了三章，胡力参加编写了两章，秦金明参加编写了两章，其余部分由刘笃仁编写，并担任主编，进行统稿。 本书的编著得到了电子工业出版社应用电子技术事业部主任赵丽松的大力支持；受到了西安电子科技大学电子工程学院、研究生院领导和同事们的鼓励；受益于研究生们的帮助；Microchip公司的资料及所有参考文献使作者大开思路。对于这一切，作者在此表示衷心感谢! 由于水平有限，不妥和错误之处在所难免，恳请读者批评指正。 作 者 于西安电子科技大学